CN111964798B - 一种高温金属熔炉壁面温度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，包括磁性底盘、基座盖、支架组件、热电偶固定导管，以及热电偶；磁性底盘的一侧表面吸附在金属熔炉壁面上，基座盖通过转动部件活动装配在磁性底盘的另一侧表面上，并且基座盖通过转动部件可相对磁性底盘单方向转动；支架组件包括上部支架、下部支架、支架弹簧和导管支架，支架弹簧呈拉伸状态且依靠其弹力使得上部支架向金属熔炉壁面方向贴靠；导管支架的自由端固定安装热电偶固定导管，热电偶固定导管内固定热电偶，热电偶紧贴金属熔炉壁面以测量其温度。本发明利用转动部件实现一个装置对一片区域的壁面进行温度监测，提高了监测的面积和灵活性。

Description

一种高温金属熔炉壁面温度检测装置

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，具体涉及一种高温金属熔炉壁面温度检测装置。

背景技术

在金属冶炼行业中，金属熔炉作为基础设备而被广泛应用。熔炉在使用过程中，内部炉衬会因为铸造工艺不合格、金属液的冲刷等因素导致炉衬变薄或者产生裂纹，金属液发生渗漏，造成感应圈和磁轭的绝缘破坏，甚至可能引发漏炉、爆炸等严重事故，给生产生活带来巨大威胁。因此，研发熔炉检测装置是十分必要的，可以为安全生产提供有力保障。

目前国内所采用的熔炉预警装置大部分为接触式漏炉预警装置，该装置的原理是在炉底放置钢针作为一个电极，在炉壁建造过程中，在炉衬和感应线圈之间添加一层金属层作为另外一个电极，在炉衬发生破裂后，钢针、金属液、金属层形成通路，通路中的电流超过电流表的限定值，发出预警信息。目前此类装置都是在炉衬已经遭到破坏之后发出预警信息，这极大的增加了安全隐患。熔炉外壁面温度，在炉衬变薄或者发生其他变化后，壁面温度随之改变，如果能及时检测到熔炉外壁面温度变化，发出预警信息，提醒生产人员停炉检查，这就能极大地消除了安全隐患，为生产生活提供安全保障。

但是传统的壁面温度检测都是热电偶直接粘贴或者焊接在检测设备表面。因为热电偶一端为温度测试端，必须将测试端与熔炉壁面尽可能大面积的紧贴在一起才能保证检测结果的可靠性。通过焊接或者粘贴的固定方式，首先会导致在热电偶感温部分与被测壁面之间加塞其他材料，导致测试端仅部分或者没有直接与被检测壁面紧贴在一起；其次，焊接等固定方法极有可能造成热电偶感温部分元件的损坏；通过粘贴或者焊接等固定方式，使得热电偶不能轻易变动位置，测温范围有很大的局限性。所以传统的壁面温度检测装置极有可能出现检测误差极大，甚至造成装置的损坏等结果。此外，焊接或粘贴固定方式会使得热电偶不易拆卸更换，给后期预警装置的更换和维修带来了很多不便之处。因此需要一种拆装方便、接触面积大，接触紧密型好的装置来进行熔炉壁面温度监测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，实现一个装置对一片区域的壁面进行温度监测。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，包括磁性底盘、基座盖、支架组件、热电偶固定导管，以及热电偶；

所述磁性底盘的一侧表面吸附在金属熔炉壁面上，所述基座盖通过转动部件活动装配在所述磁性底盘的另一侧表面上，并且所述基座盖通过转动部件可相对所述磁性底盘单方向转动；

所述支架组件包括上部支架、下部支架、支架弹簧和导管支架，所述下部支架的一端固定在所述基座盖上，所述下部支架的另一端与所述上部支架的一端铰接，所述上部支架的另一端固定安装所述导管支架，在所述下部支架和所述上部支架形成的夹角之间安装所述支架弹簧，所述支架弹簧呈拉伸状态且依靠其弹力使得所述上部支架向金属熔炉壁面方向贴靠；

所述导管支架的自由端固定安装所述热电偶固定导管，所述热电偶固定导管内固定所述热电偶，所述热电偶紧贴金属熔炉壁面以测量其温度；

所述转动部件包括上夹板、下夹板、弹簧连接圆柱体、以及多个转动块，所述上夹板和所述下夹板将所述弹簧连接圆柱体夹住，三者的截面呈工字型，所述上夹板和所述下夹板之间沿所述弹簧连接圆柱体壁面周向排列各个所述转动块，所述转动块为楔形且仅一个端部位于两层夹板空间内，所述上夹板和下夹板和转动块三个部件重合部分通过转动螺杆连接固定，在各个转动块与弹簧连接圆柱体正对面上安装有转动块弹簧，所有转动块都依靠转动块弹簧的弹力与弹簧连接圆柱体保持相对稳定不动，并且所有转动块都朝着一个方向倾斜；

在所述上夹板、下夹板及弹簧连接圆柱体的中间部分开设有方形卡槽，在基座盖下方连接有方形卡柱，将方形卡柱插入到方形卡槽内实现转动部件与基座盖的连接。

进一步的，在所述下夹板底面中间位置有安装圆板；在磁性底盘上位于底盘卡槽内开设有与圆板匹配的底盘圆槽。

进一步的，所述导管支架为可伸缩的支架。

进一步的，所述导管支架为大管套小管结构，在导管支架两侧开多个固定孔，通过将导管支架固定装置插入导管支架两侧固定孔来实现调整伸缩长度。

进一步的，所述热电偶固定导管与熔炉壁面垂直接触。

进一步的，所述热电偶固定导管由两个半圆形的下层固定导管与上层固定导管组成。

进一步的，所述下层固定导管与上层固定导管的一侧通过铰链连接在一起。

进一步的，在所述下层固定导管和上层固定导管内部填充保温材料，使得热电偶包裹在保温材料内。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、本发明利用支架弹簧的收缩性能够将热电偶牢牢的贴靠在熔炉外壁面，保证了热电偶测试端与熔炉壁面的紧密接触，又避免了对热电偶造成损伤。

2、本发明利用开放式热电偶固定导管来固定热电偶，安装方便，拆卸维修便于操作，很好的保障了测温装置的可维护性。

3、本发明利用转动部件和支架导管可以实现一个装置对一片区域的壁面进行温度监测，提高了监测的面积和灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动力的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明装置中热电偶固定导管放大图；

图3为本发明装置的转动部件分解图；

图4为本发明装置的转动部件仰视图；

图5为本发明装置的转动块弹簧连接局部放大图。

附图标记：1-金属熔炉壁面，2-磁性底盘，3-基座盖，4-下部支架，5-转动螺杆，6-支架弹簧，7-把手，8-上部支架，9-导管支架，10-导管支架固定装置，11-下层固定导管，12-上层固定导管，13-保温材料，14-热电偶，15-底盘卡槽，16-转动块，17-转动螺杆，18-方形卡槽，19-上夹板，20-底盘圆槽，21-转动块弹簧，22-方形卡柱，23-下夹板，24-圆板，25-弹簧连接圆柱体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，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，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，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专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。

实施例1

本发明的一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，参见图1所示，包括磁性底盘2、基座盖3、支架组件、热电偶固定导管，以及热电偶14；

所述磁性底盘2的一侧表面吸附在金属熔炉壁面1上，所述基座盖3通过转动部件活动装配在所述磁性底盘2的另一侧表面上，并且所述基座盖3通过转动部件可相对所述磁性底盘2单方向转动；

所述支架组件包括上部支架8、下部支架4、支架弹簧6和导管支架9，所述下部支架4的一端固定在所述基座盖3上，所述下部支架4的另一端与所述上部支架8的一端铰接，所述上部支架8的另一端固定安装所述导管支架9，在所述下部支架4和所述上部支架8形成的夹角之间安装所述支架弹簧6，所述支架弹簧6呈拉伸状态且依靠其弹力使得所述上部支架8向金属熔炉壁面1方向贴靠；

所述导管支架9的自由端固定安装所述热电偶固定导管，所述热电偶固定导管内固定所述热电偶14，所述热电偶14紧贴金属熔炉壁面以测量其温度。

本发明装置吸附在金属熔炉外壁面上，对熔炉壁面进行温度监测，操作人员可以定期或者根据经验旋转基座盖来监测熔炉不同位置的温度，实现了一个装置可以监测一片区域温度。

实施例2

本发明的本申请实施方式提供一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，参见图1所示，包括磁性底盘2、基座盖3、支架组件、热电偶固定导管，以及热电偶14。

所述磁性底盘2的一侧表面通过自身磁性吸附在金属熔炉壁面1上，所述磁性底盘2采用磁性材料制成，在使用时直接将其吸附在金属熔炉壁面1上。磁性底盘2的使用避免了对金属熔炉壁面造成的破坏，而且使得移动磁性地盘来更改装置位置变得极为方便。

所述基座盖3，安装在磁性底盘2的另一侧表面，基座盖3与磁性底盘2通过转动部件相配合实现基座盖3可相对磁性底盘2单方向转动，如仅可顺时针转动，或者逆时针转动。在本发明实施例中设计为仅可逆时针转动。

本发明实施例中基座盖与磁性底盘相配合转动的结构，参见图3和图4所示，在基座盖3与磁性底盘2的配合面上，基座盖3的配合面上活动连接有转动部件，在磁性底盘2的配合面上开设有与转动部件相匹配的底盘卡槽15。

所述转动部件包括上夹板19、下夹板23、弹簧连接圆柱体25、多个转动块16，通过上夹板19和下夹板23将弹簧连接圆柱体25夹住，三者的截面呈工字型，上夹板19和下夹板23之间沿弹簧连接圆柱体25壁面周向排列各个转动块16，转动块16为楔形，转动块16仅一个端部位于两层夹板空间内，其他部位都位于两层夹板之外，并将上夹板19和下夹板23和转动块16三个部件重合部分打孔，通过转动螺杆17连接固定，此连接关系使得转动块16可以绕着转动螺杆17进行转动，进一步的，在各个转动块16与弹簧连接圆柱体25正对面上安装转动块弹簧21，参见图5所示，且转动块弹簧21呈压缩状态，所有转动块都依靠转动块弹簧的弹力与弹簧连接圆柱体25保持相对稳定不动，并且所有转动块都朝着一个方向倾斜。

综上所述，上夹板19，下夹板23，弹簧连接圆柱体25、多个转动螺杆17、多个转动块弹簧21和多个转动块16形成一个类似齿轮的转动部件。

在磁性底盘上构造出一个与转动部件匹配的底盘卡槽15。将转动部件装配卡入底盘卡槽15内，未进行转动操作时，依靠转动块弹簧21的张力将转动块16紧贴在底盘卡槽15的壁面上，施加逆时针的转动力后，转动块弹簧21被压缩，转动块16绕着转动螺杆17进行往内部收缩，转动块16与底盘卡槽15的壁面发生滑动，整个转动部件发生转动，直至转动块16滑移到下一个底盘卡槽15的卡槽位置，转动块弹簧16张力恢复，使得转动块16又重新贴在底盘卡槽15的壁面上。实现转动部件可在底盘卡槽内单方向转动。

转动部件与基座盖3之间为活动装配，具体的，在上夹板19、下夹板23及弹簧连接圆柱体25的中间部分开设出一个方形卡槽18，在基座盖3下方连接一个方形卡柱22；装配时，将方形卡柱22插入到方形卡槽18内，实现转动部件与基座盖3的连接。

为了使得转动部件稳定转动，在下夹板23底面中间位置安装圆板24；在磁性底盘2上位于底盘卡槽15内开设有与圆板24匹配的底盘圆槽20，装配时将圆板24放置在底盘圆槽20内。

使用时，将圆板24放置在底盘圆槽20内，转动部件装配放置在底盘卡槽15内，将方形卡柱22插入到方形卡槽18内，利用转动块弹簧21的张力将转动块贴靠在底盘卡槽15的壁面上，此时，如图3所示，顺时针转动基座盖3便会使得转动块16与底盘卡槽15相撞，不能实现转动，逆时针转动基座盖3，便可压缩转动块弹簧21，各个转动块16绕着转动螺杆17往内部收缩，转动块16与地盘卡槽15发生滑动，直至转动块16旋转到下一个位置，转动块弹簧21恢复，循环往复，便可以实现整个测温装置逆时针旋转，实现大范围的温度监测。

所述支架组件的具体结构，参见图1所示，包括上部支架8、下部支架4、支架弹簧6、转动螺杆5、导管支架9以及把手7。下部支架4通过焊接或其他方式固定在基座盖3上面，下部支架4和基座盖3之间形成夹角(例如成45°夹角)。所述下部支架4顶端与上部支架8的首端通过转动螺杆5连接起来，形成一个下部支架4不动，上部支架8可以绕转动螺杆5转动的结构，在上部支架8和下部支架4内侧中间处通过支架弹簧6连接，支架弹簧6处于拉伸状态，依靠支架弹簧6的收缩力，可以使得上部支架8向金属熔炉壁面1方向贴靠。进而可利用此力将热电偶更加紧实的贴靠在金属熔炉壁面上。在上部支架8外侧中间部分安装把手7，方便对热电偶的拆装和维修。

所述的上部支架8顶端中间部分存在一个固定导管装置的可伸缩的导管支架9，导管支架9采用大管套小管的方式进行伸缩定位，在导管支架9两侧开多个固定孔，通过将导管支架固定装置10插入导管支架9两侧四个固定孔来实现调整伸缩长度，导管支架9的使用使得热电偶14的测试端在竖直方向上进行一定范围内位置的变动，一定程度上提高了热电偶的测试范围。导管支架9下端部分与上部支架8通过焊接或者其他固定方式连接。导管支架9顶端部分与热电偶固定导管中下层固定导管11通过焊接或者其他方式固定连接。

所述热电偶固定导管，参见图2所示，由两个半圆形下层固定导管11与上层固定导管12组成，所述的半圆形下层固定导管11与上层固定导管12的一侧通过铰链连接在一起，形成一个可以开合的管状结构，在下层固定导管11和上层固定导管12内部填充保温材料13，使得热电偶14在工作时被包裹在保温材料13内，尽可能的减少热电偶14在传输过程中与外界环境之间的换热，进一步提高壁面温度监测的准确性。将热电偶14放置在热电偶固定导管内部的保温材料13内，热电偶14测温一端露出与熔炉壁面1紧靠在一起，热电偶14的导线端部分连接在温度接收仪器上。最后温度接收仪器数据终端根据接收到的温度信息进行分析，及时发出预警信息。

为了增大热电偶14与金属熔炉壁面1的接触面积，将热电偶固定导管与熔炉壁面1垂直接触，使得支架弹簧6的收缩力完全施加在热电偶14的测试端，保证了热电偶14的测试端能够垂直紧贴在熔炉壁面1，而且这样可以使得测试端正面与熔炉壁面1接触，增加了二者的接触面积。

综上所述，本发明的温度检测装置，在转动部件和可伸缩的导管支架9的共同作用下，可以实现一个装置监测一片区域的温度。首先利用导管支架9的可伸缩性能，可以在一个方向上监测多个位置的温度变化，在加上转动部件的转动作用，可以实现监测多个方向上的多个位置温度变化，达到扩大监测区域的效果。

在金属熔炉生产作业过程中，操作人员将此装置吸附在金属熔炉外壁面上，对存在的熔炉区域进行温度监测，操作人员可以定期或者根据经验调节导管支架高度或旋转转动部件来监测熔炉不同位置的温度，对热电偶采集的温度数据进行分析整理，如果存在异常温度，可以实现快速预警，消除安全隐患。

本发明实现了热电偶与熔炉壁面的接触面积的最大化，保证了温度检测的精确性，实现了一个装置可以监测一片区域温度，而且本发明较传统装置，可维护性也有显著提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，其特征是，包括磁性底盘、基座盖、支架组件、热电偶固定导管，以及热电偶；

所述磁性底盘的一侧表面吸附在金属熔炉壁面上，所述基座盖通过转动部件活动装配在所述磁性底盘的另一侧表面上，并且所述基座盖通过转动部件可相对所述磁性底盘单方向转动；

所述支架组件包括上部支架、下部支架、支架弹簧和导管支架，所述下部支架的一端固定在所述基座盖上，所述下部支架的另一端与所述上部支架的一端铰接，所述上部支架的另一端固定安装所述导管支架，在所述下部支架和所述上部支架形成的夹角之间安装所述支架弹簧，所述支架弹簧呈拉伸状态且依靠其弹力使得所述上部支架向金属熔炉壁面方向贴靠；

所述导管支架的自由端固定安装所述热电偶固定导管，所述热电偶固定导管内固定所述热电偶，所述热电偶紧贴金属熔炉壁面以测量其温度；

所述转动部件包括上夹板、下夹板、弹簧连接圆柱体、以及多个转动块，所述上夹板和所述下夹板将所述弹簧连接圆柱体夹住，三者的截面呈工字型，所述上夹板和所述下夹板之间沿所述弹簧连接圆柱体壁面周向排列各个所述转动块，所述转动块为楔形且仅一个端部位于两层夹板空间内，所述上夹板和下夹板和转动块三个部件重合部分通过转动螺杆连接固定，在各个转动块与弹簧连接圆柱体正对面上安装有转动块弹簧，所有转动块都依靠转动块弹簧的弹力与弹簧连接圆柱体保持相对稳定不动，并且所有转动块都朝着一个方向倾斜；

在所述上夹板、下夹板及弹簧连接圆柱体的中间部分开设有方形卡槽，在基座盖下方连接有方形卡柱，将方形卡柱插入到方形卡槽内实现转动部件与基座盖的连接。

2.根据权利要求1所述的一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，其特征是，在所述下夹板底面中间位置有安装圆板；在磁性底盘上位于底盘卡槽内开设有与圆板匹配的底盘圆槽。

3.根据权利要求1所述的一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，其特征是，所述导管支架为可伸缩的支架。

4.根据权利要求3所述的一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，其特征是，所述导管支架为大管套小管结构，在导管支架两侧开多个固定孔，通过将导管支架固定装置插入导管支架两侧固定孔来实现调整伸缩长度。

5.根据权利要求1所述的一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，其特征是，所述热电偶固定导管与熔炉壁面垂直接触。

6.根据权利要求1所述的一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，其特征是，所述热电偶固定导管由两个半圆形的下层固定导管与上层固定导管组成。

7.根据权利要求6所述的一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，其特征是，所述下层固定导管与上层固定导管的一侧通过铰链连接在一起。

8.根据权利要求7所述的一种高温金属熔炉壁面温度检测装置，其特征是，在所述下层固定导管和上层固定导管内部填充保温材料，使得热电偶包裹在保温材料内。

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