一种改进型贵金属测温装置的制作方法

本实用新型涉及一种改进型贵金属测温装置，属于温度测量领域。

背景技术：

在高炉炼铁配套的热风炉、热风管道等密封设施，其共同特点是设施内高温高压，为防热损失其内部均砌有多层不同材质的砖，将内部高温环境通过砖与外界进行保温隔离。热风炉的工作为燃烧(状态为：温度1000～1500℃，压力：负压)、焖炉(状态为：温度约1300～1400℃，压力：0)、送风(状态为：温度1250～1400℃，压力：0.35～0.55mpa)三种状态，三种状态相互转换，由于其工作是断续的、工况变化很大，又是高温高压环境，其温度检测特别是拱顶(位)、穹顶、蓄热体转换区的温度检测很困难；热风管道是热风炉向高炉连续提供合理的热风(0.35～0.55mpa，～1200℃)的通道，其工作是连续、高温高压的，其温度检测也很困难。目前存在以下检测方法：一是采用预埋不锈钢保护管与测温仪表(如热电偶、红外高温计等)结合，保护管插入炉墙或管道内的工艺砖内，由于设施的内外温差太大，内外层砖的热胀冷缩度不同，工作一段时间后，不锈钢保护管被工艺砖扭曲、保护管弯曲多达5-6cm，导致热电偶断裂、红外高温计仅仅探测到工艺砖的温度。二是采用仪表砖(含预留孔)加热电偶的形式(如zl201120349918.9、zl201220681029.7)，仪表砖安装于炉墙或管道内，热电偶插入两块仪表砖合起来的孔内，通过塞入物将热电偶与仪表砖塞紧，进行着力；由于炉墙内外热胀冷缩度不同，工作一段时间后，也发生以上状况。三是冶金安装图集的(2000)yk01-57的方法，外套砖上的钢板、延长管、法兰固定管在不到一年的时间内全部损坏，热电偶失去保护；再因外套砖是锻打非烧制的则工作一年左右(甚至时间更短)也发生变形、折断热电偶；其接线装置尺寸小不易操作、也易伤人。四是zl201320451522.4的方式，其整体仪表砖是压力机压制后又烧制的，在实践应用中很好、无变形和被折断，但其整体仪表砖上有法兰、热电偶采用法兰固定连接方式、用螺栓固定，导致热电偶与整体仪表砖一体化结构，易产生热电偶本身的热量散发不了而爆偶头，再者热电偶坏了不易更换；整体仪表砖上有法兰(金属)、砖是非金属材料、二者膨胀系数不同、也易折断热电偶；其接线装置存在一定的缺陷，如时间长了易松动，存在冒火等安全隐患。

技术实现要素：

为了解决上述隐患及缺陷、保证热风炉、热风管道的安全、经济运行，本实用新型的目的是：提供一种结构合理、安全可靠、测量相对准确、长寿、更换方便的测温装置。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型提供的技术方案是：一种改进型贵金属测温装置，包括整体仪表取源砖、特制热电偶、密封法兰接管；其特征在于：

密封法兰接管焊接在炉壳上，整体仪表取源砖砌筑在工艺砖内、从横截面看中心有一孔，特制热电偶插入整体仪表取源砖的孔内，特制热电偶位于由密封法兰接管、炉壳、整体仪表取源砖围成的空间内，信号通过软线连接至密封法兰接管上的接线装置上，特制热电偶在此空间内是自由状态且接线柔性；所述的特制热电偶，由双层保护刚玉管(或再结晶碳化硅)、双芯刚玉管、贵金属偶丝、钢帽组成。

所述的整体仪表取源砖，砌筑在工艺砖中，其材质与工艺墙体或管道最内层高温砖的膨胀量相匹配。是长方体，从横截面看中心有一笔直的预留孔、其横截面的面积是工艺砖截面积的两倍；长度从铸炉横断面看与工艺砖的尺寸之和相等或相近。在17mpa压力机下成型、晾干、1720℃烧制而成。

所述的特制热电偶，由双层保护刚玉管(或再结晶碳化硅)、双芯刚玉管、贵金属偶丝、钢帽组成。钢帽是一个中心带孔的“凹”槽。外层的双层保护刚玉管之间涂抹耐高温的绝缘材料(如氧化镁)、不是整体涂抹，而是间隔涂抹，防止二者间共振又保证热量能散发出去而不爆外层刚玉管(10)的偶头。内层保护刚玉管(11)与双芯刚玉管(12)之间也涂抹耐高温的绝缘材料(如氧化镁)、不是整体涂抹，而是间隔涂抹，防止二者间共振又保证热量能散发出去而不爆内层刚玉管(11)的偶头。双芯刚玉管(12)是穿热电偶丝用的。钢帽压住内、外层保护刚玉管的尾部，防止在外力(如热风的压力)作用下二者产生错位而伤害热电偶丝，同时又有一定间隙保证能量能散发出去；双芯刚玉管从钢帽的中心孔伸出，导出热电偶丝。

所述的密封法兰接管，是保证被测介质不泄露，又能将测量信号引出的装置。由法兰接管、接线柱、电缆吊挂环、盲法兰组成；接线柱由带一端带外丝扣的底座、一端带内丝的紧固件、带有中心孔的绝缘棒、两端带有丝扣的铜棒、垫片、螺母组成；铜棒插入带有中心孔的绝缘棒内，在绝缘棒内的部分铜棒无丝扣，只有露在绝缘棒外的部分铜棒才带有丝扣；此接线柱一端与热电偶丝在法兰接管内相连，形成软连接，另一端与外部电缆相连；电缆吊环是防止电缆拉坏接线柱而用于固定电缆的。

本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷及隐患。具有结构合理、安全可靠、测量相对准确、方便维护与更换，延长测温仪表的寿命等优点，是对高温高压设施(如热风炉拱顶、穹顶、热风管道)温度检测的改进与创新。

附图说明

图1是一种改进型贵金属测温装置结构示意图；

图2是一种改进型贵金属测温装置特制热电偶结构示意图；

图3是一种改进型贵金属测温装置密封法兰接管上的接线柱的零件图。

其中图中：1、整体仪表取源砖；2、特制热电偶；3、密封法兰接管；4、工艺砖；5、隔热毡；6、喷涂层；7、炉壳；8、接线柱；9、电缆吊环；10、外层刚玉管；11、内层刚玉管；12、双芯刚玉管；13、内层刚玉管与双芯刚玉管之间的绝缘材料(氧化镁)；14、外层刚玉管与内层刚玉管之间的绝缘材料(氧化镁)；15、热电偶丝；16、钢帽；17、外露热电偶丝；18、一端带外丝扣的底座；19、一端带内丝的紧固件；20、带有中心孔的绝缘棒；21、两端带有丝扣的铜棒；22、垫片；23、螺母。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限。相反，提供的实施例是为了能够更透切地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本实施例以热风炉拱位测温为例进行说明。

如图1所示，首先根据热风炉拱位各层工艺砖(4)的尺寸制定整体仪表取源砖(1)的尺寸，为减少在铸炉过程中的不必要麻烦，整体仪表取源砖(1)的横截面积是工艺砖(4)横截面积的2倍，即整体仪表取源砖(1)在工艺大墙内从横截面看占有两块工艺砖的位置；再制作模型、配料，压力加工、晾干、进窑焙烧、根据升温曲线要求焙烧、再冷却、检测焙烧后的尺寸特别是预留孔的尺寸、是否笔直(误差不超过3mm)。

继续参见图1，制作密封法兰接管(3)。首先定位法兰接管的通径(如dn200)、长度(如150mm)、法兰标准(如gb/t9119-2010)，再制作接线柱。

参见图3，加工制作接线柱的零件。先制作不锈钢底座(如dn15、60mm长)、一端加工外丝扣，再根据一端带外丝扣的底座(18)加工制作一端带内丝的紧固件(19)、带有中心孔的绝缘棒(20)、两端带有丝扣的铜棒(21)、垫片(22)、螺母(23)。

继续参见图1、图3，将法兰焊接与法兰接管的一端，在法兰接管上开口，将一端带外丝扣的底座(18)焊接在法兰接管上，其中带丝扣的一端位于法兰接管外侧，将带有中心孔的绝缘棒(20)的小头插入一端带外丝扣的底座(18)内，将两端带有丝扣的铜棒(21)塞入带有中心孔的绝缘棒(20)内、丝扣不进入绝缘棒内，在法兰接管的内外侧各露出约2cm，用一端带内丝的紧固件(19)将带有中心孔的绝缘棒(20)固定在一端带外丝扣的底座(18)上；在两端带有丝扣的铜棒(21)的两端上分别加装垫片(22)、用螺母(23)固定，完成接线柱(8)的制作，同时再做一个接线柱(8)，以完成信号的正负极接线；在法兰接管外侧、两个接线柱(8)附近焊接电缆吊环(9)。密封法兰接管(3)制作完毕。

如图2所示，制作特制热电偶(2)。首先根据测温要求选定热电偶规格(如1400℃选b偶)，再根据整体仪表取源砖(1)的尺寸、工艺砖(4)的尺寸、密封法兰接管(3)的尺寸选定外层刚玉管(10)、内层刚玉管(11)、双芯刚玉管(12)、热电偶丝(15)的尺寸。首先外层刚玉管(10)的底部加入绝缘材料(氧化镁)(14)、再将绝缘材料(氧化镁)(14)加胶稀释不规则地涂抹在内层刚玉管(11)外侧、涂抹处均不形成圆周，将内层刚玉管(11)插入外层刚玉管(10)内，再摇晃几下，二者之间不实际接触留有一定的空隙；在双芯刚玉管(12)的外侧不规则涂抹加胶稀释的绝缘材料(氧化镁)(13)，同样涂抹处均不形成圆周，将热电偶丝(15)插入双芯刚玉管(12)内、再将此时的双芯刚玉管(12)插入内层刚玉管(11)内，在钢帽(16)内壁涂胶、压住内、外层刚玉管的尾部，再将热电偶丝(15)从钢帽(16)的内孔导出，再在钢帽(16)的内孔与双芯刚玉管(12)填绝缘材料。特制热电偶(2)制作完毕。

安装过程如下：

在现场在要检测处的炉壳(7)上开孔(如∮200)，在炉壳(7)外侧焊接密封法兰接管(3)，当工艺铸炉到此测点高度时，与密封法兰接管(3)同轴安装整体仪表取源砖(1)，且整体仪表取源砖(1)的一端面与最内层工艺砖(4)的端面齐平，整体仪表取源砖(1)周围砌筑其他工艺砖(4)。铸炉完毕要生产时将特制热电偶(2)插入整体仪表取源砖(1)的预留孔内并在炉内留出一定的长度，在特制热电偶(2)的外侧与整体仪表取源砖(1)的预留孔之间塞入隔热毡(5)，切记特制热电偶(2)不能碰到喷涂层(6)及炉壳(7)，将外露热电偶丝(17)分别接到正负极的接线柱(8)上-法兰接管的内测，将外部电缆接到正负极的接线柱(8)上-法兰接管的外测，并将电缆固定在电缆吊环(9)上，防止因电缆重量坠坏接线柱(8)，形成信号通路。再用盲法兰(本图没标出)将密封法兰接管(3)密封在炉壳上。

工作中当热电偶损坏时，拆下盲法兰、从接线柱上拆下热电偶丝、将热电偶抽出，换上新热电偶即可，切记插入新热电偶时必须缓慢插入、防止爆裂，重新接上线，再用盲法兰密封即可。简单而实用。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可做出若干改进和润饰，如各个组件的材质、接线密封方法、取源砖的几何形状等，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。