CN217111189U - 热电偶冷却保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于保护装置领域，具体涉及一种热电偶冷却保护装置，旨在解决现有的热电偶冷却保护装置的使用寿命较短、冷却效果不好的问题。该热电偶冷却保护装置包括冷却体、进冷却介质管和出冷却介质管；冷却体包括型材主体，型材主体上开设有热电偶套孔，型材主体内设有将热电偶套孔环绕的冷却腔。该热电偶冷却保护装置的冷却体是在型材主体上既开设热电偶套孔又设置冷却腔形成，可通过机加工方式直接制作，质量保证性良好，可避免冷却腔出现异位或变形等问题，保证了冷却效果和使用寿命；同时，冷却腔为将热电偶套孔环绕的结构，利于对嵌套安装在热电偶套孔中的热电偶进行有效且均匀地冷却，提高了冷却效果。

Description

热电偶冷却保护装置

技术领域

本实用新型属于保护装置领域，具体涉及一种热电偶冷却保护装置。

背景技术

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，冶金、玻璃、石化、电力、陶瓷等行业中需要测量高温熔炉炉膛内的温度，因此常将热电偶的一端插入到熔炉的炉膛内进行测量。由于炉膛内温度较高，因此需要在热电偶上套设冷却保护装置进行保护，以延长热电偶的使用寿命。

现有的热电偶冷却保护装置一般包括分体式结构的冷却体，冷却体包括材质为0Cr18Ni9的保护套及采用不锈钢钎料点焊在保护套上的冷却管，冷却管的介质进口上连接有进冷却介质管，冷却管的介质出口上连接有出冷却介质管。

现有的热电偶冷却保护装置存在以下问题：

(1)冷却体的保护套材质为0Cr18Ni9，此材质不适于长时间在高温环境下使用，应用于玻璃熔炉时易被高温玻璃液冲刷磨损，使用寿命短。

(2)冷却体的保护套采用不锈钢钎料与冷却管点焊，易导致冷却管变形，规格不规范，降低冷却效果，且焊条不稳定，焊接时不仅存在砂眼，而且工艺操作繁琐、用工多，质量保证性差，导致冷却体使用寿命不长，也不美观。

(3)因焊接方式的原因，材料性能不稳定，往往引起焊口及冷却体头部在热态下供水过程中渗水，不仅降低了冷却保护装置的使用寿命，而且也降低了冷却效果，另外渗漏的冷却水滴漏在熔炉的炉体砖上，会造成炉体砖受热不均，出现裂纹，致使炉膛内高温熔体泄漏，炉体烧塌，热偶烧坏等问题，存在巨大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供了一种热电偶冷却保护装置，旨在解决现有的热电偶冷却保护装置的使用寿命较短、冷却效果不好的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：热电偶冷却保护装置，包括冷却体、进冷却介质管和出冷却介质管；所述冷却体包括型材主体，所述型材主体上开设有热电偶套孔，所述型材主体内设有将热电偶套孔环绕的冷却腔，所述型材主体的一端开设有分别与冷却腔相通的介质进口和介质出口；所述进冷却介质管的出口端穿过介质进口并伸入冷却腔中，且进冷却介质管通过第一端封板与介质进口密封连接；所述出冷却介质管的进口端穿过介质出口并伸入冷却腔中，且出冷却介质管通过第二端封板与介质出口密封连接。

进一步的是，所述型材主体由耐高温耐腐蚀材质的型材制成，所述进冷却介质管、第一端封板、出冷却介质管和第二端封板的材质均与型材主体的材质相同。

进一步的是，所述型材主体的材质为1Cr18Ni9Ti。

进一步的是，所述介质进口和介质出口处于同一平面上。

进一步的是，所述进冷却介质管的出口端伸入冷却腔的深度大于出冷却介质管的进口端伸入冷却腔的深度。

进一步的是，所述第一端封板和第二端封板分别与型材主体组焊连接在一起。

进一步的是，所述进冷却介质管靠近进口端的外壁上设有第一变径型连接部，所述第一变径型连接部包括至少两个第一锥形环台，各第一锥形环台沿进冷却介质管的轴向依次分布且外径依次增大。

进一步的是，所述出冷却介质管靠近出口端的外壁上设有第二变径型连接部，所述第二变径型连接部的结构与第一变径型连接部的结构相同。

进一步的是，所述进冷却介质管的出口端和出冷却介质管的进口端均为斜口结构。

进一步的是，所述斜口结构的倾斜度为45°。

本实用新型的有益效果是：该热电偶冷却保护装置的冷却体是在型材主体上既开设热电偶套孔又设置冷却腔形成，可通过机加工方式直接制作，质量保证性良好，可避免冷却腔出现异位或变形等问题，保证了冷却效果和使用寿命；同时，冷却腔为将热电偶套孔环绕的结构，利于对嵌套安装在热电偶套孔中的热电偶进行有效且均匀地冷却，提高了冷却效果。采用1Cr18Ni9Ti材质的型材制作型材主体，能够使得该热电偶冷却保护装置的冷却体具有更好的抗冲刷磨损性能，特别适用于对玻璃熔炉上的热电偶进行保护。又由于冷却体是型材主体加工而成的一体式工件，且第一端封板和第二端封板分别与型材主体组焊连接在一起，因此能够保证冷却腔的密闭性和连接处的密封稳固性，使用过程中基本不会出现冷却介质渗漏问题，不仅保证了该热电偶冷却保护装置的使用寿命，而且对热电偶的冷却保护效果良好，因此也基本不会出现因冷却介质渗漏导致炉体砖受热不均、炉膛泄漏、炉体烧塌、热电偶烧坏等问题。

附图说明

图1是本实用新型的实施结构示意图；

图2是本实用新型中冷却体的实施结构示意图；

图3是本实用新型中进冷却介质管的实施结构示意图；

图4是本实用新型使用过程中的装配结构示意图；

图中标记为：冷却体100、型材主体110、热电偶套孔111、冷却腔112、介质进口113、介质出口114、进冷却介质管200、第一端封板210、第一变径型连接部220、第一锥形环台221、出冷却介质管300、第二端封板310、第二变径型连接部320、热电偶400、保温砖510、炉墙砖520。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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，而不是指示或暗示所指的装置或部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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

结合图1和图2所示，热电偶冷却保护装置，包括冷却体100、进冷却介质管200和出冷却介质管300；冷却体100包括型材主体110，型材主体110上开设有热电偶套孔111，型材主体110内设有将热电偶套孔111环绕的冷却腔112，型材主体110的一端开设有分别与冷却腔112相通的介质进口113和介质出口114；进冷却介质管200的出口端穿过介质进口113并伸入冷却腔112中，且进冷却介质管200通过第一端封板210与介质进口113密封连接；出冷却介质管300的进口端穿过介质出口114并伸入冷却腔112中，且出冷却介质管300通过第二端封板310与介质出口114密封连接。

该热电偶冷却保护装置的冷却体100是在型材主体110上既开设热电偶套孔111又设置冷却腔112形成，可通过机加工方式直接制作，质量保证性良好，可避免冷却腔112出现异位或变形等问题，保证了冷却效果和使用寿命；同时，冷却腔112为将热电偶套孔111环绕的结构，能够将嵌套安装在热电偶套孔111中的热电偶400部分包覆，利于有效且均匀地对其冷却，提高了冷却效果。因此在该热电偶冷却保护装置的保护下，可确保热电偶400能够长时间在高温熔炉环境中使用，提升了炉体的运行安全。

其中，冷却体100为该热电偶冷却保护装置的主要部件，用于安装在熔炉的炉体上并将热电偶400嵌套安装在热电偶套孔111进行保护；型材主体110为冷却体100的主体部分，其通常由耐高温耐腐蚀材质的型材制成，例如：镍铬钼合金、镍铬钛合金等，优选由材质为1Cr18Ni9Ti的型材制成。采用1Cr18Ni9Ti材质的型材制作型材主体110，能够使得该热电偶冷却保护装置的冷却体100具有更好的抗冲刷磨损性能，特别适用于对玻璃熔炉上的热电偶400进行保护。一般，进冷却介质管200、第一端封板210、出冷却介质管300和第二端封板310均采用与型材主体110相同的材质制作。型材主体110上开设的热电偶套孔111用于的热电偶400嵌套安装，型材主体110内设置的冷却腔112主要用于通入冷却介质对热电偶400进行冷却保护，冷却腔112为将热电偶套孔111环绕的结构，其可以为多种环形结构；为了保证冷却的均匀性，冷却腔112优选为横截面呈圆环形的结构；为了保证冷却效果，优选使冷却腔112的壁厚为5mm，以兼顾冷却体100的强度和热交换的有效性；冷却介质可以为多种，例如：冷却液、水、氮气、空气等。介质进口113和介质出口114通常开设在型材主体110的外端面上，分别用于安装进冷却介质管200和出冷却介质管300，为了保证冷却介质均匀流动，提高冷却的均匀性，优选使介质进口113和介质出口114处于同一平面上。

进冷却介质管200用于向冷却腔112中输送入冷却介质，出冷却介质管300用于将冷却腔112中热交换后的冷却介质输送出去；为了确保冷却介质能够尽量充满冷却腔112，通常使进冷却介质管200的出口端伸入冷却腔112的深度大于出冷却介质管300的进口端伸入冷却腔112的深度，以防止进入冷却腔112中的冷却介质还没来得及进行热量交换或者热量交换不充分就被输送出。优选使，进冷却介质管200的出口端伸入冷却腔112尽量远离介质进口113，出冷却介质管300的进口端伸入冷却腔112尽量靠近介质出口114，如图1所示；如此，能够使冷却介质在冷却腔112中的停留时间达到最长，以最大限度延长冷却时间，确保冷却充分。

为了保证进冷却介质管200和出冷却介质管300安装连接的密封性，优选使第一端封板210和第二端封板310分别与型材主体110组焊连接在一起。通常组焊后去掉焊渣，并打磨焊口，再进行打压试验，压力大于0.9MPa，保持48h确保焊接相连部位不渗漏。由于冷却体100是型材主体110加工而成的一体式工件，且第一端封板210和第二端封板310分别与型材主体110组焊连接在一起，因此能够保证冷却腔112的密闭性和连接处的密封稳固性，使用过程中基本不会出现冷却介质渗漏问题，不仅保证了该热电偶冷却保护装置的使用寿命，而且对热电偶400的冷却保护效果良好，因此也基本不会出现因冷却介质渗漏导致炉体砖受热不均、炉膛泄漏、炉体烧塌、热电偶烧坏等问题。

进冷却介质管200的进口端通常与冷源设备的介质出口端连接，出冷却介质管300的出口端通常与冷源设备的介质进口端连接；为了方便管口与管口连接或管口与安装固定架配合，并预防滑落风险，结合图1和图3所示，通常在进冷却介质管200靠近进口端的外壁上设有第一变径型连接部220，第一变径型连接部220包括至少两个第一锥形环台221，各第一锥形环台221沿进冷却介质管200的轴向依次分布且外径依次增大，且距离进冷却介质管200的进口端越远，第一锥形环台221的外径越大；同时，通常在出冷却介质管300靠近出口端的外壁上设有第二变径型连接部320，第二变径型连接部320的结构与第一变径型连接部220的结构相同，且距离出冷却介质管300的出口端越远，构成第二变径型连接部320的第二锥形环台的外径越大。

为了避免进冷却介质管200的出口端和出冷却介质管300的进口端与冷却腔112的内壁面贴合而被封闭，再如图1所示，通常进冷却介质管200的出口端和出冷却介质管300的进口端均设为斜口结构，优选使斜口结构的倾斜度为45°。45°斜口结构不仅便于加工，而且能够防止因人为因素造成冷却介质管处于冷却腔112中的端口被封闭，确保了冷却介质的流动性，另外还能够增加冷却介质管与冷却介质的接触面积，有效提升了冷却介质的流动速率。

如图4所示，熔炉炉体的保温砖510和炉墙砖520上开设有的凹槽结构，该热电偶冷却保护装置使用时嵌入安装在凹槽结构中，冷却体100与保温砖510和炉墙砖520之间的间隙通过高温液体冷凝，形成密封层，实现密封作用。热电偶400一般采用S型铠装，通过冷却体100保护插入炉膛内的高温熔体中，实现高温熔体温度的实时检测；具体的，热电偶400嵌入安装在热电偶套孔111中，其探测段伸入熔炉的炉膛中。

Claims (10)

1.热电偶冷却保护装置，包括冷却体(100)、进冷却介质管(200)和出冷却介质管(300)；其特征在于：所述冷却体(100)包括型材主体(110)，所述型材主体(110)上开设有热电偶套孔(111)，所述型材主体(110)内设有将热电偶套孔(111)环绕的冷却腔(112)，所述型材主体(110)的一端开设有分别与冷却腔(112)相通的介质进口(113)和介质出口(114)；所述进冷却介质管(200)的出口端穿过介质进口(113)并伸入冷却腔(112)中，且进冷却介质管(200)通过第一端封板(210)与介质进口(113)密封连接；所述出冷却介质管(300)的进口端穿过介质出口(114)并伸入冷却腔(112)中，且出冷却介质管(300)通过第二端封板(310)与介质出口(114)密封连接。

2.如权利要求1所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述型材主体(110)由耐高温耐腐蚀材质的型材制成，所述进冷却介质管(200)、第一端封板(210)、出冷却介质管(300)和第二端封板(310)的材质均与型材主体(110)的材质相同。

3.如权利要求2所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述型材主体(110)的材质为1Cr18Ni9Ti。

4.如权利要求1所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述介质进口(113)和介质出口(114)处于同一平面上。

5.如权利要求1所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述进冷却介质管(200)的出口端伸入冷却腔(112)的深度大于出冷却介质管(300)的进口端伸入冷却腔(112)的深度。

6.如权利要求1所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述第一端封板(210)和第二端封板(310)分别与型材主体(110)组焊连接在一起。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述进冷却介质管(200)靠近进口端的外壁上设有第一变径型连接部(220)，所述第一变径型连接部(220)包括至少两个第一锥形环台(221)，各第一锥形环台(221)沿进冷却介质管(200)的轴向依次分布且外径依次增大。

8.如权利要求7所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述出冷却介质管(300)靠近出口端的外壁上设有第二变径型连接部(320)，所述第二变径型连接部(320)的结构与第一变径型连接部(220)的结构相同。

9.如权利要求8所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述进冷却介质管(200)的出口端和出冷却介质管(300)的进口端均为斜口结构。

10.如权利要求9所述的热电偶冷却保护装置，其特征在于：所述斜口结构的倾斜度为45°。

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