CN213239217U - 温控套管及测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种温控套管及测温装置，所述温控套管的感测头安装在管体第一端上并与管体导电连接，感测头外壁增设感测头防腐涂层，感测头内形成有容置孔以用于容置测温元件的感温探头，且容置孔与测温元件的感温探头间隙配合。本实用新型温控套管，其感测头内的容置孔与测温元件感温探头间隙配合，则反应釜内介质热量可直接传递至具有感测头防腐涂层的感测头，然后直接传递至测温元件感温探头，进而传递至测温元件，大大提高热量传递效率，保证介质温度显示的实时性，大大提高了生产效率；感测头防腐涂层还具有导电性，可以使反应釜中静电及时导出，避免聚集引起爆炸，提高生产安全性。

Description

温控套管及测温装置

技术领域

本实用新型属于化工、石化等领域，具体涉及一种反应釜用温控套管及包括有该温控套管的测温装置。

背景技术

反应釜是化工行业常用的生产设备，与搅拌器配合使用。为了保证防腐性能，应釜内设备常用搪瓷玻璃作为界面，包括反应釜内壁、搅拌轴外壁、温控套管外壁等，即反应釜内壁、搅拌轴外壁和温控套管管外壁均形成有搪瓷玻璃层。

由于反应釜内通常是腐蚀性介质，测温元件（比如热电偶、热电阻、双金属温度计等）不能直接接触介质，需要置于温控套管内。温控套管对测温元件起到保护作用，同时也方便测温元件的检修和更换，不需要把反应釜设备停下来进行测温元件的检修和更换，对工作人员的安全能起到很好的保护作用。

现有技术中常用的温控套管，通常为一端封闭、另一端敞开的空心直管，其封闭端为封头，敞开端形成有法兰结构，以与反应釜上的法兰结构配合从而将温控套管固定在反应釜上，防止温控套管晃动；测温元件置于温控套管内，为便于测温元件的取放，测温元件的直径尤其是其感温探头的直径通常比温控套管的内径小很多，则温控套管内通过加装导热媒介（比如导热油）来保证温度传导，由导热媒介将温度传递至测温元件，实现温度监控。

则采用现有技术中的温控套管，反应釜中介质温度传递通常需要五层热传递，即介质热量先传递给套管外壁的搪瓷玻璃层，再通过搪瓷玻璃层传递至套管金属管壁，再传递至套管内的导热媒介，通过导热媒介的导热作用传递至测温元件金属外壁，最后传递至测温元件，由测温元件将转换成电信号输出，从而实现温度显示，即温度通过五层传递才能实现显示，并且搪瓷玻璃的热传导率是金属（比如铁）的几十分之一，传热效率低，影响了热量传递的及时性，加上中间导热媒介的传递，导致了温度显示更加滞后，温控显示与实际温度不同步，影响了反应釜中化学反应的效果，尤其是在精细化工行业尤为明显，为了实现最佳反应温度，当显示温度达标后，需要再次降温才能达到最佳温度，严重影响了化工行业生产效率的提升。

另外，由于搪瓷玻璃属于无机材料，不导电，无法将搅拌器在搅拌过程中产生的静电导出，静电一旦聚集到一定浓度，容易造成爆炸，化工行业爆炸事故有很大一部分都是由于静电造成的，且搅拌速度越快，静电产生量越大，则为尽可能地避免静电导致爆炸，反应釜搅拌器搅拌速度通常较小，也在一定程度上限制了部分行业的生产效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种温控套管及测温装置，改善了测温元件温度显示滞后的问题，实现温度实时准确监控，大大提高了生产效率，同时可以将反应釜内产生的静电及时导出，提高生产安全性。

为达到上述技术效果，本实用新型所提出的温控套管采用的技术方案是，

一种温控套管，其特征在于，包括：

管体，所述管体为两端均开放的空心金属管体，且所述管体的外壁上形成有管体防腐涂层；

感测头，所述感测头为金属材质，其安装在所述管体两端中的第一端上并与所述管体导电连接，所述感测头的外壁上形成有导电且导热的感测头防腐涂层，所述感测头内形成有容置孔以用于容置测温元件的感温探头，所述容置孔的内壁与所述测温元件的感温探头外间隙配合接触。

所述感测头防腐涂层为复合金属防腐涂层或导电陶瓷防腐涂层；所述管体防腐涂层为搪瓷玻璃涂层。

所述感测头材质与所述管体的基材材质一致。

所述感测头包括连接部和感测头部，所述连接部和所述感测头部同轴连接为一体，所述容置孔沿轴向贯穿所述连接部并延伸至所述感测头部内，所述连接部具有外螺纹，所述管体的第一端具有内螺纹，所述连接部与所述管体的第一端螺纹旋合，所述感测头部位于所述管体的外部，所述感测头防腐涂层覆盖所述感测头部的外壁。

所述感测头部的轮廓呈T形，其大直径段端面与所述连接部连接为一体，所述容置孔沿轴向贯穿所述连接部并延伸至所述感测头部的小直径段端面处。

所述容置孔包括位于所述连接部内的通孔段和位于所述感测头部内的盲孔段，所述通孔段具有锥形导向开口，所述锥形导向开口朝向所述管体两端中的第二端所在侧。

所述感测头还包括延伸部，所述延伸部、所述连接部和所述感测头部同轴线，且所述连接部位于所述延伸部与所述感测头部之间，所述锥形导向开口延伸至所述延伸部内并沿轴向贯穿所述延伸部。

所述盲孔段为直孔。

本实用新型还提出了一种测温装置，包括温控套管和置于所述温控套管内的测温元件，所述温控套管为上述的温控套管，所述测温元件的感温探头插设在所述容置孔内。

所述测温装置还包括导向环，所述导向环位于所述管体内并与所述管体间隙配合，所述测温元件的尾部与所述导向环可拆卸连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型温控套管，包括管体和安装在管体第一端上的感测头，管体和感测头均为金属材质，保证了温控套管的导电作用，且管体外壁上形成有管体防腐涂层，感测头外壁上形成有感测头防腐涂层，保证了温控套管的耐腐蚀性；

2、感测头用于接触反应釜中的介质，传递介质热量至温控套管内部的测温元件，以便测温元件检测并显示介质温度，感测头外壁上的感测头防腐涂层除耐腐蚀外，其还具有导热性，且测温元件放置于温控套管内时，其感温探头与感测头内的容置孔间隙配合，使二者基本实现面面接触，则反应釜内介质热量可直接传递至具有感测头防腐涂层的感测头，然后直接传递至测温元件感温探头，进而传递至测温元件，从而可以取消现有技术中影响热量传递速度的搪瓷玻璃和导热媒介，大大提高热量传递效率，保证介质温度显示的实时性，改善测温元件温度显示滞后的问题，进而大大提高了生产效率；

3、感测头外壁上的感测头防腐涂层除耐腐蚀外，其还具有导电性，可以使反应釜中搅拌过程中产生的静电通过该涂层传递至感测头，而感测头和管体均为金属材质且导电连接，管体通常与反应釜壳体连接，则静电会通过感测头传递至管体，再由管体传递至反应釜壳体，通过反应釜壳体上的接地线传导给大地，从而保证反应釜内的静电及时导出，避免聚集引起爆炸，彻底解决化工及石化行业因静电积聚引起的爆炸事故，并且无需因为静电问题而限制反应釜搅拌速度，进一步提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型测温装置的结构示意图；

图2为本实用新型温控套管的结构示意图；

图3为本实用新型温控套管的感测头结构示意图。

附图标记：100、温控套管；110、管体；111、管体防腐涂层；112、第一端；113、第二端；114、法兰结构；120、感测头；121、感测头防腐涂层；122、容置孔；122A、通孔段；122B、盲孔段；122C、锥形导向开口；123、连接部；124、感测头部；125、延伸部；130、聚四氟乙烯垫圈；200、测温元件；210、感温探头；300、导向环。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1至图3，本实施例一种测温装置，包括温控套管100和置于温控套管100内的测温元件200。温控套管100包括管体110和感测头120，管体110为两端均开放的空心金属管体，管体110的外壁上形成有管体防腐涂层111，管体110的两端分别为其第一端112和第二端113，感测头120安装在其第一端112上，管体110的第二端113形成有法兰结构114以便与反应釜的壳体法兰连接为一体。感测头120也为金属材质，其安装在管体110的第一端112上并与管体110导电连接，感测头120的外壁上形成有导电且导热的感测头防腐涂层121，感测头120内形成有容置孔122，容置孔122作用在于当测温元件置于温控套管100内时容置测温元件200的感温探头210，测温元件200的感温探头210插设在容置孔122内，且容置孔122与测温元件200的感温探头210间隙配合。测温元件200具体可以是热电阻、热电偶或双金属温度计等，对此可不做具体限制。

本实施例中，温控套管100的感测头120外壁上的感测头防腐涂层121除耐腐蚀外，还具有导热性，且测温元件200放置于温控套管100内时，测温元件200的感温探头210与感测头120内的容置孔122间隙配合，基本上实现感温探头210和容置孔122的面接触，提高热传导效率，则反应釜内介质热量可直接传递至具有感测头防腐涂层121的感测头120，然后直接传递至测温元件200的感温探头210，进而传递至测温元件200，从而可以取消现有技术中影响热量传递速度的搪瓷玻璃和导热媒介，大大提高热量传递效率，保证介质温度显示的实时性，改善测温元件200温度显示滞后的问题，进而大大提高了生产效率。

以反应釜进行介质的水解酸解反应为例，经实际工况试验证明，采用现有技术温控套管及测温装置，温度显示时间缩短为传统搪瓷玻璃温控套管温度显示时间的四分之一，可以更加实时准确地显示反应釜内加料反应的温度变化、蒸馏过程的始末、快速显示酸解反应的结束；采用传统搪瓷玻璃温控套管一个反应釜24小时内最多仅能进行4次水解酸解反应过程（含加料、水解、酸解、蒸馏、卸料全过程），而采用本实施例温控套管及测温装置，一个反应釜24小时内可进行6次水解酸解反应过程，大大提高了生产效率。

同时，感测头防腐涂层121除耐腐蚀外，其还具有导电性，可以使反应釜中产生的静电通过该涂层传递至感测头120，进而传递至与感测头120导电连接且为金属材质的管体110，由管体110传递至反应釜壳体，通过反应釜壳体上的接地线传导给大地，从而保证反应釜内的静电及时导出，避免聚集引起爆炸。

进一步具体地，感测头防腐涂层121可以为复合金属防腐涂层或导电陶瓷防腐涂层，其厚度薄，约为200μm～300μm，热量传递速度快。具体地，感测头防腐涂层121可以是镍铬基复合金属防腐涂层，通过大气等离子喷涂工艺将功能材料粉末喷涂在感测头120的外壁上以形成对应的复合金属防腐涂层。或者感测头防腐涂层121可以是具有导电导热功能的陶瓷复合防腐涂层，比如硼化物陶瓷涂层TiB₂。过渡族金属硼化物TiB2是先进陶瓷材料中的一种，它具备许多重要性质如：高熔点，高硬度，良好的导热和导电性能以及良好的抗热冲击性能等等。通过热喷涂工艺所制备的含有TiB2陶瓷相的涂层也同样具有上述性质和功能。由于本实施例温控套管100，是通过感测头120及其上的感测头防腐涂层122作为反应釜内介质温度与温控套管100内测温元件200的导热媒介，而温控套管100的管体110仅主要起支撑作用，则其上的管体防腐涂层111仅具有耐腐蚀性即可满足使用要求，比如可以为搪瓷玻璃涂层或其他防腐涂层即可。

进一步地，感测头120的基材材质与管体110的基材材质一致，防止因为二者基材材质不一致导致存在电位差引起原电池腐蚀的问题，保证本实施例温控套管100的耐蚀性。

对于感测头120，如图1和图2所述，在本实施例中其包括连接部123和感测头部124，连接部123和感测头部124同轴设置且连接为一体，二者可为一体结构通过机加工成型，或者为两个分体结构，通过焊接或其他方式固连为一体。容置孔122沿感测头120的轴向贯穿连接部123并延伸至感测头部124内，连接部123具有外螺纹，管体110的第一端112具有内螺纹，连接部123与管体110的第一端112螺纹旋合，并采用螺纹密封胶进行密封；感测头部124位于管体110的外部，并在感测头部124与管体110的第一端112之间套设有聚四氟乙烯垫圈130以密封感测头120和管体110；感测头防腐涂层122覆盖感测头部124的外壁，以便于与反应釜内介质接触导热。

进一步地，感测头部124的轮廓呈T形，其大直径段端面与连接部123连接为一体，容置孔122沿感测头120的轴向贯穿连接部123并延伸至感测头部124的小直径段端面处。感测头部124的大直径段保证了与连接部123的良好连接，小直径段壁厚薄，从而利于提高感测头120的导热效率。

对于容置孔122，其包括位于连接部123内的通孔段122A和位于感测头部124内的盲孔段122B，通孔段122A具有锥形导向开口122C，锥形导向开口122C朝向管体110的第二端113所在侧。则在测温元件200插设在容置孔122内时对其进行导向，以便测温元件200的感温探头210顺利插入容置孔122内，容置孔122与测温元件200的感温探头210实现间隙配合，基本上达到面接触，提高热传导。

进一步地，感测头120还包括延伸部125，延伸部125、连接部123和感测头部124同轴线，且连接部123位于延伸部125与感测头部124之间，即延伸部1250靠近管体100的第二端113所在侧，锥形导向开口122C延伸至延伸部125内并沿轴向贯穿延伸部125。如图3所示，延伸部125的直径小于连接部123的直径，以便部影响连接部123与管体110第一端112的螺纹配合连接。通过设置延伸部125，且锥形导向开口122C延伸至延伸部125内并沿轴向贯穿延伸部125，可延长锥形导向开口122的长度，提高其导向作用，进一步有利于测温元件200的感温探头210顺利插入容置孔122内。

由于测温元件200通常为圆柱形，为增大容置孔122与测温元件200的感温探头210的接触面积，本实施例中盲孔段122B为直孔，测温元件200的感温探头210外壁与盲孔段122B相贴合。

另外，本实施例中测温装置还包括导向环300，导向环300位于管体100内并与管体100间隙配合，测温元件200的尾部与导向环300可拆卸连接。具体地，本实施例测温元件200与导向环300螺纹连接，即测温元件200的尾部具有外螺纹，导向环300的内壁具有内螺纹，测温元件200的尾部插设至导向环300内并与导向环300螺纹旋紧为一体。测温装置组装时，先将测温元件200与导向环300螺纹连接组装完成后，一体从管体100的第二端113放入管体100内，利用导向环300与管体100的间隙配合，将测温元件200及导向环300整体缓缓放入，并借助导向环300的重力及锥形导向开口122C的导向作用，保证测温元件200能准确的滑入插设到感测头120的容置孔122内，保证测温元件200安插到位。后期使用过程中，需要拆卸更换测温元件200时，只需将测温元件200及导向环300整体抽离管体100，然后将导向环300从测温元件200上拧下，即可更换新的测温元件200重新与导向环300旋紧为一体，进而重新置于温控套管100内，实现测温元件200的快速更换。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种温控套管，其特征在于，包括：

管体，所述管体为两端均开放的空心金属管体，且所述管体的外壁上形成有管体防腐涂层；

感测头，所述感测头为金属材质，其安装在所述管体两端中的第一端上并与所述管体导电连接，所述感测头的外壁上形成有导电且导热的感测头防腐涂层，所述感测头内形成有容置孔以用于容置测温元件的感温探头，所述容置孔与所述测温元件的感温探头间隙配合。

2.根据权利要求1所述的温控套管，其特征在于，

所述感测头防腐涂层为复合金属防腐涂层或导电陶瓷防腐涂层；所述管体防腐涂层为搪瓷玻璃涂层。

3.根据权利要求1所述的温控套管，其特征在于，

所述感测头的基材材质与所述管体的基材材质一致。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的温控套管，其特征在于，

所述感测头包括连接部和感测头部，所述连接部和所述感测头部同轴连接为一体，所述容置孔沿轴向贯穿所述连接部并延伸至所述感测头部内，所述连接部具有外螺纹，所述管体的第一端具有内螺纹，所述连接部与所述管体的第一端螺纹旋合，所述感测头部位于所述管体的外部，所述感测头防腐涂层覆盖所述感测头部的外壁。

5.根据权利要求4所述的温控套管，其特征在于，

所述感测头部的轮廓呈T形，其大直径段端面与所述连接部连接为一体，所述容置孔沿轴向贯穿所述连接部并延伸至所述感测头部的小直径段端面处。

6.根据权利要求5所述的温控套管，其特征在于，

所述容置孔包括位于所述连接部内的通孔段和位于所述感测头部内的盲孔段，所述通孔段具有锥形导向开口，所述锥形导向开口朝向所述管体两端中的第二端所在侧。

7.根据权利要求6所述的温控套管，其特征在于，

所述感测头还包括延伸部，所述延伸部、所述连接部和所述感测头部同轴线，且所述连接部位于所述延伸部与所述感测头部之间，所述锥形导向开口延伸至所述延伸部内并沿轴向贯穿所述延伸部。

8.根据权利要求6所述的温控套管，其特征在于，

所述盲孔段为直孔。

9.一种测温装置，包括温控套管和置于所述温控套管内的测温元件，其特征在于，

所述温控套管为权利要求1至8中任一项所述的温控套管，所述测温元件的感温探头插设在所述容置孔内。

10.根据权利要求9所述的测温装置，其特征在于，

所述测温装置还包括导向环，所述导向环位于所述管体内并与所述管体间隙配合，所述测温元件的尾部与所述导向环可拆卸连接。

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