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Guß ei senschutzrohr für Thermoelemente Die Erfindung betrifft ein
einseitig geschlossenes Gußeisenschutzrohr für Thermoelemente, die in einem ganz.
oder teilweise von einem metallischen Halterohr umgebenen metallischen oder keramischen
einseitig geschlossenen Schutzrohr angeordnet sind vorzugsweise für Temperaturmessungen
in NE-Metallschmelzen.
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Thermoelemente dienen zur Messung von Temperaturen von etwa 400 bis
160000. Ihr Hauptvorteil ist die Möglichkeit, die Temperatur örtlich getrennt von
der Meßstelle anzuzeigen oder aufzuzeichnen, ohne daß eine besondere Hilfsstromquelle
erforderlich wäre Bei Betriebs- oder Dauermessungen beispselsweise bei Temperaturmessungen
in Metallschmelzen müssen die Thermo elemente, deren Thermodrähte durch keramisches
Material gegeneinander isoliert sindg in einseitig geschlossene metallische oder
keramische Schutzrohre eingebaut werden, die sie vor mechanischer Beanspruchung
und vor chemischer Einwirkung schützen, rU"r Thermoelemente mit keramischen Schutzrohen,
bei denen die Isolierung der Thermodrähce gegeneinander im allgemeinen durch auf
diese aufgeschobene aus einem keramischen Werkstoff bestehende Röhrchen erfolgt
kann zum Schutz des leicht zerbrechlichen und gegen schroffe Temperaturwechsegempfindlichen
keramischen
Schutzrohres zusätzlich ein metallisches gleichzeitig als Halterohr dienendes Schutzrohr
vorgesehen werden. Dieses Halterohr kann gegebenenfalls noch von einem aus Gußeisen
bestehenden Schutzrohr umgeben seinO Ein solches Gußeisenrohr wird entweder aus
mehreren kurzen Rohrstücken gefertigt oder aus einem Gußzylinder durch Ausbohren
desselben hergestellt. Das Gußeisenschutzrohr bildet zwar einen relativ guten Schutz
bei Temperaturmessungen bi etwa 4000C, maximal bis 6000C, ist jedoch für Temperaturen,
die über 6000C. liegen, wegen der sehr geringen Lebensdauer kaum brauchbar.
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Bei den sogenannten Mantelthermoelementen sind die in pulverförmigem
gegebenenfalls gesintertem Keramikpulver eingebetteten Thermodrähte von einem metallischen
Schutzrohr umgeben.
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Diese Ausführungsform ermöglicht Thermoelemente extrem kleiner Durchmesser,
woraus sich meßtechnische und mechanische Vorteile ergeben, insbesondere eine schnelle
Ansprechzeit, kleine Wärmeableitung, Biegsamkeit, einfache Einführw In Vakuum- oder
Hochdruckräume, Stoßfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit. So können mit
derartigen Mantelthermoelementen viele Meßaufgaben gelöst werden, die mit Thermoelementen
größerer Abmessungen nicht oder nur schwer zu bewältigen sind.
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Die hohe Temperatur und der starke chemische Angriff auf die metallischen
Schutzrohre und die Thermodrähte durch die Metallschmelze und vor allem durch die
Schlacke, lassen in der Regel jedoch nur Messungen von wenigen Sekunden Dauer mit
wirtschaftlich vertretbarem Aufwand zu, doho die Temperaturmessung kann nur diskontinuierlich
erfolgen, Das erfordert Meßgeräte mit entsprechend kurzer Einstellzeit sowie leicht
und schnell zu handhabende Manteltbermoelemente. Da die Metallschmelze das metallische
Schutzrohr beim Eintauchen angreift, muß dieses des öfteren gereinigt und mit einer
Kokillenanstrichmasse geschlichtet werden Trotz dieser Maßnahme machen es die große
thermische Beanspruchung einerseits und die verlangte hohe Meßgenauigkeit
andererseits
erforderlich, daß das metallische Schutzrohr nach vergleichsweise kurzer Lebensdauer
erneuErt werden muß.-Um die dem Stand der Technik anhaftenden Mängel zu beseitigen,
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gußeisenschutzrobr für
Thermoelemente so zu gestalten, daß eine kontinuierliche Temperaturmessung vorzugsweise
in Nichteisenschmelzen möglich ist, ohne daß eine Zerstörung des metallischen Schutzrohres
stattfindet. Ferner soll die Schlagfestigkeit des Gußeisenrohres erhöht werden,
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß auf das Gußeisenschutzrohr eine Edelstahlschicht
und auf diese eine Keramikschicht aufgebracht ist.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung kann das Gußeisenschutzrohr
unmittelbar auf das metallische Schutzrohr und/oder Halterohr aufgegossen sein.
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Zweckmäßigerweise sind sowohl die Edelstahlschicht als auch die Keramikschicht
vorzugsweise durch Flammspritzen aufgebracht.
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Die Keramikschicht besteht insbesondere aus Oxiden, Boriden oder Nitriden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer AusfUhrungsbeispiele
dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden sollen.
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Es zeigt Fig. 1 ein Nantelthermoelement, dessen metallisches Schutzrohr
1 in seinem oberen Teil von einem metallischen Halterohr 2 umgeben ist, wobei auf
das Schutzrohr 1 und das
Halterohr 2 das Gußeisenschutzrohr 3, auf
das die Edelstanlschicht 4 und die Keramikschicht 5 aufgespritzt sind, aufgegossen
ist.
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Die Fig. 2 unterscheidet sich insoweit von Fig. 1 als das metallische
Schutzrohr 1 des Mantelthermoelementes mit Ausnahme seines unteren Endbereiches
von dem Halterohr 2 umgeben ist.
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In Fig. 3 ist das Mantelthermoelement in einem einseitig geschlossenen
Halterohr 2 angeordnet.
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Die Fig. 4 zeigt ein Thermoelement, dessen durch aufgeschobene Keramikröhrchen
6 gegeneinander isolierten Thermodrähte in einem keramischen Schutzrohr 7 untergebracht
sind. Das Schutzrohr 7 ist in dem einseitig geschlossenen von dem aufgegossenen
Gußeisenschutzrohr 3 der aufgespritzten Edelstahlschicht 4 und der aufgespritzten
Keramikschicht 5 umgebenen Halterohr 2 angeordnet.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß es mit Hilfe der Erfindung möglich ist, vergleichsweise hohe Standzeiten für
in Schutzrohren angeordnete Thermoelemente zu erzielen und gleichzeitig einen kontinuierlichen
Einsatz bei hoher Meßgenauigkeit insbesondere in NE-Metallschmelzen zu gewährleisten.
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Patentansprüche