CN111562025B - 适用于窄板的热电偶绝缘密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提出了适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，涉及窄板检测领域。本发明包括窄板，上述窄板的外侧设有第一绝缘层，上述窄板上设有测量孔，上述测量孔的开口端贯穿上述第一绝缘层，上述测量孔内相接设有密封管，上述密封管内设有带绝缘层的热电偶，上述热电偶的两侧分别贯穿密封管的两侧，上述热电偶的测量端与上述测量孔的底部相接，上述热电偶外侧设有第二绝缘层，上述密封管内设有与热电偶相接的第三绝缘层，上述热电偶远离测量孔的一端设有与密封管可拆卸连接的密封盖。本发明提高了热电偶安装在窄板内的绝缘性能和密封性能。

Description

适用于窄板的热电偶绝缘密封结构

技术领域

本发明涉及窄板检测领域，具体而言，涉及适用于窄板的热电偶绝缘密封结构。

背景技术

窄板是热工设备常见的一种部件，如板形燃料元件、板式换热器的传热部件等。热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

在对窄板进行性能试验时，在不破坏窄板外部流场的情况下测量窄板壁面温度，需要将测点布置在窄板内部。试验中窄板往往被通电加热，热电偶安装在窄板内的绝缘及密封问题变得比较困难。为此，通过一定的结构设计，满足高温下窄小空间的温度测量显得十分有必要。

综上所述，我们急需设计适用于窄板的热电偶绝缘密封结构解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，提高了热电偶安装在窄板内的绝缘性能和密封性能。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，其包括窄板，上述窄板的外侧设有第一绝缘层，上述窄板上设有测量孔，上述测量孔的开口端贯穿上述第一绝缘层，上述测量孔内相接设有密封管，上述密封管内设有带绝缘层的热电偶，上述热电偶的两侧分别贯穿密封管的两侧，上述热电偶的测量端与上述测量孔的底部相接，上述热电偶外侧设有第二绝缘层，上述密封管内设有与热电偶相接的第三绝缘层，上述热电偶远离测量孔的一端设有与密封管可拆卸连接的密封盖。

在本发明的一些实施例中，上述窄板的两侧均设有第一绝缘层，两个上述第一绝缘层远离窄板的一侧均设有金属板，上述测量孔的开口端贯穿金属板，上述密封管贯穿其中一块金属板，上述密封管与金属板通过焊接方式连接。

在本发明的一些实施例中，上述窄板上横向设有连接孔，上述连接孔的两端分别贯穿同侧的上述金属板，上述连接孔内穿设有拉杆，上述拉杆的两端分别贯穿上述连接孔的两侧，上述连接孔外的上述拉杆两端均设有外螺纹，上述连接孔外的上述拉杆两端均套设有压紧螺帽。

在本发明的一些实施例中，上述金属板外的密封管套设有第一外壳，上述第一外壳朝向窄板的一侧与金属板连接，上述密封盖外套设有第二外壳，上述第一外壳与密封管之间、上述第二外壳与密封盖之间均设有第四绝缘层，上述第四绝缘层由陶瓷材料制成。

在本发明的一些实施例中，上述测量孔的孔径逐渐增大，上述测量孔开口端的口径大于上述测量孔底部的口径。

在本发明的一些实施例中，上述测量孔采用电火花精打孔方式加工，上述热电偶的测量端与密封管之间采用银钎焊接的方式连接。

在本发明的一些实施例中，上述密封盖与密封管通过螺纹方式连接，上述密封盖与密封管相接的一侧设有锥形铜垫片。

在本发明的一些实施例中，上述第二绝缘层由高导热材料氮化铝陶瓷制成。

在本发明的一些实施例中，上述第三绝缘层为氧化镁。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本申请实施例提供适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，其包括窄板，上述窄板的外侧设有第一绝缘层，上述窄板上设有测量孔，上述测量孔的开口端贯穿上述第一绝缘层，上述测量孔内相接设有密封管，上述密封管内设有带绝缘层的热电偶，上述热电偶的两侧分别贯穿密封管的两侧，上述热电偶的测量端与上述测量孔的底部相接，上述热电偶外侧设有第二绝缘层，上述密封管内设有与热电偶相接的第三绝缘层，上述热电偶远离测量孔的一端设有与密封管可拆卸连接的密封盖。

本发明的安装：首先将密封管嵌入测量孔内，密封管的形状与测量孔的形状相同，密封管的外壁与测量孔孔壁相接，使密封管与测量孔固定连接，增加密封管、窄板、第一绝缘层之间连接的稳定性。将热电偶插入密封管，使热电偶测量端与测量孔的底部相接，并通过密封盖与密封管的连接，达到热电偶位置固定的目的。

本发明的效果：将热电偶安装进测量孔时，热电偶表层的第二绝缘层与密封管外的测量孔相接，密封管内的第三绝缘层与热电偶相接，本发明多适用于高温条件下，热电偶对窄板窄小空间内温度的测量。该密封结构能够实现对窄小空间的温度测量，防止了由于安装间隙引起热阻增大而使温度测量误差增大的问题，也避免了高温高压条件下绝缘和密封失效的情况。本发明提高了热电偶与热电偶之间的绝缘性能和密封性能，可减小测量误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例适用于窄板的热电偶绝缘密封结构的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为本发明实施例窄板、第一绝缘层、金属板的剖视图。

图标：1-窄板，2-第一绝缘层，3-金属板，4-拉杆，5-密封管，6-第三绝缘层，7-第二外壳，8-第二绝缘层，9-热电偶，10-锥形铜垫片，11-密封盖，12-压紧螺栓，13-测量孔，14-连接孔，15-第四绝缘层，16-第一外壳。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1、图2、图3，图1为本发明实施例适用于窄板1的热电偶9绝缘密封结构的结构示意图，图2为图1中A的局部放大图，图3为本发明实施例窄板1、第一绝缘层2、金属板3的剖视图，本实施例提供适用于窄板1的热电偶9绝缘密封结构，其包括窄板1，上述窄板1的外侧设有第一绝缘层2，上述窄板1上设有测量孔13，上述测量孔13的开口端贯穿上述第一绝缘层2，上述测量孔13内相接设有密封管5，上述密封管5内设有热电偶9，上述热电偶9的两侧分别贯穿密封管5的两侧，上述热电偶9的测量端与上述测量孔13的底部相接，上述热电偶9外侧设有第二绝缘层8，上述密封管5内设有与热电偶9相接的第三绝缘层6，上述热电偶9远离测量孔13的一端设有与密封管5可拆卸连接的密封盖11。

本发明的安装：首先将密封管5嵌入测量孔13内，密封管5的形状与测量孔13的形状相同，密封管5的外壁与测量孔13孔壁相接，使密封管5与测量孔13固定连接，增加密封管5、窄板1、第一绝缘层2之间连接的稳定性，将热电偶9插入密封管5，使热电偶9测量端与测量孔13的底部相接，并通过密封盖11与密封管5的连接，达到热电偶9位置固定的目的。

本发明的效果：将热电偶9安装进测量孔13时，热电偶9表层的第二绝缘层8与密封管5外的测量孔13相接，密封管5内的第三绝缘层6与热电偶9相接，本发明多适用于高温条件下，热电偶9对窄板1窄小空间内温度的测量。该密封结构能够实现对窄小空间的温度测量，防止了由于安装间隙引起热阻增大而使温度测量误差增大的问题，也避免了高温高压条件下绝缘和密封失效的情况。本发明提高了热电偶9与热电偶9之间的绝缘性能和密封性能，可减小测量误差。

需要说明的是，上述窄板1的两侧均设有第一绝缘层2，两个上述第一绝缘层2远离窄板1的一侧均设有金属板3，上述测量孔13的开口端贯穿金属板3，上述密封管5贯穿其中一块金属板3，上述密封管5与金属板3通过焊接方式连接。窄板1与其两侧的第一绝缘层2固定连接，在两个第一绝缘层2的表层设置金属板3，在对窄板1、第一绝缘层2、金属板3组成的整体打孔时(测量孔13)，在窄板1上定个位置即可进行打孔，便于对窄板1进行打孔施工。上述金属板3的面积相对第一绝缘层2或第二绝缘层8相对较小，仅仅达到两块金属板3、两个第一绝缘层2、窄板1之间连接；达到密封管5固定即可，可节约金属板3的用量。密封管5采用金属制成，密封管5与金属板3通过焊接方式连接，对密封管5进行固定。焊接具有连接性能好、焊接结构刚度大、整体性好的优点。

需要说明的是，上述窄板1上横向设有连接孔14，上述连接孔14的两端分别贯穿同侧的上述金属板3，上述连接孔14内穿设有拉杆4，上述拉杆4的两端分别贯穿上述连接孔14的两侧，上述连接孔14外的上述拉杆4两端均设有外螺纹，上述连接孔14外的上述拉杆4两端均套设有压紧螺栓12。上述拉杆4的两端分别穿过连接14孔的两端，上述拉杆4两端的压紧螺栓12通过和同侧拉杆4上外螺纹的配合压紧金属板3，当两个压紧螺栓12压紧在两块金属板3上时，将金属板3紧紧固定在两第一绝缘层2上，将密封管5固定在测量孔13上，保持密封管5的位置保持不变。当然金属板3不仅仅只限于螺栓方式连接，其他可实现金属板3的固定连接(例如：焊接)也可应用在此处。

需要说明的是，上述金属板3外的密封管5套设有第一外壳16，上述第一外壳16朝向窄板1的一侧与金属板3连接，上述密封盖11外套设有第二外壳7，上述第一外壳16与密封管5之间、上述第二外壳7与密封盖之间均设有第四绝缘层15，上述第四绝缘层15由陶瓷材料制成。第一外壳16与金属板3通过焊接方式连接，因密封管5和窄板1连接时，没有完全绝缘，所以在金属板3外面再加第四绝缘层15，第一外壳16、第二外壳7用于固定第四绝缘层15，这个绝缘是保证安全的作用，上述第四绝缘层15采用陶瓷制成，陶瓷是一节一节的，避免受热膨胀开裂，在密封管5与密封盖11对接时，第一外壳16与第二外壳7对接。

需要说明的是，上述测量孔13的孔径逐渐增大，上述测量孔13开口端的口径大于上述测量孔13底部的口径。上述测量孔13的开口端增大到技术人员方便外部密封操作的尺寸即可，测量孔13的开口端尺寸大一点容易实现更好的密封，由于窄板1测量孔13窄空间的温度过高，为了实现高温下的密封，采用比较长的引出管道，从而使得密封处的温度显著的降低，使密封处的环境不那么苛刻，密封结构更加的稳定。

需要说明的是，上述测量孔13采用电火花精打孔方式加工，上述热电偶9的测量端与密封管5之间采用银钎焊接的方式连接。电火花打孔机的工作原理是利用连续上下垂直运动的细金属铜管作电极，对不锈钢、淬火钢、硬质合金、铜、铝等金属工件进行脉冲火花放电蚀除成型。细孔穿孔机可用于加工发动机中的冷却散热孔、筛板的群孔、液压气动元件的油路孔、油嘴油泵喷油孔、化织喷丝板的喷丝孔、线切割的穿丝孔等各种传统加工方法难于加工的深小孔。电火花精打孔一般采用电火花加工机床进行打孔，具有穿孔速度很高、操作简便，穿孔效率高，加工精度高，性能可靠，质量稳定等优点。银钎焊接是被连接的母材或钎料为银的一种钎焊方法。是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。银钎焊接时，首先要去除母材接触面上的氧化膜和油污，以利于毛细管在钎料熔化后发挥作用，增加钎料的润湿性和毛细流动性。银钎焊接具有流动性好、价格便宜、不高的熔点、良好的湿润性和填满间隙的能力，银钎焊接接头具有强度高、塑性好、导电性和耐腐蚀性优良的优点。银钎焊接可减小连接产生的热阻,并实现高压下的稳定工作。

需要说明的是，上述密封盖11与密封管5通过螺纹方式连接，上述密封盖11与密封管5相接的一侧设有锥形铜垫片10。密封盖11的一侧设置锥形铜垫片10，上述锥形铜垫片10的锥头部朝向密封管5的一侧，当窄板1温度升高时，窄板1引起锥形铜垫片10的温度升高，锥形铜垫片10发生轻微变形时，在一定的程度内锥形铜垫片10变形使密封管5与密封盖11之间的密封更加的紧密。

需要说明的是，上述第二绝缘层8由高导热材料氮化铝陶瓷制成。上述第二绝缘层8采用高导热系数绝缘材料将热电偶9测量端与被测量窄板1之间进行绝缘处理。氮化铝陶瓷(Aluminium Nitride Ceramic)是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷。AIN晶体以〔AIN4〕四面体为结构单元共价键化合物，具有纤锌矿型结构，属六方晶系。化学组成AI 65.81％，N34.19％，比重3.261g/cm3，白色或灰白色，单晶无色透明，常压下的升华分解温度为2450℃。为一种高温耐热材料。热膨胀系数(4.0-6.0)X10/℃。多晶AIN热导率达260W/(m.k)，比氧化铝高5-8倍，所以耐热冲击好，能耐2200℃的极热。此外，氮化铝具有不受铝液和其它熔融金属及砷化镓侵蚀的特性，特别是对熔融铝液具有极好的耐侵蚀性。氮化铝陶瓷，热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。当然第二绝缘层8不仅仅只可采用上述氮化铝陶瓷，其他高导热材料能实现上述功能也可应用在此处。

需要说明的是，上述第三绝缘层6为氧化镁。上述氧化镁为金属氧化物薄膜层，可实现热电偶9与窄板1的测量孔13之间的绝缘，氧化镁(化学式：MgO)是镁的氧化物，一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁有高度耐火绝缘性能。氧化镁在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性。热膨胀系数和导热率高具有良好的光透过性。广泛用作高温耐热材料。当然第三绝缘层6不仅仅只可采用上述氧化镁，其他高热材料能实现上述功能也可应用在此处。

综上，本发明提供了适用于窄板1的热电偶9绝缘密封结构，其至少具有以下有益效果：

本发明的安装：首先将密封管5嵌入测量孔13内，密封管5的形状与测量孔13的形状相同，密封管5的外壁与测量孔13孔壁相接，使密封管5与测量孔13固定连接，增加密封管、窄板1、第一绝缘层2之间连接的稳定性，将热电偶9插入密封管5，使热电偶9测量端与测量孔13的底部相接，并通过密封盖11与密封管5的连接，达到热电偶9位置固定的目的。

本发明的效果：将热电偶9安装进测量孔13时，热电偶9表层的第二绝缘层8与密封管5外的测量孔13相接，密封管5内的第三绝缘层6与热电偶9相接，本发明多适用于高温条件下，热电偶9对窄板1窄小空间内温度的测量。该密封结构能够实现对窄小空间的温度测量，防止了由于安装间隙引起热阻增大而使温度测量误差增大的问题，也避免了高温高压条件下绝缘和密封失效的情况。本发明提高了热电偶9与热电偶9之间的绝缘性能和密封性能，可减小测量误差。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，其特征在于，包括窄板，所述窄板的两侧均设有第一绝缘层，两个所述第一绝缘层远离窄板的一侧均设有金属板，所述窄板上设有测量孔，所述测量孔的开口端贯穿金属板和第一绝缘层，所述测量孔内相接设有密封管，所述密封管内设有带绝缘层的热电偶，所述热电偶的两侧分别贯穿密封管的两侧，所述密封管与金属板通过焊接方式连接，所述热电偶的测量端与所述测量孔的底部相接，所述热电偶外侧设有第二绝缘层，所述密封管内设有与热电偶相接的第三绝缘层，所述热电偶远离测量孔的一端设有与密封管可拆卸连接的密封盖，所述密封盖与密封管通过螺纹方式连接，所述密封盖与密封管相接的一侧设有锥形铜垫片：所述窄板上横向设有连接孔，所述连接孔的两端分别贯穿同侧的所述金属板，所述连接孔内穿设有拉杆，所述拉杆的两端分别贯穿所述连接孔的两侧，所述连接孔外的所述拉杆两端均设有外螺纹，所述连接孔外的所述拉杆两端均套设有压紧螺帽：所述金属板外的密封管套设有第一外壳，所述第一外壳朝向窄板的一侧与金属板连接，所述密封盖外套设有第二外壳，所述第一外壳与密封管之间、所述第二外壳与密封盖之间均设有第四绝缘层，所述第四绝缘层由陶瓷材料制成。

2.根据权利要求1所述的适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，其特征在于，所述测量孔的孔径逐渐增大，所述测量孔开口端的口径大于所述测量孔底部的口径。

3.根据权利要求1所述的适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，其特征在于，所述测量孔采用电火花精打孔方式加工，所述热电偶的测量端与密封管之间采用银钎焊接的方式连接。

4.根据权利要求1所述的适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，其特征在于，所述第二绝缘层由高导热材料氮化铝陶瓷制成。

5.根据权利要求1所述的适用于窄板的热电偶绝缘密封结构，其特征在于，所述第三绝缘层为氧化镁。

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