流体温度测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种流体温度测量装置，包括：供待测量的流体流过的管道(1)；细长的测温元件，其至少部分伸入管道中；护套(2)，其套设在测温元件上以使测温元件与流体以可导热方式隔绝。温度测量装置还包括导流部(3)，导流部(3)设置在护套(2)的面向流体流动方向(F)的一侧，并与护套(2)的接触流体的部分平行地延伸以挡住护套(2)，导流部(3)的形状适于使流向护套(2)的流体分流以减小流体与护套(2)之间的摩擦。本实用新型通过设置导流部减小了流体尤其是磨蚀性流体对护套的磨蚀作用，同时不影响测温元件的灵敏度。
【专利说明】
流体温度测量装置
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及温度测量领域，特别涉及流体温度测量装置。
【背景技术】
[0002]流体温度测量装置通常具有测温元件和套设在测温元件上以便保护其免于与流体直接接触的护套或套管。目前，测量在管道中流动的流体的常规方法是将装有测温元件的护套直接插入管道，温度从流体通过护套传递至测温元件从而得出温度数值。在测量许多类型的流体的温度时，这种测量方法简单实用，可以获得良好的效果。但是，当待测量的流体为磨蚀性流体例如含有大量固体颗粒的液体或气体时，护套必然会经受流体的磨蚀。例如，在煤浆提浓工艺中，混合有大量煤粉的液体即煤浆在管道中流动。这种煤浆会对放置在管道内的温度测量装置的护套产生很大的磨蚀作用，时间一长可将护套磨穿从而造成煤浆泄漏。煤浆的泄漏严重影响煤浆提浓工艺的稳定运行，也容易引发安全事故。
[0003]为了提高护套的耐磨蚀能力，现有技术一般采用加厚护套的办法，以便增加抗磨蚀的时间，延长装置的运行周期。但是，这种方法会使流体温度经过护套传导至护套内测温元件的时间发生迟延，从而造成温度测量滞后。这将妨碍工艺指标根据测得温度所进行的调整，进而影响生产效率。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提高流体温度测量装置的抗磨蚀能力。
[0005]为此，本实用新型提供一种流体温度测量装置，包括:供待测量的流体流过的管道;细长的测温元件，其至少部分伸入该管道中；护套，其套设在该测温元件上以使该测温元件与流体以可导热方式隔绝。温度测量装置还包括导流部，该导流部设置在该护套的面向流体流动方向的一侧，并与该护套的接触流体的部分平行地延伸以挡住该护套，该导流部的形状适于使流向该护套的流体分流以减小流体与该护套之间的摩擦。
[0006]通过设置导流部，能够以不减弱测温元件敏感度或不延长测量反应时间的方式减小流体对护套的磨蚀作用。这有利于以简单结构和较低成本实现温度测量装置的可靠性和实用性的提高，从而提升生产效率。
[0007]根据本实用新型的一个优选实施例，该测温元件包括热电偶或热电阻。热电偶和热电阻被证明特别适用于测量流动体的温度，也特别适用作本实用新型的温度测量装置的测温元件。
[0008]根据本实用新型的一个优选实施例，该导流部与该护套间隔设置。导流部与护套间隔设置使得护套四周与流体充分接触，更有利于避免温度测量迟滞。
[0009]根据本实用新型的一个优选实施例，该导流部与该护套的间隔距离为该护套的直径1-3倍。特别地，该导流部与该护套的间隔距离为50mm至100mm。这种间隔距离被证明有利于减缓流向护套的流体的流速以减弱流体对护套的磨蚀，同时不影响护套内测温元件的测温反应时间。
[0010]根据本实用新型的一个优选实施例，该导流部的沿水平面截取的横截面沿流体流动方向逐渐增大。导流部的这种横截面形状可有利于产生更好的分流效果，同时降低导流部对流体的阻力以便减小导流部与流体之间的摩擦。
[0011]根据本实用新型的一个优选实施例，该导流部的横截面呈梯形，该梯形的上底边面向流体流动方向。这种横截面形状被证明特别适用于本实用新型的导流部，其使得导流部结构简单，导流/分流能力较佳。
[0012]根据本实用新型的一个优选实施例，该梯形为等腰梯形，该等腰梯形的腰与下底边之间的夹角为约25°。这种等腰梯形形状被证明能更有利于梯形横截面的导流部的分流作用效果。
[0013]根据本实用新型的一个优选实施例，该护套和/或该导流部由具有渗碳层的不锈钢制成。由这种材料形成的护套和/或导流部被证明具有良好的强度、硬度和表面特性，特别耐磨。
【附图说明】
[0014]以下参照附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明，其中:
[0015]图1是根据本实用新型一实施例的温度测量装置的剖视图；
[0016]图2是图1温度测量装置的导流部沿水平线A-A截取的放大的截面图。
[0017]在各附图中，相同的参考标记表示相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0018]现在参考附图详细说明所公开装置的示意性方案。尽管附图呈现出本实用新型的一些实施方案，但附图不必按具体实施方案的实际尺寸绘制，且某些特征可被放大、移除或部分剖切以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。
[0019]在说明书多个地方出现的短语“在附图中”或类似用语不必全都参考同一附图或示例。在本实用新型中的术语“约”或“大约”将会被本领域普通技术人员理解且将根据用到该术语的上下文在一定范围内变化。
[0020]在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“向上”、“向下”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指按正常看附图时的那些方向。另外，本文所用术语“面向流体流动方向的一侧”是指处于流动的流体之中的物体迎向流体的那一侧，而术语“背向流体流动方向的一侧”是指该物体相反的另一侧。
[0021]图1示出根据本实用新型一实施例的温度测量装置。在本实施例中，温度测量装置用于例如在煤浆提浓工艺中测量混合有大量煤粉颗粒的液体的温度。应理解，本领域技术人员还可以想到温度测量装置的其它应用场合，例如用于测量其它磨蚀性流体如空气-煤粉混合物的温度。温度测量装置包括管道1、测温元件(未示出)、护套2和导流部3。
[0022]如图1所示，本实施例的温度测量装置的管道I在两端设有法兰11、12，用于与其它管道密封连接。在本实施例中，法兰11、12通过焊接而固定连接至管道I。但是，法兰11、12也可通过其它方式连接至管道I或与管道I一体形成。在本实施例中，管道I是具有恒定直径的直线圆管道。但应理解，本实用新型的温度测量装置所包括的管道还可以是具有其它形状的管道，例如具有变化直径的弯曲圆管道或具有其它横截面形状的管道。在本实施例中，管道I可由316L不锈钢制成。特别地，管道I和法兰11、12的公称直径和公称压力与煤浆提供工艺所采用的其它管道及其法兰的公称直径和公称压力相同。
[0023]根据本实施例，温度测量装置包括在使用时置于流体中的测温元件、用于保护该测温元件免于与流体直接接触的护套2和用于使流向该护套2的流体分流以减小摩擦的导流部3。在本实施例中，测温元件例如是利用热电效应测量温度的热电偶，或者是利用导体或半导体的电阻值会随温度变化这一特性测量温度的热电阻。可以想到，本实用新型的测温元件还可以是本领域技术人员所知的任何其它类型的温度传感器或热敏元件，只要其使用方式不与本实用新型的目的相冲突。
[0024]在本实施例中，护套2例如呈圆柱形的保护套管形式，其直径适于相对紧密地包套测温元件。例如，护套2可具有32_的外径和3.5_的壁厚。如图1所示，护套2通过管道I的管壁上开设的通孔插入管道1，直到护套2的下端抵接管道I的内壁。在这里，护套2包括位于管道I内侧的内部段21和位于外侧的外部段22，测温元件从外部段22的敞开端插入到内部段21中。例如，内部段21的长度等于管道I的直径，而外部段22的长度为150_。护套2的内部段21的自由端(即图1中的下端)可通过焊接而与管道I的内壁密封连接。替代地，护套2的下端可以是封闭端并仅延伸至管道I的内部空间中而不抵接管道I的内壁，或者护套2可以通过在管道壁上相对设置的两个通孔插入管道I从而贯穿该管道I。在本实施例中，护套2例如由金属如不锈钢特别是316L不锈钢制成。为了提高护套2的耐磨性，制成护套2的不锈钢可具有渗碳层，其厚度例如为0.5mm至1.5_。特别地，护套2可通过采用离子注渗技术在316L不锈钢的基体表面注入碳化钨粒子而制成，所制成护套2的硬度可高达HRC60-65。在本实施例中，护套2的外部段22的自由端(即图1中的上端)焊接或一体形成有法兰23，以允许护套2与其它管路密封连接。特别地，法兰23可由316L不锈钢制成，并具有DN25的公称直径和PN1.6的公称压力。具有其它构型或者通过其它材料或工艺制成的护套2也是可以想到的。
[0025]如图1所示，本实施例的温度测量装置包括导流部3，其设置在护套2的内部段21的面向流体流动方向F的一侧(即图1中的左侧，下文也称前侧)。在这里，导流部3与护套2间隔设置，间距可为护套2直径的I至3倍，例如为50mm至100mm。在确定导流部3与护套2之间的距离时，一方面应使该距离足够短以使导流部3的分流和减缓流体的作用对护套2所造成的影响最大化，另一方面应使该距离足够长以避免导流部3影响护套2周围的流体温度，从而对护套2内的测温元件的温度测量造成妨碍。
[0026]可以想到，导流部3也可紧靠护套2的内部段21的前侧设置，或者一体形成在内部段21的前侧，而基本不影响导流部3的分流功能。在本实施例中，导流部3与护套2平行地延伸经过护套2的内部段21的全长，即经过管道I的内直径，从而使得导流部3的上下两端抵靠在管道I内壁的相对位置上。在本实施例中，导流部3的上下两端通过焊接固定连接至管道I的管壁。可以想到，导流部3的上下两端也可通过卡接、螺纹连接、过盈配合等其它方式固定连接至管道I的管壁。
[0027]应理解，当护套2的内部段21的长度小于管道I的直径(即内部段21的下端未抵接管道I的内壁)时，导流部3的长度可以大于、等于或略小于内部段21的长度，而基本不影响导流部3的功能。还应理解，当护套2的内部段21在管道I内弯曲延伸或相对于管道I的径向倾斜延伸时，导流部3可延伸成沿流体流动方向F与护套2的内部段21基本对准，即当沿流体流动方向F观察时导流部3基本遮盖内部段21，从而实现导流部3的导流或分流功能。
[0028]在本实施例中，与护套2类似，导流部3例如由金属如不锈钢特别是316L不锈钢制成。为了提高导流部3的耐磨性，制成导流部3的不锈钢可具有渗碳层，其厚度例如为0.5mm至1.5mm。特别地，导流部3可通过采用离子注渗技术在316L不锈钢的基体表面注入碳化钨粒子而制成，所制成导流部3的硬度可高达HRC60-65。
[0029]现在参见图2，其示出图1实施例的导流部3沿线A-A的横截面图。如图2所示，导流部3具有呈等腰梯形的横截面，该等腰梯形具有较短的上底边31、较长的下底边32和相等的两条腰33a、33b。使用时，上底边31面向流体流动方向F，而下底边32背向流体流动方向F。在本实施例中，腰33a、33b与下底边32之间的夹角为25°。特别地，导流部3横截面的等腰梯形的下底边32和高度相等，均为护套2的直径的约1.5倍，例如为50_至100_。导流部3横截面在垂直于方向F的方向(即图2中的上下方向)上的尺寸一方面应足够大以对管道I中的流体产生明显的分流和减缓作用，另一方面应足够小以避免对管道I中流体的自由流动造成阻塞。
[0030]在替代实施例中，导流部3横截面的等腰梯形的两个顶角(即上底边31附近的两个角)均被倒圆，以减小磨蚀性流体如煤浆对导流部3的磨蚀作用。可以想到，导流部3的横截面还可呈其在垂直于方向A的方向上的尺寸沿方向A逐渐增大的其它形状，例如倒圆或未倒圆的三角形、喇叭形等。替代地，导流部3的横截面还可呈倒圆或未倒圆的方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形、扇形、流线形等其它形状。
[0031 ]在使用期间，当含有大量煤粉颗粒的流体沿方向A流经图1的温度测量装置时，导流部3对流体产生分流作用，以使流体在绕过导流部3之后形成尾流。尾流使得磨蚀性流体在导流部3与护套2之间的流速大幅降低，从而极大减小了流体对护套2的冲刷和磨蚀。由于此时护套2自身不需要增加厚度来抵抗磨蚀，所以温度测量迟滞的问题得到避免。应理解，当导流部3在护套2面向流体流动方向A的前侧(即图1中左侧)紧靠护套2或与护套2—体形成时，导流部3仍然能起到对流体的分流作用以减弱流体对护套2的冲刷磨蚀。虽然此时会因护套2前侧的厚度加大而延长流体温度从护套2前侧传递至护套2内的测温元件的时间，但是由于护套2的后侧(即图1中右侧)和左右两侧(在图1中相互重合)的厚度均不变，因此上述设置形式并不会使测温元件的测量反应时间发生严重滞后，从而基本不影响测温元件的正常功能。
[0032]尽管上文通过对实施例的描述阐释了本实用新型，但应知，这些实施例是示例性而非限制性的。本领域技术人员在阅读了本说明书之后能够对本实用新型的实施例作出各种变化、改进和替代而不背离本实用新型的精神，这些变化、改进和替代均落入本实用新型的保护范围内。本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书及其等同形式确定。
【主权项】
1.一种流体温度测量装置，包括: 供待测量的流体流过的管道(I); 细长的测温元件，其至少部分伸入该管道中； 护套(2)，其套设在该测温元件上以使该测温元件与流体以可导热方式隔绝； 其特征在于，该流体温度测量装置还包括导流部(3)，该导流部(3)设置在该护套(2)的面向流体流动方向(F)的一侧，并与该护套(2)的接触流体的部分平行地延伸以挡住该护套(2)，该导流部(3)的形状适于使流向该护套(2)的流体分流以减小流体与该护套(2)之间的摩擦。2.根据权利要求1所述的流体温度测量装置，其特征在于，该测温元件包括热电偶或热电阻。3.根据权利要求1或2所述的流体温度测量装置，其特征在于，该导流部(3)与该护套(2)间隔设置。4.根据权利要求3所述的流体温度测量装置，其特征在于，该导流部(3)与该护套(2)的间隔距离为该护套(2)直径的1-3倍。5.根据权利要求3所述的温度测量装置，其特征在于，该导流部(3)与该护套(2)的间隔距离为50mm至100mm。6.根据权利要求1或2所述的流体温度测量装置，其特征在于，该导流部(3)的沿水平面截取的横截面沿流体流动方向逐渐增大。7.根据权利要求6所述的流体温度测量装置，其特征在于，该导流部(3)的横截面呈梯形，该梯形的两条平行边中较短的上底边(31)面向流体流动方向。8.根据权利要求7所述的流体温度测量装置，其特征在于，该梯形为等腰梯形，该等腰梯形的腰(33a、33b)与下底边(32)之间的夹角为约25°。9.根据权利要求1所述的流体温度测量装置，其特征在于，该护套(2)和/或该导流部(3)由具有渗碳层的不锈钢制成。
【文档编号】G01K7/02GK205483282SQ201620006418
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】李春启, 王伟东, 刘卫兵, 曹海平, 张紫平
【申请人】大唐国际化工技术研究院有限公司