本发明应用于电气自动化领域,特别涉及一种方便测温热电偶或热电阻安装和保护的防护套管。
背景技术:
各种工业炉窑在加热过程中,均需要进行温度控制,炉窑温度的测量多采用热电偶,少数采用热电阻的方式。通过热电偶温度的测量,控制炉窑的加热参数。在活性石灰等煅烧块状物料的炉窑中,煅烧温度的控制是一个重要的工艺参数,其热电偶的安装如附图1所示。热电偶3插入套管7中,在炉窑壳体1的外侧通过螺纹与套管7固定连接,套管7在耐火料层2中,用夹角为60°的两个支撑板6焊接支撑。热电偶3的测温点为深入炉窑内的端部,该测温点采用不锈钢管保护,成为测温热电偶3的一部分。为便于准确测量煅烧温度,热电偶3的安装位置为物料4下降、煅烧烟气5上升通过的位置,热电偶工作端部不锈钢保护管经常受到物料4的冲击碰撞和磨损、以及烟气5的腐蚀,使得不锈钢保护管被物料砸坏、或腐蚀磨损失效,测温不准确或测温失效。若将热电偶3刚刚伸出耐火料层2,以提高使用寿命,则严重影响热电偶测温的准确性。
技术实现要素:
本发明解决的技术问题是:提供一种热电偶防护套管,在保证测温准确的前提下,避免物料对热电偶的冲击、减少热电偶的腐蚀磨损。
本发明的思路是:为了保护热电偶的工作端部,将端部采用钢管保护起来,为了保证测温的准确性,在其保护钢管的端部加工透孔,便于热电偶工作点感受到炉窑高温炉气。为防止物料颗粒堆积对热电偶工作端部不利影响,在防护套管内增加了吹扫气体,定期清除物料颗粒和粉尘,便于及时准确测温。为了提高防护钢管的耐高温和耐磨使用寿命,防护钢管采用耐高温镍基合金,并在其外表面喷涂0.1-0.5mm的抗磨损钴基金属氧化物涂层。防护套管的内置板提供对热电偶的支撑,减少热电偶测温端的悬伸长度以增强其刚性。
本发明采取的技术方案是:
本热电偶防护套管包括对焊连接的钢管ⅰ和钢管ⅱ,在钢管ⅰ和钢管ⅱ对焊焊缝的底部为内置板;所述内置板中心加工有与热电偶外径相匹配的圆孔,其圆周边加工有吹扫透气孔;在所述钢管ⅰ的另一端焊接有螺纹连接热电偶的接头,在接头附近的侧面焊接有吹扫接口;在所述钢管ⅱ的另一端焊接带有末端透气孔的端板,在热电偶偶头的位置,钢管ⅱ(11)上加工有长圆透孔。
进一步,为延长钢管ⅱ的使用寿命,所述钢管ⅱ的材质选用耐高温氧化的高温镍基合金,且在其外表面喷涂耐磨层;所述耐磨层采用热喷涂工艺涂覆,厚度0.1-0.5mm;所述耐磨层的热喷涂原料为钴基金属氧化物。
进一步,为及时消除颗粒及粉尘对测温的影响,所述吹扫接口接入氮气或压缩空气;并周期式清扫,为保证吹扫气体畅通,所述吹扫透气孔、末端透气孔和长圆透孔均为6个,圆周均布。
本发明取得的技术进步是:
本发明热电偶防护套管有效保护了热电偶,使得热电偶工作在一个不受冲击和磨损的空间内,在测温准确性不变的前提下,提高了热电偶的使用寿命,减少了热电偶的更换用量和更换次数,节约了维护成本和时间。
附图说明
图1为现有热电偶安装示意图;
图2为本发明立体示意图;
图3为本发明结构示意图;
图4为图3a-a截面示意图;
图5为图3b-b截面示意图;
图6为图3c-c截面示意图;
图7为图3左视示意图;
图8为本发明安装结构示意图;
其中:1-壳体、2-耐火料层、3-热电偶、4-物料、5-烟气、6-支撑板、7-套管、8-接头、9-钢管ⅰ、10-内置板、11-钢管ⅱ、12-长圆透孔、13-端板、14-耐磨层、15-焊缝、16-吹扫接口、17-吹扫透气孔、18-防护套管、19-吹扫管、20-末端透气孔。
具体实施方式
为便于理解,附图2为本实施例立体刨切45°后形成的立体示意图,附图3为本实施例平面结构示意图,附图4、附图5、附图6分别为附图3的a-a、b-b、c-c的截面示意图,附图7为附图3的左视图。电偶防护套管包括对焊连接的钢管ⅰ9和钢管ⅱ11,在其对焊连接位置形成焊缝15,焊缝15的底部为内置板10。内置板10中间加工有放置热电偶的圆孔,圆周边加工有六个均布的吹扫透气孔17。在钢管ⅰ9的另一端焊接有螺纹连接热电偶的接头8,侧面焊接有吹扫接口16。在钢管ⅱ11的另一端焊接带有末端透气孔20的端板13,在热电偶偶头放置的位置,钢管ⅱ11上加工有六个均匀圆周布置的长圆透孔12。
为提高钢管ⅱ11的使用寿命,钢管ⅱ11材质采用耐高温镍基合金制造,在其外表面采用热喷涂工艺,即高温迅速熔化、高速喷涂的方法喷涂一层抗磨钴基金属氧化物颗粒涂层,形成0.1-0.5mm的耐磨层14。
附图8为本实施例使用过程示意图,与普通套管7安装方式基本一样,防护套管18传过耐火料层2,用夹角为60°的两个支撑板6焊接支撑。热电偶3插入防护套管18中,通过螺纹固定连接。吹扫管19连接吹扫接口16,吹扫气体可按照工艺要求接入压缩空气或氮气,吹除防护套管内的积灰,保证测温准确。对于石灰煅烧炉窑来说,最好使用氮气进行吹扫,避免压缩空气高温下使得镍基合金钢管ⅱ11产生氧化损失。
钢管ⅰ9全部位于耐火料层2中,钢管ⅱ11部分位于耐火料层2中,其包含有长圆透孔12的管段深入炉窑内,高温炉气可穿过长圆透孔12,将热量作用于热电偶工作端的偶头,保证热电偶测温的准确性。
耐磨层14与钢管ⅱ11结合力较大,虽然与钢管ⅱ11的热膨胀系数稍有差别,但钢管ⅱ11的热胀冷缩不会造成耐磨层14的剥落,只会使耐磨层14产生细小裂纹,而这些裂纹不影响耐磨层14的抗磨性能。
由于钢管ⅱ11采用耐高温的镍基合金制作,可以满足高温下烟气的腐蚀性能,提高防护套管18的高温使用寿命。
上述实施例为热电偶的防护套管,也适用于热电阻测温的防护。
上述实施例为热电偶倾斜安装工况,本防护套管也适用于热电阻炉壁水平及炉顶垂直安装工况。
本发明热电偶防护套管有效保护了热电偶,使得热电偶工作在一个不受冲击和磨损的空间内,同时,改善了热电偶的受力状况,在测温准确性不变的前提下,提高了热电偶的使用寿命,减少了热电偶的更换用量和更换次数,节约了维护成本和时间。