具有可容易更换的热电偶的温度测量杆的制作方法

本发明涉及一种温度测量杆，该温度测量杆的热电偶可容易更换。

背景技术：

这种杆所涉及的技术领域与法国专利2894024的技术领域相同，这种杆另一方面能够有所改进，这种杆也可以应用于具有不同设计方案的测量杆。

此处所论述的温度测量杆通常用于测量通过电感应而被加热的坩埚中的高温熔池的温度，坩埚通过电感应被加热例如是为了使放射性废物玻璃化。温度测量杆包括壳体，热电偶在壳体中从测量末端延伸，并且壳体的相反的端部和热电偶的相反的端部离开坩埚以终止于外部介质。本文的目的在于如果必须的话通过依靠遥控操作臂所执行的操作来更换热电偶而无须拆卸测量杆，依靠遥控操作臂所执行的操作来更换热电偶在环境是放射性的并且被封闭在保护室中的情况下通常是必须的。热电偶的确是易碎的设备，其必须时不时地进行更换。然而，此外由于热电偶的长度很长、其刚度很低并且其在杆中的壳体很小，因此热电偶难以正确地进行操作；此外，遥控操作件的缺点在于其可操作性很低。

已知的现有技术包括文献us5181779a、fr1510548a和us2006/185450a1。第一文献描述了这样的温度测量杆，该温度测量杆的外部壳体包括有护套，该温度测量杆的外部壳体由覆盖有保护性涂层(其能够由玻璃纤维、陶瓷纤维或者耐火粉末和玻璃粉末的混合物制成)的陶瓷制成，并且所述护套也由陶瓷制成，所述护套的功能在于保护包括热电偶在内的内部元件免受由于壳体氧化而产生的还原气体的影响。容纳热电偶的管件是刚性的，因为其由陶瓷制成，特别地由近乎纯的氧化铝制成，并且所述护套不被认为是管件滑动护套；最后，滑动护套的入口处并没有能够便于将管件引入到护套中的锥形开口。

第二文献描述了这样的温度测量杆，该温度测量杆的端部是不可拆卸的，并且该温度测量杆的端部通过锁定毂部连接至温度测量杆的其余部分。该端部容纳热电偶的一个端部。因而该文献并没有公开位于温度测量杆的结构与热电偶承载护套之间的锁定毂部，以便于更换热电偶。

第三文献描述了这样的温度测量杆，该温度测量杆插入在双层壁中。设置有锥形开口，但锥形开口并不是用于便于将温度测量杆引入到护套中，而是用于通过温度测量杆的位于开口处的螺旋止挡部来限制温度测量杆下沉。

技术实现要素：

本发明的目的是一种温度测量杆，该温度测量杆的显著之处在于其允许甚至通过运动可能性和运动精度降低的遥控操作器具而容易地进行热电偶更换。该技术问题的解决方案通过如下手段的组合而得到保证：热电偶容纳在柔性线缆中，并且常规的杆壳体容纳同心的护套，线缆能够在护套中滑动而在其向下移动时并不会被过度折叠；壳体连接至向外渐缩的锥形接口，接口使得能够方便地将线缆引入到壳体中；以及和线缆成一体的部件与接口之间设置有锁定装置。

已知的现有文献即使结合考虑都不能够解决该技术问题。

总而言之并且在一般形式下，本发明涉及一种温度测量杆，该温度测量杆包括壳体、包含在壳体中并且位于与外部介质的接口和属于壳体的测量末端之间的纵向隔室、以及容纳在隔室中的热电偶，其特征在于，热电偶包括形成热电偶的外部壳体的柔性线缆，隔室由线缆滑动护套界定，接口包括通向隔室并且朝向所述隔室渐缩的用于引入线缆的锥形开口，并且热电偶包括可锁定至接口的部件。

热电偶呈如下模块的形式，所述模块包括用于保护线材和热电偶接头的线缆，并且所述模块使得所述线缆能够滑动而不会有缠结在由壳体界定的纵向隔室中的风险。由于该隔室现在设置有便于使线缆滑动的护套，因此线缆能够向下移动至末端而不会有破损或变形的风险，在线缆向下移动至末端之后位于热电偶的相反端处的部件例如能够通过略微的旋转运动而被锁定至杆。

为了保证热电偶与末端的材料正确地接触并且热电偶因而能够以无偏的方式进行测量，热电偶有利地包括在抵靠线缆的支承表面与抵靠锁定件的支承表面之间延伸的弹簧。当热电偶向下完全移动到隔室中时，线缆的长度足以使热电偶的末端到达末端的底部，并且足以使线缆由此通过弹簧的压缩被加压；这种压缩保持热电偶接触。

护套能够由柔性材料制成，并且护套然后能够被压接至属于末端的绝热套管，或者然后能够被压接至便于引入热电偶的锥形开口。在其它实施例中，护套能够由绝热刚性材料制成。如果杆弯曲并且如果护套也弯曲，则能够在弯曲的位置处将护套划分成区段。

附图说明

现将通过下图在本发明的不同的方面、特性和优点对本发明进行详细的描述：

-图1是装设有测量杆的坩埚的示意图；

-图2示意性地示出了测量杆；

-图3示出了测量杆末端的区域；

-图4示出了测量杆与热电偶之间的连接区域；

-图5示出了测量杆的弯曲区域；以及

-图6示出了根据另一实施例的测量杆的弯曲区域。

具体实施方式

图1示意性地示出了感应熔化坩埚1。该坩埚主要包括下炉膛2、筒形套圈3和用作盖的圆顶4。此处并未示出围绕套圈3并且对套圈3的装载物进行加热的感应器，并且也没有示出已知的且未根据本发明进行修改的其它构造特征，比如将套圈3划分成区段以便阻止感应电流、或者内冷却通道。圆顶4特别地包括用于引入待被玻璃化的装载物或者添加剂的孔口5、以及允许专用测量设备穿过、特别地允许下图中描述的至少一个温度测量杆7穿过的孔6。杆7包括(图2)：柱体8，柱体8在一个末端9处连接至自由端，而在连接部10处连接至相反的端部，该连接部10用作与坩埚1外部的介质的接口；用于重新填充冷却剂的回路；以及热电偶的测量追踪装置。如图6所见，柱体8包括外部壳体11、与外部壳体11同心的内部壳体12、位于外部壳体11与内部壳体12之间的中间壳体13，该中间壳体13将用于冷却剂的引入管道14与用于该冷却剂的排出管道15分隔开，对向流动连续不断地流通通过这些管道。内部壳体12界定中央隔室16，中央隔室16用于接纳热电偶17。管道14与管道15在靠近末端9(图3)的柱体8的底部处彼此相连通，但在其它部位处保持分隔。管道14和管道15与冷却水的给送件18和排放件19相连通，冷却水的给送件18和排放件19属于连接部10，并且位于圆顶4外侧。中央隔室16是纵向隔室，其在测量杆7中从连接部10延伸至末端9。

末端9包括(图3)外部壳体20和管状衬垫22，外部壳体20连接至柱体8的底板21，管状衬垫22由氧化铝制成或者更通常地由陶瓷制成，管状衬垫22在外部壳体20内延伸，并且管状衬垫22给其端部在衬垫22中延伸并且在其端部处与衬垫22相接触的热电偶17提供热保护。

连接部10包括凸缘23，测量杆7通过凸缘23附接至圆顶4(图2)。

现将使用图4和图5对热电偶17进行简要的描述。

热电偶17的线材由可在中央隔室16中滑动的柔性且光滑的线缆24覆盖，因而并未示出热电偶17的线材。线缆24包括在连接部10中延伸的颈圈25，线缆24然后穿过筒形锁定件26，筒形锁定件26设置有旋转式外环27，并且紧固有用于热电偶17的线材的插座28，比如jupiter(商标)插座。连接部10包括用于引入热电偶的部件29，部件29设置有锥形开口30，锥形开口30朝向柱体8渐缩，并且锥形开口30与内部壳体12的入口相对准。锁定环27带凹槽，并且通过使附接至引入部件29的套管32的凸体31在锁定环27所具有的弯曲凹槽中滑动而能够将锁定环27卡扣在凸体31上。柱状定心指状件33然后被配装在套管32的孔中。颈圈25和柱状指状件33包括相对的支承面，所述相对的支承面之间压缩有弹簧34，弹簧34围绕线缆24的一部分。这种设置使得线缆24能够被沿着测量杆7向下推回，并且使得能够保证热电偶17的端部与衬垫22相接触并且能够有效地测量在所触到的该部位处的温度。

内部壳体12覆盖有护套35(图3)，护套35形成中央壳体16的壁部。护套35和衬垫22压接到彼此之中，并且护套35的另一端被压接在锥状部30的末端与用于将内部壳体13连接至外部壳体12的碗状件36的底部处的孔之间。

在这种设置的情况下，能够在坩埚1的周围环境出于安全原因难以接近的情形下以下述方式对热电偶17进行更换，并且应当采用遥控操作件。首先将热电偶17悬置于钩挂至线缆24所悬挂的移动式起重机的绳索。遥控操作件抓握住线缆24，并且通过将线缆24导引通过引入部件29的开口并且通过使起重机逐渐向下移动而使线缆24进入到安装穿过圆顶4的测量杆7中。线缆24的末端由位于中央壳体16中的锥状部30导引，并且然后被导引至由氧化铝制成的衬垫22的底部。线缆24使热电偶17硬化并且使得热电偶17能够沿着护套35滑动而不会被折叠，从而遥控操作件的笨拙不会造成不利影响，并且从而热电偶17的末端能够正确地到达指定其所要到达的位置。该过程的最后在于通过略微地压缩弹簧34而将锁定件26的环27锁定，并且然后连接热电偶17的插座28以得益于热电偶17进行的测量。热电偶17并未钩挂于绳索。通过逆向操作来执行热电偶17的移除。

护套35应当既要促使在引入线缆24的过程中使线缆24滑动，又要构成电场，同时抵抗周围热量的流入。正确的可滑动性必须更应当保证测量杆7能够在圆顶4(图5)下方形成弯曲部36，并且更应当保证线缆24在这个位置处因而具有摩擦。呈柔性连续膜的形式的例如由浸渍有无溶剂的聚氨酯清漆的玻璃纤维编织物构成的护套35能够用同样具有上述性质的氧化铝护套替换。然而很难制造氧化铝弯曲件，并且氧化铝弯曲件的组装是不可能的，这就是为什么(图6)能够在弯曲部36的位置处在同样由氧化铝制成的两个管件38和39之间使用彼此叠加的管状垫圈(perlestubulaires)37的原因，这使得护套的其余部分如前述实施例一样延伸至内部壳体13的端部。

根据本发明所设置的杆7能够数次插入到同一坩埚1上。