CN113624354A - 热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置 - Google Patents

热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置 Download PDF

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祁祥杰
孙中宁
张楠
丁铭
边浩志
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Abstract

本发明提供一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,包括带凹槽的热电偶贯穿套管,固定螺母,单螺纹卡套、连接底座以及两个可拆卸的半圆环形垫片;带凹槽的热电偶贯穿套管通过穿过固定螺母,再穿过焊接在容器壁面的连接底座,最后穿过与连接底座以“从内往外”方式连接固定的单螺纹卡套,穿过的一端与两个足够厚的可拆卸的半圆环形垫片凹凸处紧密配合,另一端的凹槽缠上足量的生料带,生料带遇水膨胀,并通过固定螺母的挤压增加密封性和承压性,构成多重固定,最后再将螺纹螺母等拧紧。本发明结构简单,密封性好,承压性好,成本低,易安装,易维护,占用空间小且可多次循环利用。

Description

热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置
技术领域
本发明涉及一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,属于传感器技术和热工参数测量领域,用于容器内不同位置温度的测量,且能调节热电偶贯穿套管插入深度,使其可多次利用并便于排查热电偶问题。
背景技术
在一些需要使用贯穿式套管热电偶的场合里,热电偶的贯穿通常可以采用卡套密封方式,而传统的卡套密封方式往往需要用铜箍配合固定螺母进行装配固定,铜箍是套在热电偶贯穿套管上,而且放置在固定螺母与双螺纹卡套之间,通过固定螺母的不断挤压,铜箍会卡死在固定螺母与双螺纹卡套之间的缝隙中。这种方式的装配固定虽然极大地保障了贯穿件的牢固性,使其不会被冲出,但是不能调节贯穿件套管插入深度,极大地增加了改变热电偶位置、改变温度测量位置的难度,从而不能重复利用热电偶贯穿件,极其浪费。为此,需要解决既能保证热电偶贯穿件的承压性与密封性,又能调节贯穿件套管插入深度以及可拆卸再使用的问题。
在已经公布的热电偶贯穿件设计中,它们设计的热电偶贯穿件不可多级调节插入深度从而改变温度测量点的安装位置。例如在一些专利(专利申请号:201120083335.6;专利申请号:200520022884.7;专利申请号:03157054.2;专利申请号:201821199232.4)中,这些贯穿件结构较为复杂,装配和拆卸更为麻烦,对加工工艺的要求较高,不适合大范围使用,不能够多级调节插入深度从而改变温度测量点的安装位置,不能重复使用,通用性较差。
在专利(专利申请号:201210540284.4)中,其发明中根据压力的不同而连接固定的方法不同也会使加工和安装更麻烦,而且其不能够调节各个热电偶的插入深度,不便于温度测量位置的改变,不具有自压紧的功能。而在专利(专利申请号:200310113570.3)中,其发明更适用在大体积容器使用,其需要内外两套螺母螺纹共同固定。对于更多测温热电偶的引出需要的情况,可能会占用容器内部试验件的空间而影响热电偶测量温度的布置。其结构更复杂些,通用性较差且拆卸也会更麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、密封性好、承压性好、成本低、可重复使用、自压紧、可调节插入深度的热电偶贯穿件设计,使其能在使用时可任意调节从而便于调节温度测量位置。
本发明的目的是这样实现的:
一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,包括带凹槽的热电偶贯穿套管,固定螺母,单螺纹卡套、连接底座以及两个可拆卸的半圆环形垫片;带凹槽的热电偶贯穿套管通过穿过固定螺母,再穿过焊接在容器壁面的连接底座,最后穿过与连接底座以“从内往外”方式连接固定的单螺纹卡套,而从内往外固定卡套的方式能随内部的压力增大而越紧密地结合连接底座,穿过的一端与两个足够厚的可拆卸的半圆环形垫片凹凸处紧密配合保证其不被容器内部压力冲飞,另一端的凹槽缠上足量的生料带,生料带遇水膨胀,并通过固定螺母)的挤压增加密封性和承压性,构成多重固定,最后再将螺纹螺母等拧紧。
所述圆环形垫片套在的位置是在单螺纹卡套与连接底座之间。
所述带凹槽的热电偶贯穿套管是热电偶用绝缘介质氧化镁作为填充物和不锈钢套管紧密结合并用环氧树脂类密封两端。
所述圆环形垫片的两端自有一凹槽与凸槽,用于固定成一完整的圆环形垫片,不易脱落。
所述单螺纹卡套的一端带有外螺纹,能够很好地挤压两个半圆环形垫片,使其贴合的更紧密,另一端带有内螺纹且底部呈圆弧状,在固定螺母拧入的过程中,底部圆弧与固定螺母配合,使得缠附于套管上的生料带与套管凹槽挤压紧密,从而更好地增加了带凹槽的热电偶贯穿套管的密封性和承压性。
连接底座呈穿孔H型结构。
所述带凹槽的热电偶贯穿套管是从容器外部往容器内部进行安装,安装只需先焊上连接底座,插入一端与两个半圆环形的垫片配合好、另一端用足量的生料带缠好的热电偶套管,拧上单螺纹卡套,最后拧上固定螺母。
所述带凹槽的热电偶贯穿套管容易拆卸,拆卸带凹槽的热电偶贯穿套管时,把固定螺母、单螺纹卡套依次拧下,再把带凹槽的热电偶贯穿套管与配合在一起的半圆环形垫片一块取下来。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
传统的铜箍是套在热电偶贯穿套管上,而且放置在固定螺母与双螺纹卡套之间,通过固定螺母的不断挤压,铜箍会卡死在固定螺母与双螺纹卡套之间的缝隙中,不可拆卸、不可调节。而本发明相对于用传统的铜箍固定不可调节性,利用两个可拆卸的半圆环形垫片组成圆环形垫片与带凹槽的热电偶贯穿套管凹凸处紧密配合,在保证热电偶贯穿套管不会被内部压力挤出的前提下还能便于其调节插入深度,并且连接底座是采用激光或者氩弧焊接,卡套和固定螺母能有效地保护焊缝,免受外部延伸的热电偶的扭、转和振动对其强度的影响,保证其使用寿命长、可靠性高;而且带凹槽的热电偶贯穿套管利用生料带对凹槽进行缠绕,可以增大其阻力,生料带遇水膨胀会使套管与固定螺母更紧密,增加其密封性;而且固定螺母与圆环形垫片组成双重固定,保证热电偶贯穿套管的承压性。由于卡套是从容器内部往外部安装,能够与焊接好的底座更好地固定两个半圆环形垫片,并且随着容器内部压力越大,卡套越能够挤压两个半圆环形垫片则会贴合地更紧密,具有自压紧的特点。拆卸热电偶贯穿套管时,只需要把固定螺母、卡套依次拧下,再把热电偶贯穿套管与配合在一起的圆环形垫片一块取下来,拆卸十分方便。本发明结构简单,密封性好,承压性好,成本低,易安装,易维护,占用空间小且可多次循环利用。本发明也可以扩展到更多需要用套管连接容器内部的结构。
附图说明
图1是本发明实施例的装配结构示意图。
图2是热电偶贯穿套管的平面三视示意图。
图3是固定螺母的平面三视示意图。
图4是可拆卸的半圆环形垫片的平面三视示意图。
图5是单螺纹卡套的平面三视示意图。
图6是连接底座的平面三视示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明中带凹槽的热电偶贯穿套管相对于光滑圆柱形热电偶贯穿套管能更好地与生料带配合,生料带能填充带凹槽的热电偶贯穿套管的凹槽,增大阻力使其不容易脱落,再经过固定螺母的挤压,使其更加的紧密。两个可拆卸的半圆环形垫片给予其适当的厚度,可以与带凹槽的热电偶贯穿套管的凹槽配合,并且两个半圆环形垫片自带一个凹槽和一个凸槽,以便组成一个完整可靠的圆环形垫片,可完美代替不可拆卸的铜箍。单螺纹卡套是从容器内部往外部安装,能够与焊接好的底座更好地固定两个半圆环形垫片,并且随着容器内部压力越大,卡套越能够挤压两个半圆环形垫片即会贴合地更紧密,具有自压紧的特点。
一定数量的热电偶用绝缘介质氧化镁作为填充物和不锈钢套管紧密结合并用环氧树脂类密封两端成为一体,可称其为热电偶贯穿套管。热电偶贯穿套管穿过固定螺母,再穿过焊接在容器壁面的连接底座,最后穿过与连接底座从内往外连接固定的单螺纹卡套,而且从内往外固定卡套的方式能随内部的压力增大而使卡套越紧密贴合底座,穿过的一端与两个足够厚的可拆卸的半圆环形垫片凹凸处紧密装配保证其不被容器内部压力冲飞,另一端的凹槽缠上足量的生料带,生料带遇水膨胀并通过固定螺母的挤压增加其密封性和承压性,构成多重固定,最后再将螺纹螺母等拧紧。
所述热电偶贯穿套管1带有凹槽,一端的凹槽可以与两个可拆卸的半圆环形垫片5配合固定,另一端的凹槽缠上足量的生料带再用固定螺母2压紧,构成双重固定。
如图1所示,热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度设计,由带凹槽的热电偶贯穿件套管1、固定螺母2、单螺纹卡套3、连接底座4和两个可拆卸的半圆环形垫片5组成。带凹槽的热电偶贯穿套管依次穿过固定螺母2,连接底座4和单螺纹卡套卡套3。两个可拆卸的半圆环形垫片5组成一个完整的圆环形垫片去套在热电偶贯穿套管上,并且该圆环形垫片套在的位置是在单螺纹卡套3与连接底座4之间。
带凹槽的热电偶贯穿套管1是本设计的亮点之一,其里面装配了一定数量的K型或其他类型的热电偶,长度几米至几十米和具体数量根据实验情况确定。热电偶的套管内的绝缘介质为氧化镁,其密度高,具有较高的承压能力;热电偶两端所用的密封连接材料为环氧树脂,其与套管和偶丝均具有极好的浸润性和密封性。而且带凹槽的热电偶贯穿套管可以用生料带进行缠绕,以对凹槽处填料增加阻力从而更好固定热电偶贯穿套管,生料带遇水膨胀会使套管和固定螺母结合得更紧密,而保证热电偶贯穿套管的密封性。
固定螺母2是带有一定长度的套管,以便于热电偶贯穿套管穿出,而且与带生料带的凹槽热电偶贯穿套管紧密贴合在一块,保证密封性。连接底座的一端焊接在容器壁面上且与容器内部是连通贯穿的,并且还带有内螺纹,便于与单螺纹卡套的外螺纹连接固定,另一端与固定螺母采用螺纹连接固定。
单螺纹卡套3是其一端能够很好地挤压两个半圆环形垫片,使其贴合的更紧密,由于卡套是从容器内部往外部安装,能够与焊接好的底座连接因而更好地固定两个半圆环形垫片,并且随着容器内部压力越大,卡套越能够挤压两个半圆环形垫片即会贴合地更紧密,具有自压紧的特点。
连接底座4是焊接在容器的外壁面上,而且底座内部中间段有两凸出的挡板,呈H型结构。其一端带圆弧内螺纹可以与卡套的外螺纹配合,从而将半圆环形垫片挤压的更加紧密,更牢固。另一端也带有圆弧内螺纹可以与固定螺母进行连接固定,并能够与固定螺母夹住缠附在热电偶贯穿套管上的生料带,从而更好地增加了热电偶贯穿套管的密封性和承压性。
可拆卸的半圆环形垫片5也是本设计亮点之一,半圆环形垫片自带一个凹槽和凸槽,用来固定形成一个完整的圆环形垫片,而这个完整的圆环形垫片以合适的厚度可以与热电偶贯穿套管的凹槽凹凸处紧密配合,既能保证其可靠性与牢固性,又能保证它的便利性与环保性。
整个设计中,热电偶贯穿套管的安装极其简单,安装只需先焊上连接底座,插入一端与两个半圆环形的垫片配合好、另一端用足量的生料带缠好的热电偶套管,从内往外拧上单螺纹卡套,最后从外往内拧上固定螺母。加工简单且成本也低。拆卸热电偶贯穿套管时,只需要把固定螺母、卡套依次拧下,再把热电偶贯穿套管与配合在一起的圆环形垫片一块取下来,拆卸也十分方便。

Claims (8)

1.一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,其特征在于,包括带凹槽的热电偶贯穿套管(1),固定螺母(2),单螺纹卡套(3)、连接底座(4)以及两个可拆卸的半圆环形垫片(5);带凹槽的热电偶贯穿套管(1)通过穿过固定螺母(2),再穿过焊接在容器壁面的连接底座(4),最后穿过与连接底座以“从内往外”方式连接固定的单螺纹卡套(3),而从内往外固定卡套的方式能随内部的压力增大而越紧密地结合连接底座,穿过的一端与两个足够厚的可拆卸的半圆环形垫片(5)凹凸处紧密配合保证其不被容器内部压力冲飞,另一端的凹槽缠上足量的生料带,生料带遇水膨胀,并通过固定螺母(2)的挤压增加密封性和承压性,构成多重固定,最后再将螺纹螺母等拧紧。
2.根据权利要求1所述的一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,其特征在于,所述圆环形垫片(5)套在的位置是在单螺纹卡套(3)与连接底座(4)之间。
3.根据权利要求1所述的一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,其特征在于,所述带凹槽的热电偶贯穿套管(1)是热电偶用绝缘介质氧化镁作为填充物和不锈钢套管紧密结合并用环氧树脂类密封两端。
4.根据权利要求1所述的一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,其特征在于,所述圆环形垫片(5)的两端自有一凹槽与凸槽,用于固定成一完整的圆环形垫片,不易脱落。
5.根据权利要求1所述的一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,其特征在于,所述单螺纹卡套(3)的一端带有外螺纹,能够很好地挤压两个半圆环形垫片(5),使其贴合的更紧密,另一端带有内螺纹且底部呈圆弧状,在固定螺母(2)拧入的过程中,底部圆弧与固定螺母(2)配合,使得缠附于套管上的生料带与套管凹槽挤压紧密,从而更好地增加了带凹槽的热电偶贯穿套管(1)的密封性和承压性。
6.根据权利要求1所述的一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,其特征在于,连接底座(4)呈穿孔H型结构。
7.根据权利要求1所述的一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,其特征在于,所述带凹槽的热电偶贯穿套管(1)是从容器外部往容器内部进行安装,安装只需先焊上连接底座(4),插入一端与两个半圆环形的垫片(5)配合好、另一端用足量的生料带缠好的热电偶套管,拧上单螺纹卡套(3),最后拧上固定螺母(2)。
8.根据权利要求1所述的一种热电偶贯穿套管防飞出、自压紧、可调节插入深度装置,其特征在于,所述带凹槽的热电偶贯穿套管(1)容易拆卸,拆卸带凹槽的热电偶贯穿套管(1)时,把固定螺母(2)、单螺纹卡套(3)依次拧下,再把带凹槽的热电偶贯穿套管(1)与配合在一起的半圆环形垫片(5)一块取下来。
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