DE2509371A1

DE2509371A1 - Thermopaaranordnung

Info

Publication number: DE2509371A1
Application number: DE19752509371
Authority: DE
Inventors: Georg Watson Smith
Original assignee: Sangamo Weston Inc
Current assignee: Atos Origin IT Services Inc
Priority date: 1974-03-04
Filing date: 1975-03-04
Publication date: 1975-09-11
Also published as: JPS50152784A; FR2263607B1; DE2509371C2; GB1452681A; JPS5939622Y2; JPS58109038U; IT1029926B; NL7502529A; FR2263607A1

Description

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Sangamo Weston Limited, Enfield, Middlesex/ England

Thermopaaranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Thermopaaranordnung mit einem temperaturunempfindlichen Thermoelement, einem das Thermoelement umgebenden Mantel und einer Stützeinrichtung zwischen Thermoelement und Mantel. Sie befaßt sich insbesondere mit einem mechanischen Stützsystem für ein langes Thermoelement.

In bestimmten Situationen besteht ein Bedürfnis nach einem Thermoelement mit langer Reichweite und schnellem Ansprechen, welches hohen Temperaturen und starken Vibrationen zu widerstehen vermag. Wenn so eine geeignete Stützeinrichtung für ein Thermoelement entworfen wird, ist sowohl die Länge des Thermoelements zu berücksichtigen als auch die Schwingungs- und Temperaturbedingungen, unter denen das Thermoelement benutzt wird. Es ist übliche Praxis, ein Thermoelement in einem äußeren Mantel anzubringen, um Festigkeit und Stützung zu erzielen. Dabei ist es dann erforderlich,

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eine Stütze zwischen dem Thermoelement und dem .umgebenden Mantel anzubringen. Bei einer solchen Anordnung sind jedoch die Probleme unterschiedlicher thermischer Ausdehnung zwischen dem Mantel und dem Thermoelement, der Schwingungsdämpfung, der koaxialen Anordnung des Thermoelements in dem Mantel und des schnellen Ansprechens des Thermoelements zu beachten.

Ziel der Erfindung ist es, ein Thermoelement mit mechanischem Stützsystem zu schaffen, welches alle diese zu betrachtenden Punkte optimal löst.

Dieses Ziel wird mit einer Thermopaaranordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Thermoelement einen ersten Teil mit relativ großem Durchmesser und einen zweiten Endteil mit relativ geringem Durchmesser aufweist, der Mantel steif ist und das Thermoelement koaxial umgibt, und die Stützeinrichtung auf dem zweiten Endteil des Thermoelements angebracht ist, relativ zu dem Thermoelement im Betrieb gleitfest gehalten ist und wenigstens eine Fläche aufweist, welche derart in Kontakt mit der Innenwand des Mantels steht, daß eine Gleitbewegung des Thermoelements innerhalb des Mantels möglich ist.

Vorzugsweise werden zwei teilweise kegelstumpfförmige dünnwandige Stützringe, welche mit Abstand zueinander entlang dem Thermoelement angeordnet sind, verwendet, um Stützflächen in gleitendem Kontakt mit der Innenwand des Mantels zu ergeben. Diese Stützringe sind vorteilhaft mit dem Thermoelement hart verlötet.

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

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Thermopaaranordnung gemäß der Erfindung.

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Wie in der Zeichnung dargestellt, besteht die Thermopaaranordnung aus einem mineralisch isolierten Thermoelement 10, welches ein auf einen relativ kleinen Durchmesser von zum Beispiel 2mm eingeschnürtes Endteil 12 aufweist. Um das Thermoelement 10 ist ein äußerer zylindrischer Mantel 14 angeordnet, welcher steif ist und zum Beispiel ein Mantel aus rostfreiem Stahl mit 9,53 mm Außendurchmesser sein kann. Der äußere Mantel 14 erstreckt sich koaxial über das eingeschnürte Endteil 12 des Thermoelements 10 und ist im Bereich seines äußeren Endes mit Öffnungen 15 für den Durchgang von Gas über die Spitze des Thermoelements 10 versehen. Es ist zu bemerken, daß zwischen dem äußeren Mantel 14 und dem eingeschnürten Endteil 12 kleinen Durchmessers des Thermoelements 10 ein beträchtlicher Raum vorhanden ist. Zwei teilweise kegelstumpfförmige dünnwandige Stützringe 18 sind innerhalb dieses Raums entlang der Länge des Endteils 12 kleinen Durchmessers des Thermoelements mit Abstand zueinander angeordnet. Jeder Stützring 18 hat einen ersten zylindrischen Teil 19 relativ geringen Durchmessers, welcher fest mit dem Thermoelement 10 verbunden ist, einen Teil 20 relativ großen Durchmessers, dessen Fläche am Außenumfang in Kontakt mit der Innenfläche des äußeren Mantels 14 steht, und einen zusammenlaufenden kegelstumpfförmigen Zwischenteil 21 zwischen den zylindrischen Teilen 19 und 20 _f welcher einstückig mit diesen ausgebildet ist. Die Stützringe 18 sind so bemessen, daß , obwohl die zylindrischen Teile 20 in Kontakt mit dem äußeren Mantel 14 stehen, sie trotzdem frei in dem äußeren Mantel 14 gleiten können. Die Stützringe 18 tragen das eingeschnürte Endteil 12 kleinen Durchmessers des Thermoelements voll und genügen den oben erwähnten Bemessungserfordernissen. Wenn eine Nickelhartlötung zum Befestigen der zylindrischen Teile 19 der Stützringe 18 an dem Thermoelement 10 bzw. an dessen eingeschnürtem Endteil12 verwendet wird, ist zu erkennen, daß nur sehr wenig Hartlötung entlang des sehr dünnen Mantels des Endteils 12 erforderlich ist, und dies wirkt der Gefahr einer "Hartloterosion" des Thermoelements, welche durch übermäßige Verwendung aktiver Hartlotbestandteile hervorgerufen werden kann, wirksam entgegen.

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Mit dem Aufbau des Theritiopaar anordnung-Stütz sy stems, wie oben beschrieben, läßt sich ein schnelles Ansprechen des Thermoelements im Zusammenhang mit einer geringen Masse der Stützringe und die Möglichkeit der Pormbeeinflussung der Ansprechkurve durch entsprechendes Positionieren der Stützringe entlang der Länge des Thermoelements erreichen.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform zwei Stützringe zum Erzielen der erforderlichen Stützwirkung vorgesehen sind, ist es auch möglich, andere Stützeinrichtungen zu verwenden, welche ein Gleiten des Thermoelements und dessen Lagerung in dem äußeren Mantel ermöglichen. Zum Beispiel können ein Stützring oder eine größere Zahl von Stützringen verwendet werden, ein oder mehrere spinnenartige Stützelemente, welche radial nach außen verlaufen, verwendet werden, oder zwei diametrale Arme, welche.rechtwinklig zueinander verlaufen, mit einem Loch durch ihre Mitte zum Halten des Thermoelements verwendet werden. Es ist nicht erforderlich, daß die Stützen dauerhaft an dem eingeschnürten Endteil 12 des Thermoelements 1O_f beispielsweise durch Hartlöten befestigt sind. Die Befestigung der Stütze oder Stützen an dem Endteil 12 könnte, obwohl sie vorzugsweise dauerhaft ist, auch lösbar sein, wobei die Befestigung jedoch so sein müßte, daß die Stützen in Gebrauch nicht relativ zu dem durch sie verlaufenden Thermoelement gleiten können.

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Claims

Patentansprüche

1.) Thermopaaranordnung mit einem temperaturempfind-

en Thermoelement, einem das Thermoelement umgebenden Mantel und einer Stützeinrichtung zwischen Thermoelement und Mantel, dadurch gekennz eichnet, daß das Thermoelement (10) einen ersten Teil mit relativ großem Durchmesser und einen zweiten Endteil (12) mit relativ geringem Durchmesser aufweist/ der Mantel (14) steif ist und das Thermoelement (10) koaxial umgibt, und die Stützeinrichtung (18) auf dem zweiten Endteil (12) des Thermoelements (10) angebracht ist, relativ zu dem Thermoelement (10) im Betrieb gleitfest gehalten ist und wenigstens eine Fläche aufweist, welche derart in Kontakt mit der Innenwand des Mantels (14) steht, daß eine Gleitbewegung des Thermoelements (10) innerhalb des Mantels (14) möglich ist.

2. Thermopaaranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß die Stützeinrichtung (18) fest an dem Thermoelement (10) befestigt ist.

3. Thermopaarancrdnung .lach Anspruch Z, de durch gekennz eichnet, daß die Stützeinrichtung (18) mit dem Thermoelement hartverlötet ist»

4. Thermopaaranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung aus wenigstens einem Stützring (18) mit dünner Wandung besteht, welcher einen ersten zylindrischen Teil (19) in Kontakt mit dem Thermoelement (10), einen zweiten zylindrischen Teil (20) in Kontakt mit der Innenwandung des Mantels (14) und einen konischen Zwischenteil (21) zwischen den zylindrischen Teilen (19,20) aufweist.

5. Thermopaaranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennz eichnet, daß zwei Stützringe (18)- entlang

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der Länge des zweiten Endteils (12) des Thermoelements (10) mit Abstand zueinander angeordnet sind.

6. Thermopaaranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f

dadurch gekennz eichnet, daß die Stützeinrichtung aus wenigstens einem spinnenartigen Stützelement um das Thermoelement (10) besteht, welches von dem Thermoelement (1G) radial nach außen zu der Innenwand des Mantels (14) ragt.

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