专利名称:热电偶温度计套管组装的制作方法
本发明有关流体的温度测量。具体而言，本发明有关温度测量初级检测元件的安装器件。
对从管道中流过的流体，在感测它的温度时，标准的措施是在管道上穿孔，安装温度感测初级元件，使之尽可能辈近管道内的流体。为了在感测元件和管道中流体之间，做出一道压力保护边界，都把热电偶温度计套管安装在穿透管道壁的一根管头里，形成袋状或套筒，把感测元件放在里面。长期以来，热电偶温度计套管都被视为感测元件和被测温度的流体之间的一道简单的隔壁。当然管壁越薄感测元件的反应越快。
在核反应堆的环境里，管道壁的厚度和通过管道流动的流体的力，都要求管头热电偶温度计套管和初级检测元件有特别的安排和量度。在管头中安装的热电偶套管决不能作有破坏性的震动或发生破坏性应力。假使震动和应力能造成故障，那么热电偶温度计套管的规格就需要有改变。
在目前采用的措施中，在作设备的热功能测验时，ANPPI单元热电偶温度计套管便失灵了。ANPPI单元热电偶温度计套管的原型和管头组件，在管头下端和热电偶温度计套管之间的最后2.13英寸的地方，有一个径向小间隙(.001-.006英寸)。由于管流引起的震动，并且因为热电偶温度计套筒的自然频率接近涡流消散频率，热电偶温度计套管和管头之间的相对运动造成了管头和热电偶温度计套管的损耗，结果热电偶温度计套管在靠近管道内壁的截面处发生断裂。热电偶温度计套管的高频震动，还能使它的狭窄的部份和上端扩大部份之间的交界处损坏。
在制造感测流体温度的初级元件安装结构时，现今技术或已有技艺领域中，都习惯于把热电偶温度计套管固定在一个管头结构里，管头结构固定在流体通过的管道上的一个孔里。如果热电偶温度计套管没有足够的硬度，就会使套管和感测元件都损坏。
需要有一种热电偶温度计套管管头结构，既能减低热电偶温度计套管的破坏性震动，而同时保持所需要的初级元件温度感测时间。
本发明考虑提高热电偶温度计套管的自然频率，使之离开潜在的涡流消散频率范围。
本发明还考虑消除间隙，从而消除管头和热电偶温度计套管之间支撑件的运动。
本发明还考虑到一种安排，藉以降低涡流消散的可能性。
本发明还考虑在管头的端部设置第一个圆锥，并在热电偶温度计套管上设置第二个圆锥。两个圆锥通过热电偶温度计套管和管头顶部上的螺纹接头互相锁定。
本发明的其它目的，优点和特点，凡熟悉本行技艺的人，在研究了本书面说明书，权利要求
和附图后，是可以看清楚的。
附图里是实现本发明的一个热电偶温度计套管的截面正视图。
附图揭示一个钻了孔的管道或器皿2的壁1，和一个初级检测元件3或一个温度感测结构，安装在和管道中通过的流体很接近的地方。为把初级检测元件在有保护条件下安装、感测温度，把一个管头结构5，伸进管道壁上的一个孔6中。管头结构5有一个圆柱形部份7，在孔6中定位，焊在管道壁上，它的一个上部结构8留在管道的外部。其次，必须看到的是在管道外面的上部结构形成管头的部份，供一个热电偶温度计套管9插入。套管9穿过管头伸进管道中流过的流体中。管头结构和热电偶温度计套管怎样互相固定，在下文里有所揭示。在目前，把管头(包括它的上部结构)当作安装热电偶温度计套管和它的温度感测初级元件3的主要基础。过去，对管头和热电偶温度计套管所进行的热试验揭露出来的弱点，用本发明就可以将其消除。
管道壁2的厚度假设为3英寸到4英寸。热电偶温度计套管的基本直径为。375，伸入流体的部份从管道内壁计为2 1/2 英寸。对这些量度作改变时需要按本发明的指导进行。
增大热电偶温度计套管的直径就能提高它的硬度，相应提高其自然频率。按照本发明的经验，热电偶温度计套管的直径在管道壁以上处，需要从.375增加到.700英寸，而不增加管头的外径。热电偶温度计套管在试验时损坏，它的直径在损坏发生附近的管道内壁处，也从.375增加到.500英寸，在管道壁中增大直径的长度预先有所规定。热电偶温度计套管的外径逐渐收小，达到其端部原来直径的大小。要求热电偶温度计套管端部有较小的直径，是为了保持初级检测元件3的温度反应时间。
为了消除热电偶温度计套管和管头之间支撑件处的间隙，在热电偶温度计套管的设计中要求把它在管头中锁定。有一个预加载的力，受到热电偶温度计套管上的圆锥10，和与这圆锥配合的管头圆柱形部份7上的圆锥11的限制。这预加载的力由热电偶温度计套管顶端的螺纹12，和与之啮合的管头上的螺纹13保持。
早先作试验的一些热电偶温度计套管，在它们和管道内壁交叉处，发现过疲劳现象。暴露在流动流体中的部份热电偶温度计套管，在管道内径弯曲度最大的地方，有与悬臂梁相似的特性。在本发明中，这里截面中的应力，由于把热电偶温度计套管的截面积增大2.4倍，故可所降低。这使剖面模量增大2.6倍。剖面模量是决定梁臂抗弯强度的参数。所以，对于相似的弯折负荷，相关的应力也下降2.6倍。热电偶温度计套管插入流动流体中的长度，也从2.5减少到2.125英寸。这也有助于降低热电偶温度计套管上的弯折负荷。热电偶温度计套管顶端直径扩大部份和管体交接处的应力，由于截面积增大了5.5倍而有所下降。并且由于增加了大内腔15而减小了应力集中的作用。
热电偶温度计套管插入流动部份上的过渡圆锥16，减小了涡流消散的作用。圆锥部份由于它沿热电偶温度计套管的长度方向改变其直径，故可防止有规律的涡流消散现象的出现。按理想热电偶温度计套筒的锥形，最好一直达到尖端部上，但这是不实际的，因为大直径部份会对温度感测元件的迅速感测温度变化的能力，有不利的影响。
在热电偶温度计顶端和管头上有焊接密封17，对流体的压力进行密封。支撑圆锥上的铬镀层和热电偶温度计套管上的螺纹，提供了一个硬表面，减小了安装时热电偶套管的摩擦和擦伤。
根据以上所述，可以看出本发明非常适合取得上文所定的一切目的和目标，以及本器械显然具备的其他内在优点。
应理解到有些特点和因素的派生组合也是可利用的，并且可以不必指明与其它特点和派生组合的关系而予以应用。这在本发明中已经考虑到，应属于本发明的范围。
由于有许多可以用以实现本发明的实施方案，而不脱离本发明的范围，应该理解到本文所提出的，或在附图中所表达的一切事项，都属于解说性质而无作局限的意义。
权利要求
1.一种对温度响应的初级检测元件的安装器件，其中包括一个容纳一种流体的周壁，对流体的温度通过壁上的一个孔口进行感测，一个通过孔口在壁上安装的管头结构，在壁上密封，一个装定的热电偶温度计套管，通过管头伸入流体中，其直径和管头的内径密闭，以增高热电偶温度计套管的自然频率，并使之离开潜在涡流消散频率的范围，一个温度初级检测元件，沿热电偶温度计套管长度方向伸展，用以感测经过热电偶温度计套管壁的流体的温度，一个在管头内表面上形成的第一圆锥，一个在热电偶温度计套管外表面上形成的第二圆锥，和第一圆锥接合，以限制轴向预加载力，热电偶温度计套管和管头之间的螺纹接合，藉以保持预加载力，热电偶温度计套管S部份上的圆锥体，向流体内伸入，以防涡流消散，热电偶温度计套管上端和管头的密封焊接，用以对流体压力作密封。
2.如权利要求
第1项中之安装器件，但是有热电偶温度计套管伸入流体的伸长部份，用以降低同壁内径上的弯折应力。
专利摘要
一个通过同壁上的孔口、作永久性安装的管头结构，其中容放一个热电偶温度计套管、套管中的温度感测初级元件，可以和在同壁另侧流动的流体密切接触，以感测这流体的温度。
文档编号G01K1/14GK85104109SQ85104109
公开日1986年12月10日 申请日期1985年5月30日
发明者菲茨帕特里克, 马吉蒂, 梅杰斯 申请人:燃烧工程有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan