CN114894330A - 适用于夹套结构的表面测温结构及利用这一结构的热电偶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用于夹套结构的表面测温结构及利用这一结构的热电偶，集热块和隔热外壳与反应装置表面接触，集热块设置在隔热外壳的底端，隔热外壳的首端处设置限位台阶，套管的尾端位于隔热外壳内，套管尾端的测温点与集热块的上表面接触，在套管的外壁上设置螺纹，压紧螺母通过螺纹安装在套管上，在压紧螺母与限位台阶之间设置压紧弹簧。利用压紧弹簧不仅能够使得集热采集组件与待测温的反应装置表面紧密接触，还能够使得套管尾端的测温点与集热块紧密接触，解决了测温结构与反应装置表面贴合不紧密的问题。

Description

适用于夹套结构的表面测温结构及利用这一结构的热电偶

技术领域

本发明涉及热电偶技术领域，更具体地说涉及适用于夹套结构的表面测温结构及利用这一结构的热电偶。

背景技术

热电偶是常用的温度测试仪器，往往用于各个需要进行温控的场合或者反应装置，如化学反应釜、烧结炉等。对于一些在生产过程中会生成剧毒性物质或者采用剧毒性物质为原料的反应装置(如化学反应釜、管道)，往往采用双层结构(即夹套结构)，即在内层设置剧毒性物质，在外层设置流体以对内层温度进行调整(使用流体对内层进行加热或者冷却)，此时对于内层中温度的测量就十分关键。由于内层中设置剧毒性物质，故在实践中，为避免热电偶伸入化学反应釜内层结构，带来的安全隐患，如剧毒性物质逸出，工程实践中往往要求内层结构的完整和热电偶对于内层温度的准确测控。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足和问题，针对双层结构(即夹套结构)的内层测温问题，提供了适用于夹套结构的表面测温结构及利用这一结构的热电偶，以实现测温更加真实可靠。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

适用于夹套结构的内部结构(内管)表面测温结构，包括套管、压紧螺母、压紧弹簧和集热采集组件，其中集热采集组件包括隔热外壳和集热块

集热块、隔热外壳与反应装置的待测温表面接触，集热块设置在隔热外壳的尾端，隔热外壳的首端设置限位台阶，套管尾端的测温点位于由限位台阶、集热块和隔热外壳组成的密封空间；在套管外壁上设置螺纹，压紧螺母通过螺纹安装在套管上，在压紧螺母与限位台阶之间设置压紧弹簧。

隔热外壳采用两端敞口的结构，集热块设置在隔热外壳的尾端敞口处(即集热块镶嵌在隔热外壳的尾端敞口处，此时，集热块的一面与待测温表面接触，另一个面与测温点接触，四周与隔热外壳接触)，隔热外壳的首端敞口的内壁上设置限位台阶。

在套管外设置有用于保护套管的通管。

在通管的首端设置有通管法兰。

通管的尾端与反应装置外层结构相连。

集热块选用导热性好的材料，以便采集待测温区域的温度；隔热外壳选用导热性差的材料或者在隔热外壳中设置隔热层，以隔绝外管和内管之间流体对测温的影响。

利用上述适用于夹套结构的表面测温结构的热电偶，在套管内设置测温芯体，测温芯体的尾端位于测温点的位置处。

测温芯体的首端伸入弹顶套端内，且与芯体冷端相连，自芯体冷端伸出的引线，经由引线阻漏密封后，与接线盒相连。

在弹顶套端的外侧设置有芯体冷端法兰，芯体冷端法兰与通管法兰相连，进而利用通管实现将热电偶与夹套结构固定的目的。

在芯体冷端法兰和通管法兰之间设置有密封垫。

在安装使用时，将集热块和隔热外壳组合后，共同安装在待测温夹套结构的内层表面处，将套管尾端的测温点位于限位台阶和集热块之间(四周为隔热外壳)并依次将压紧弹簧和压紧螺母安装在套管上，再调节压紧螺母在套管上的位置，使得集热块与待测温夹套结构的内层表面紧密贴合，集热块与测温点紧密贴合；然后将套管中的测温芯体依次经由弹顶套端和引线阻漏密封后，最终与接线盒相连，利用芯体冷端法兰、通管法兰和通管实现将热电偶与夹套结构固定。

采用本发明的技术方案，能够避免将热电偶伸入到带有剧毒性物质的内层结构中进行测温，防止内层剧毒性物质的逸出；测温点与集热块、待测温区域的紧密接触，以及压紧弹簧和压紧螺母的配合，能够有效采集待测温区域的温度信号(内层结构的外表面温度)，集热采集组件能够协助测温点采集温度信号，并有效隔绝外层结构和内层结构之间流体对测温的影响。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图；

图2是图1中A向的结构示意图；

图3是本发明的外部结构示意图；

图中：1为套管，2为压紧螺母，3为压紧弹簧，4为隔热外壳，5为集热块，6为测温点，7为限位台阶，8为通管，9为通管法兰，10为弹顶套端，11为引线阻漏密封，12为接线盒，13为密封垫，14为芯体冷端法兰，15为芯体冷端，16为反应装置的外管，17为反应装置的内管。

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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

将图1中的套管1在竖直方向上的顶端定义为套管1的首端，将图1中的套管1在竖直方向上的底端定义为套管1的尾端；将图1中的通管8在竖直方向上的顶端定义为通管8的首端，将图1中的通管8在竖直方向上的底端定义为通管8的尾端；将测温芯体在竖直方向上的顶端定义为测温芯体的首端，将测温芯体在竖直方向上的底端定义为测温芯体的尾端；将图1中的隔热外壳4在竖直方向上的顶端定义为隔热外壳4的首端，将图1中的隔热外壳4在竖直方向上的底端定义为隔热外壳4的尾端。

如图1和图2所示，采用内外套管的夹套式结构，即在内管17中设置剧毒性物质，在外管16和内管17之间设置流体，对内管中物质的温度进行调整。

适用于夹套结构的内部结构(内管)表面测温结构，包括套管1、压紧螺母2、压紧弹簧3和集热采集组件，其中集热采集组件包括隔热外壳4和集热块5

集热块5、隔热外壳4与反应装置的待测温表面接触，集热块5设置在隔热外壳4的尾端，隔热外壳4的首端设置限位台阶7，套管1尾端的测温点6位于由限位台阶7、集热块5和隔热外壳4组成的密封空间，如与集热块5的表面接触；在套管1外壁上设置螺纹，压紧螺母2通过螺纹安装在套管1上，在压紧螺母2与限位台阶7之间设置压紧弹簧3，利用压紧弹簧3使得集热采集组件与待测温的反应装置表面紧密接触，同时，也能够使得套管1尾端的测温点6与集热块5紧密接触。

如图1和图2所示，采用内外套管的夹套式结构，集热块5、隔热外壳4与反应装置的待测温表面接触的一侧均采用弧形结构，以实现与待测温表面的紧密接触。

隔热外壳4采用两端敞口的结构，集热块5设置在隔热外壳4的尾端敞口处(即集热块5镶嵌在隔热外壳4的尾端敞口处，此时，集热块5的一面与待测温表面接触，另一个面与测温点接触，四周与隔热外壳4接触)，隔热外壳4的首端敞口的内壁上设置限位台阶7。

在套管1外设置有用于保护套管1的通管8。

在通管8的首端设置有通管法兰9。

通管8的尾端与反应装置外层结构相连。

集热块5选用导热性好的材料，以便采集待测温区域的温度；隔热外壳4选用导热性差的材料或者在隔热外壳4中设置隔热层，以隔绝外管和内管之间流体对测温的影响。

如图1至图3所示，利用上述适用于夹套结构的表面测温结构的热电偶，在套管1内设置测温芯体，测温芯体的尾端(具有测温功能的部分)位于测温点6的位置处。

测温芯体的首端伸入弹顶套端10内，且与芯体冷端15相连，自芯体冷端15伸出的引线，经由引线阻漏密封11后，与接线盒12相连。

在弹顶套端10的外侧设置有芯体冷端法兰14，芯体冷端法兰14与通管法兰9相连，进而利用通管8实现将热电偶与夹套结构固定的目的。

在芯体冷端法兰14和通管法兰9之间设置有密封垫13。

在安装使用时，将集热块5和隔热外壳4组合后，共同安装在待测温夹套结构的内层表面处，将套管1尾端的测温点6位于限位台阶7和集热块5之间并依次将压紧弹簧3和压紧螺母2安装在套管1上，再调节压紧螺母2在套管1上的位置，使得集热块5与待测温夹套结构的内层表面紧密贴合，集热块5与测温点6紧密贴合；然后将套管中的测温芯体依次经由弹顶套端10和引线阻漏密封11后，最终与接线盒12相连，利用芯体冷端法兰14、通管法兰9和通管8实现将热电偶与夹套结构固定。

其中，采用铠装热电偶作为测温芯体，芯体冷端则由不锈钢保护管、氧化镁绝缘粉和热电偶丝组成，芯体冷端的结构与铠装热电偶基本相同，其与铠装热电偶的唯一区别在于芯体冷端的相较于铠装热电偶的直径更大，自铠装热电偶首端伸出热电偶丝伸入冷端内并与芯体冷端内的热电偶丝进行连接，由于热电偶丝较细，易出现断裂的问题，利用芯体冷端能够保护热电偶丝，其次，热电偶电势大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0℃情况下分度的，由于热电偶的芯体冷端暴露于空气中，使得芯体冷端处的温度会受到外界环境的影响，进而导致芯体冷端处的温度不能保持为0℃，同样的，芯体冷端的温度也不会保持在一个固定温度下，如果芯体冷端温度自由变化的话，会影响热电偶的测量精度，故需要对芯体冷端进行温度补偿，以消除测量误差，最后，芯体冷端的不锈钢保护管内封装有氧化镁绝缘粉和热电偶丝，利用氧化镁绝缘粉能够将不锈钢保护管内的空间进行密封，以免铠装热电偶的保护管出现破裂，测温反应装置内的反应液或者气体沿铠装热电偶逸出。

在上述实施例的基础之上，选择将套管1尾端的测温点6直接与待测温表面相接触，省去集热块5，此时，需要测温点的形状以及设置在套管中测温芯体的尾端(具有测温功能的部分)的形状根据待测温表面的形状进行设置，以方便实现紧密接触；利用隔热外壳4以及限位台阶7，将测温点6设置在由待测温表面区域、隔热外壳4以及限位台阶7组成的密封空间，与外管和内管之间的流体进行有效隔绝，再利用压紧弹簧3和压紧螺母2，以实现测温点6直接与待测温表面的紧密接触并测温。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.适用于夹套结构的内部结构表面测温结构，其特征在于，包括套管、压紧螺母、压紧弹簧和集热采集组件，其中集热采集组件包括隔热外壳和集热块；

集热块、隔热外壳与反应装置的待测温表面接触，集热块设置在隔热外壳的尾端，隔热外壳的首端设置限位台阶，套管尾端的测温点位于由限位台阶、集热块和隔热外壳组成的密封空间；在套管外壁上设置螺纹，压紧螺母通过螺纹安装在套管上，在压紧螺母与限位台阶之间设置压紧弹簧。

2.根据权利要求1所述的适用于夹套结构的内部结构表面测温结构，其特征在于，隔热外壳采用两端敞口的结构，集热块设置在隔热外壳的尾端敞口处，隔热外壳的首端敞口的内壁上设置限位台阶。

3.根据权利要求1或者2所述的适用于夹套结构的内部结构表面测温结构，其特征在于，集热块选用导热性好的材料；隔热外壳选用导热性差的材料或者在隔热外壳中设置隔热层。

4.根据权利要求1或者2所述的适用于夹套结构的内部结构表面测温结构，其特征在于，在套管外设置通管。

5.根据权利要求3所述的适用于夹套结构的内部结构表面测温结构，其特征在于，在套管外设置通管。

6.根据权利要求4所述的适用于夹套结构的内部结构表面测温结构，其特征在于，在通管的首端设置有通管法兰，通管的尾端与反应装置外层结构相连。

7.根据权利要求5所述的适用于夹套结构的内部结构表面测温结构，其特征在于，在通管的首端设置有通管法兰，通管的尾端与反应装置外层结构相连。

8.利用如权利要求1—7之一所述的适用于夹套结构的内部结构表面测温结构的热电偶，其特征在于，在套管内设置测温芯体，测温芯体的尾端位于测温点的位置处。

9.根据权利要求8所述的热电偶，其特征在于，测温芯体的首端伸入弹顶套端内，且与芯体冷端相连，自芯体冷端伸出的引线，经由引线阻漏密封后，与接线盒相连。

10.根据权利要求8所述的热电偶，其特征在于，在弹顶套端的外侧设置有芯体冷端法兰，芯体冷端法兰与通管法兰相连，在芯体冷端法兰和通管法兰之间设置有密封圈。

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