DE2329836C3 - Temperaturmeßvorrichtung für Einsatz bei Drücken über 1.500 bar - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperaturmeßvorrichtung für Einsatz bei Drücken über 1500 bar mit Mantel-Thermoelement und mehrteiliger Druckverschraubung mit Dichtkegel.

Temperaturmeßvorrichtung mit Thermoelementen, sogenannten elektrischen Thermometern, sind dann erforderlich, wenn eine örtliche Messung und Ablesung mittels Ausdehnungsthermometern nicht möglich ist und eine elektrische Übertragung der Meßwerte zu einer Meß- und Regelstation erfolgen muß. Falls Temperaturmeßvorrichtungen in geschlossenen Systemen, z. B. Rohrleitungen und Behältern, eingebaut werden sollen, müssen diese Vorrichtungen absolute Dichtheit gewährleisten und trotzdem ein hohes Maß an Temperaturempfindlichkeit, d. h. extrem kurze Ansprechzeiten, aufweisen.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse sogenannte Mantel-Thermoelemente einzusetzen. Diese industriellen Thermoelemente bestehen aus dem Thermopaar, zwei auf Abstand gehaltene Metalladern verschiedener Metallkombination, einem sie umschließenden einseitig geschlossenen Mantelteil und einem Füllstoff in diesem Mantel, der die Metalladern gegeneinander abisoliert. Die beiden Enden einer Seite der Metalladern sind punktförmig zur Meßstelle verlötet. Die Meßstelle befindet sich an der geschlossenen Seite des Metallmantels. Sie kann dort anliegen oder abisoliert angeordnet sein. Um die Ansprechzeit des Thermoelementes extrem kurz, d. h. eine hohe Temperaturempfindlichkeit, zu gewährleisten, muß der Metallmantel sehr dünn sein, d. h. in der Größenordnung von 0,03 bis 0,3 mm liegen. Die beiden anderen freien Enden der Metalladem werden am offenen Ende des Metallmantels isoliert durch ein Verschlußstück des Mantels geführt und in einem Kupplungsteil für den Anschluß von Meßleitungen befestigt.

Zum Einsatz solcher Thermoelemente in druckbeaufschlagten Einrichtungen werden sie mit einer Druckverschraubung versehen. Diese Druckverschraubung ist mehrteilig und weist einen formgeschliffenen Hartstahlring auf, der den Mantel umfaßt. Der dichte Sitz des Thermoelementes wird durch geringfügige Verformung des Mantels erreicht.

Solche Temperaturmeßvorrichtungen mit Druckverschraubung lassen sich allenfalls bis etwa 500 bar eirsetzen. Bei höheren Drücken ist die Druckverschraubung nicht mehr dicht, und der Mantel des Thermoelementes erleidet Deformierungen, die zum Unwirksamwerden der Isolierung führen. Es wurde daher versucht, das Mantelrohr mit einem zusätzlichen Schutzrohr, ebenfalls einseitig geschlossen; zu umgeben. Dieses Schutzrohr wurde an der Druckverschraubung angeschweißt Selch eine Temperaturmeßvorrichtung erweist sich jedoch als zu träge, d. h. mit zu langer An-Sprechzeit für viele diffizile Regelvorgänge. Zwischen Meßstelle und Medium befindet sich die Wand des einseitig geschlossenen Schutzrohres.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile bekannter Temperaturmeßvorrichtungen für Drücke über 1500 bar zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Dichtkegel der Druckverschraubung angeschweißt ist an ein beidseitig offenes Druckschutzrohr, das das Mantel-Thermoelement in seiner Länge von dem Dichtkegel bis zur Meßstelle umhüllt, und daß der Ringraum zwischen dem Mantel-Thermoelement und dem Druckschutzrohr mit einem Schwermetall ausgefüllt ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die extrem kurzen Ansprechzeiten des Thermoelementes erhalten bleiben und selbst bei Drücken weit über 1500bar, z.B. bei 7000 bar, die Dichtheit der Temperaturmeßvorrichtung erhalten bleibt Der Dichtungsdurchmesser der Temperaturmeßvorrichtung und der Verschraubung ist so gering wie irgend möglich gehalten worden.

Die Betriebssicherheit der Tempersturmeßvorrichtung wird darauf zurückgeführt, daß die hohen Anzugskräfte beim Einschrauben der Temperaturmeßvorrichtungen in die druckbeaufschlagte Einrichtung nicht direkt auf das Thermoelement übertragen werden. Das plastische Schwermetallot wirkt als Dämpfung. Der Ringraum zwischen dem Metallthermoelement und dem Druckschutzrohr ist mit dem Schwermetallot ausgefüllt. Diese Füllung ist lang genug, um die infolge Druckeinwirkung auftretende Scherkraft in axialer Richtung aufzunehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die eingebaute Temperaturmeßvorrichtung in etwa Normalgröße,

F i g. 2 Thermoelement mit Mantel und Schutzrohr in vergrößertem Maßstab.
Die Hochdruckeinrichtung 1 ist mit einer Bohrung 2 versehen, die einen möglichst geringen Durchmesser haben soll, um die Dichtkräfte an der Verschraubung 3 gering zu halten. Die Temperaturmeßvorrichtung besteht aus dem Mantel-Thermoelement 4 mit der Kupplung 5 für den Anschluß der Meßleitungen, der Druckverschraubung 6 und dem angeschweißten, beidseitig offenen Druckschutzrohr 7. Während sich die Temperaturmeßstelle 8 direkt im Inneren der druckbeaufschlagten Einrichtung an der betreffenden Stelle der zu messenden Temperatur befindet, ist der Dichtkonus 9 für die Temperaturmeßvorrichtung außen angeordnet, so daß hier die geringste Schwächung der Druckeinrichtung stattfindet.

Die in F i g. 2 dargestellte vergrößerte Temperaturmeßvorrichtung und hier besonders der Druckschutzrohrbereich zeigt deutlich das Schwermetallot 10, das das Thermoelement umgibt und als Dämpfung zu dem Druckschutzrohr wirken kann. Durch Ausfüllen des gesamten Ringraumes zwischen Mantel-Thermoelement und dem Druckschutzrohr mit einem Schwermetailot ist die Sicherheit gegeben, daß der hohe Druck in der druckbeaufschlagten Einrichtung sicher abgefangen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Temperaturmeßvorrichtung 1500 bar Drücken über 1500 bar mit Mantel-Thermoelement und mehrteiliger Druckverschraubung mit Dichtkegel, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkegel der Druckverschraubung angeschweißt ist an ein beidseitig offenes Druckschutzrohr, das das Mantel-Thermoelement in seiner Länge von dem Dichtkegel bis zur Meßstelle umhüllt, und daß der Ringraum zwischen dem Mantel-Thermoelement und dem Druckschutzrohr mit einem Schwermetalllot ausgefüllt ist