RU203571U1 - High temperature thermoelectric converter - Google Patents
High temperature thermoelectric converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU203571U1 RU203571U1 RU2021103585U RU2021103585U RU203571U1 RU 203571 U1 RU203571 U1 RU 203571U1 RU 2021103585 U RU2021103585 U RU 2021103585U RU 2021103585 U RU2021103585 U RU 2021103585U RU 203571 U1 RU203571 U1 RU 203571U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- welded
- protective
- working medium
- protective armature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к термометрии, а именно к преобразователям термоэлектрическим (ТП), предназначенным для их установки в приборах контроля температуры в высокотемпературных технологических процессах. Полезная модель может быть использована при измерении температуры высокотемпературных процессов в энергетике, металлургии, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Техническим результатом предложенного решения является разработка конструкции ТП с повышенной стойкостью к агрессивным средам и к высоким температурам, следовательно, и срок службы у них увеличивается.Преобразователь термоэлектрический высокотемпературный с чувствительным элементом из металлического провода, помещенным в защитную арматуру, выполненную из металлической трубки завальцованной и сваренной с одной стороны, на границе погружной части, находящейся в контакте с рабочей средой, температуру которой необходимо измерить, к защитной арматуре приварена ограничительная шайба для установки термопреобразователя на объекте контроля температуры, отличающийся тем, что при этом погружная часть защитной арматуры, сварные швы и часть ограничительной шайбы, взаимодействующая с рабочей средой, покрыты антикоррозионным слоем порошкового алюминия, нанесенного методом холодного газодинамического напыления, при этом толщина слоя покрытия составляет от 20 до 50 микрон. 1 ил.The utility model relates to thermometry, namely to thermoelectric converters (TP) intended for their installation in temperature control devices in high-temperature technological processes. The utility model can be used to measure the temperature of high-temperature processes in power engineering, metallurgy, chemical, oil, gas and other industries. The technical result of the proposed solution is the development of a TP design with increased resistance to aggressive media and high temperatures, therefore, their service life increases. The thermoelectric high-temperature converter with a sensitive element made of a metal wire, placed in a protective armature made of a metal tube rolled and welded on the one hand, at the boundary of the immersed part, which is in contact with the working medium, the temperature of which must be measured, a limiting washer is welded to the protective armature for installing a thermal converter at the temperature control object, characterized in that the immersed part of the protective armature, welded seams and part the limiting washer, interacting with the working medium, is covered with an anticorrosive layer of powdered aluminum, applied by cold gas-dynamic spraying, while the thickness of the coating layer is from 20 to 50 microns. 1 ill.
Description
При автоматизации технологических процессов существует необходимость изменения температуры и дальнейшая их обработка. Для этого требуются высокоточные, малоинерционные преобразователи, способные выдерживать большие температурные нагрузки в определенных диапазонах.When automating technological processes, there is a need to change the temperature and their further processing. This requires high-precision, low-inertia transducers capable of withstanding high temperature loads in certain ranges.
Полезная модель относится к термометрии, а именно к преобразователям термоэлектрическим (ТП), предназначенным для их установки в приборах контроля температуры в высокотемпературных технологических процессах. В качестве преобразователя термоэлектрического широко используются термопары - дифференциальные устройства, преобразующие тепловую энергию в электрическую.The utility model relates to thermometry, namely to thermoelectric converters (TP) intended for their installation in temperature control devices in high-temperature technological processes. As a thermoelectric converter, thermocouples are widely used - differential devices that convert thermal energy into electrical energy.
Полезная модель может быть использована при измерении температуры высокотемпературных процессов в энергетике, металлургии, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.The utility model can be used to measure the temperature of high-temperature processes in power engineering, metallurgy, chemical, oil, gas and other industries.
Используемые для погружного измерения температуры ТП представляют собой реагирующие устройства, состоящие из чувствительного элемента (ЧЭ) с защитной арматурой (гильзой) внутренних соединительных проводов и внешних выводов, позволяющих осуществить подключение к электрическим измерительным устройствам.TP used for immersion temperature measurement are reactive devices consisting of a sensitive element (SE) with protective fittings (sleeve) of internal connecting wires and external leads that allow connection to electrical measuring devices.
В соответствии с ГОСТ 28537-90 термометрическая гильза является составной частью технологического устройства, отделяющего преобразователи термоэлектрические от измеряемого вещества, защищающая от его действия и обеспечивающая монтаж.In accordance with GOST 28537-90, a thermometric sleeve is an integral part of a technological device that separates thermoelectric converters from the substance being measured, protects against its action and provides installation.
При конструировании ТП принимаются в расчет такие факторы как диапазон измеряемых температур, агрессивные свойства среды, в которой осуществляются измерения, тепловая инерционность и другие. Это влияет на способ соединения термоэлектродов в рабочем спае, изоляцию термоэлектродов, защиту термопары.When designing TP, such factors as the range of measured temperatures, aggressive properties of the medium in which measurements are carried out, thermal inertia and others are taken into account. This affects the way of connecting thermoelectrodes in the working junction, insulation of thermoelectrodes, protection of thermocouples.
В общем случае конструкция ТП представляет собой термоэлектроды, соединенные между собой в рабочий спай. Соединения сваркой, выдерживают более широкий диапазон температуры. Но при этом возможно изменение характеристик металлов вследствие воздействия агрессивной окружающей среды. Может произойти окисление либо взаимная диффузия материалов.In the general case, the TP design is represented by thermoelectrodes connected to each other in a working junction. Welded joints, withstand a wider temperature range. But at the same time, it is possible to change the characteristics of metals due to the influence of an aggressive environment. Oxidation or interdiffusion of materials may occur.
Для увеличения ресурса службы, надежности работы погружаемых ТП при их эксплуатации в условиях высоких температур, в агрессивных средах, необходима хорошая изоляция чувствительного элемента от рабочей среды.To increase the service life, the reliability of the submerged TP during their operation at high temperatures, in corrosive environments, good isolation of the sensitive element from the working environment is necessary.
Существует множество конструкций защитной арматуры, которые должны обеспечивать прочностные характеристики ТП в соответствии с условиями их применения.There are many designs of protective reinforcement, which must ensure the strength characteristics of TP in accordance with the conditions of their use.
Известна конструкция гильзы защитной, выполненной в виде детали с глухим отверстием и включающая рабочую (погружную?) часть, монтажный элемент и элемент крепления термометра. При этом выбор материала, из которого изготовлена гильза, зависит от диапазона температуры и химической совместимости со средой, в которой будет функционировать прибор.The design of a protective sleeve is known, made in the form of a part with a blind hole and including a working (submersible?) Part, a mounting element and a thermometer fastening element. In this case, the choice of the material from which the sleeve is made depends on the temperature range and chemical compatibility with the environment in which the device will operate.
Недостатком такой защитной гильзы при измерении высоких температур является, как правило, быстрый ее износ.The disadvantage of such a thermowell when measuring high temperatures is, as a rule, its rapid wear.
Известны ТП, в которых защитные гильзы выполнены из трубки, с защитным слоем сформированным плазменным осаждением керамики (Полезная модель RU №135128, МПК: H01K 7/00, опубл. 27.11.2013 г.).Known TP, in which protective sleeves are made of a tube, with a protective layer formed by plasma deposition of ceramics (Useful model RU No. 135128, IPC: H01K 7/00, publ. 27.11.2013).
Известен ТП для высокотемпературных и агрессивных сред, содержащий термочувствительный элемент в виде кабельной термопары и защитную арматуру, выполненную в виде заглушенного с одной стороны металлического чехла, помещенного в соединенный с ним дополнительный чехол из графитсодержащего материала, который в свою очередь помещен в защитный наружный чехол в виде цельнолитой чугунной трубы (Полезная модель RU №100852, МПК: H01L 35/00, опубл. 27.08.2010 г.).Known TP for high-temperature and corrosive environments, containing a temperature-sensitive element in the form of a cable thermocouple and protective fittings made in the form of a metal cover muffled on one side, placed in an additional cover of graphite-containing material connected to it, which in turn is placed in a protective outer cover in in the form of a one-piece cast iron pipe (Utility model RU No. 100852, IPC: H01L 35/00, publ. 27.08.2010).
Недостатком данного ТП является часто возникающая необходимость измерения температуры в более широком диапазоне, защитная арматура выполнена составной и места стыковки разрушаются под воздействием агрессивной среды.The disadvantage of this TP is the frequent need to measure the temperature in a wider range, the protective fittings are made of composite and the joints are destroyed under the influence of an aggressive environment.
В настоящее время для увеличения ресурса работы изделий существует метод улучшения характеристик материалов - технология холодного газодинамического напыления (ХГН). Формирование покрытий методом ХГН осуществляется в результате предварительного ускорения напыляемых частиц до сверхзвуковой скорости и их соударения с материалом-подложкой с последующей пластической деформацией. Применение мелкодисперсных порошков способствует уменьшению объема микрополостей и созданию более однородной структуры, что приводит к повышению коррозионной стойкости, твердости и адгезии покрытии.Currently, to increase the service life of products, there is a method for improving the characteristics of materials - the technology of cold gas-dynamic spraying (CGN). The formation of coatings by the CGI method is carried out as a result of preliminary acceleration of the sprayed particles to supersonic speed and their collision with the substrate material, followed by plastic deformation. The use of fine powders helps to reduce the volume of microcavities and create a more uniform structure, which leads to an increase in corrosion resistance, hardness and adhesion of the coating.
Техническим результатом предложенного решения является разработка конструкции ТП с повышенной стойкостью к агрессивным средам и к высоким температурам, следовательно, и срок службы у них увеличивается.The technical result of the proposed solution is the development of a TP design with increased resistance to aggressive media and high temperatures, therefore, their service life increases.
Для увеличения срока службы ТП предлагается методом газодинамического напыления нанести слой алюминия толщиной 0,02…0,05 мм на погружную часть ТП и все сварочные швы. Образованная интерметаллическая пленка из стали и алюминия и будет защитой от коррозии.To increase the service life of the TP, it is proposed to apply a layer of aluminum with a thickness of 0.02 ... 0.05 mm by the method of gas-dynamic spraying on the submersible part of the TP and all welds. The formed intermetallic film of steel and aluminum will protect against corrosion.
Указанный технический результат достигается за счет того, что преобразователь термоэлектрический высокотемпературный с чувствительным элементом из металлического провода, помещенным в защитную арматуру. Защитная арматура выполнена из металлической трубки завальцованной и сваренной с одной стороны. На границе погружной (рабочей) части, находящейся в контакте с рабочей средой, температуру которой необходимо измерить, к защитной арматуре приварена ограничительная шайба для установки термопреобразователя на объекте контроля температуры. Погружная часть защитной арматуры, сварные швы и часть ограничительной шайбы, взаимодействующая с рабочей средой, покрыты антикоррозионным слоем порошкового алюминия, нанесенного методом холодного газодинамического напыления, при этом толщина слоя покрытия составляет от 20 до 50 микрон.The specified technical result is achieved due to the fact that the thermoelectric high-temperature converter with a sensitive element made of a metal wire, placed in a protective armature. Protective reinforcement is made of rolled metal tube and welded on one side. At the boundary of the immersed (working) part, which is in contact with the working medium, the temperature of which must be measured, a restricting washer is welded to the protective armature for installing the thermal converter at the temperature control object. The immersion part of the protective reinforcement, the welded seams and the part of the restraining washer interacting with the working medium are covered with an anti-corrosion layer of powdered aluminum, applied by cold gas-dynamic spraying, with the coating layer thickness ranging from 20 to 50 microns.
Полезная модель представлена на фиг. 1, где 1 - защитная арматура преобразователя термоэлектрического высокотемпературного, 2 - погружная часть ТП с покрытием, 3 - шайба ограничительная, 4 - элемент крепления ТП - штуцер.The utility model is shown in FIG. 1, where 1 is the protective armature of the thermoelectric high-temperature converter, 2 is the immersion part of the TP with a coating, 3 is the restrictive washer, 4 is the TP fastening element - the fitting.
Устройство работает следующим образом. Преобразователь термоэлектрический закрепляют на объекте так, что бы погружная часть 2 находилась в контакте с рабочей средой, температуру которой необходимо измерить, а элемент крепления термометра 4 находился бы вне зоны рабочей среды. Предварительно погружная часть (рабочая часть) защитной арматуры с ее сварным швом, а также сварной шов и рабочая часть ограничительной шайбы приваренной к защитной арматуре, покрыта однородным металлическим слоем порошка алюминия. Толщина этого слоя составляет от 20 до 50 микрон. Для нанесения покрытия была использована технология ХГН металлов на поверхность деталей. Скорость газового потока для внедрения металлических частиц алюминия в структуру объекта (гильзы) находится в пределах от 1000 до 1200 м/с. Технология реализуется с помощью портативного универсального оборудования для ручной работы Димет-405 производства Обнинского центра порошкового напыления (ООО «ОЦПН»).The device works as follows. The thermoelectric converter is fixed on the object so that the
Анализ службы преобразователей термоэлектрических, выполненных с покрытием слоем порошка алюминия по технологии ХГН всех поверхностей взаимодействующих с рабочей средой, температуру которой необходимо измерить, позволяет сделать вывод об увеличении срока их использования.The analysis of the service of thermoelectric converters, made with a coating with a layer of aluminum powder according to the CGN technology of all surfaces interacting with the working medium, the temperature of which must be measured, allows us to conclude about an increase in their service life.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103585U RU203571U1 (en) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | High temperature thermoelectric converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103585U RU203571U1 (en) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | High temperature thermoelectric converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU203571U1 true RU203571U1 (en) | 2021-04-12 |
Family
ID=75521338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103585U RU203571U1 (en) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | High temperature thermoelectric converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU203571U1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU41864U1 (en) * | 2004-08-24 | 2004-11-10 | Открытое акционерное общество "Челябинский завод "ТЕПЛОПРИБОР" | THERMOELECTRIC CONVERTER |
RU42311U1 (en) * | 2004-07-20 | 2004-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Обнинская термоэлектрическая компания" | THERMOELECTRIC CONVERTER |
US20080205483A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-08-28 | Rempe Joy L | High temperature thermocouple design and fabrication |
RU100852U1 (en) * | 2010-05-04 | 2010-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Эталон" | THERMOELECTRIC CONVERTER FOR HIGH TEMPERATURE AND AGGRESSIVE MEDIA |
RU105441U1 (en) * | 2011-02-24 | 2011-06-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Эталон" | THERMOELECTRIC CONVERTER FOR HIGH TEMPERATURE AND AGGRESSIVE MEDIA |
RU135128U1 (en) * | 2013-04-02 | 2013-11-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Элемер" (Ооо Нпп "Элемер") | RESISTANCE THERMAL TRANSDUCER AND THERMOELECTRIC CONVERTER FOR HIGH-TEMPERATURE AND AGGRESSIVE MEDIA |
-
2021
- 2021-02-12 RU RU2021103585U patent/RU203571U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU42311U1 (en) * | 2004-07-20 | 2004-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Обнинская термоэлектрическая компания" | THERMOELECTRIC CONVERTER |
RU41864U1 (en) * | 2004-08-24 | 2004-11-10 | Открытое акционерное общество "Челябинский завод "ТЕПЛОПРИБОР" | THERMOELECTRIC CONVERTER |
US20080205483A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-08-28 | Rempe Joy L | High temperature thermocouple design and fabrication |
RU100852U1 (en) * | 2010-05-04 | 2010-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Эталон" | THERMOELECTRIC CONVERTER FOR HIGH TEMPERATURE AND AGGRESSIVE MEDIA |
RU105441U1 (en) * | 2011-02-24 | 2011-06-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Эталон" | THERMOELECTRIC CONVERTER FOR HIGH TEMPERATURE AND AGGRESSIVE MEDIA |
RU135128U1 (en) * | 2013-04-02 | 2013-11-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Элемер" (Ооо Нпп "Элемер") | RESISTANCE THERMAL TRANSDUCER AND THERMOELECTRIC CONVERTER FOR HIGH-TEMPERATURE AND AGGRESSIVE MEDIA |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4467134A (en) | Thermocouple with out-of-line aspiration holes | |
US5880365A (en) | Thermal mass flow sensor | |
US7004626B1 (en) | Fast acting thermocouple | |
US7360947B2 (en) | Temperature sensor apparatus | |
US10107658B2 (en) | Ultrasonic flowmeter with internal surface coating and method | |
CN104535213A (en) | Fixture device for measuring temperature of outer wall of high-temperature pipeline | |
US9354121B2 (en) | Corrosion resistant thermowells with thin wall tips | |
RU203571U1 (en) | High temperature thermoelectric converter | |
US5197805A (en) | Temperature sensor protection tube | |
JP2007024830A (en) | Attaching structure of surface thermometer | |
CN204373800U (en) | A kind of grip device measuring high-temperature pipe outside wall temperature | |
US10465553B2 (en) | Sheathing for fluid probe | |
US9091599B2 (en) | PTFE jacketed tantalum tipped thermowell | |
JPH01145537A (en) | Thermocouple for measuring temperature | |
CN115200730A (en) | Temperature sensor | |
RU135128U1 (en) | RESISTANCE THERMAL TRANSDUCER AND THERMOELECTRIC CONVERTER FOR HIGH-TEMPERATURE AND AGGRESSIVE MEDIA | |
Okrajni et al. | HIGH‐TEMPERATURE LOW‐CYCLE FATIGUE AND CREEP BEHAVIOUR OF NICKEL‐BASED SUPERALLOYS WITH HEAT‐RESISTANT COATINGS | |
US2676195A (en) | Protecting tube for thermocouples | |
CN202195895U (en) | Wear resistant thermocouple used for catalytic cracking apparatus | |
Rashid et al. | Plasma-Sprayed Al Alloy Coating with Enhanced Lamellar Bonding Through Novel Self-Bonding Strategy | |
CN112136022A (en) | Metal tube structure with sensor arrangement | |
CN209605958U (en) | A kind of anticorrosive casing pipe device of bimetallic thermometer | |
RU94336U1 (en) | THERMOELECTRIC CONVERTER | |
CN213041406U (en) | Special thermocouple for boiler | |
US3563808A (en) | Temperature measuring means for enamel devices |