RU2666193C1 - Высокотемпературный герметичный термопреобразователь - Google Patents
Высокотемпературный герметичный термопреобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666193C1 RU2666193C1 RU2017141084A RU2017141084A RU2666193C1 RU 2666193 C1 RU2666193 C1 RU 2666193C1 RU 2017141084 A RU2017141084 A RU 2017141084A RU 2017141084 A RU2017141084 A RU 2017141084A RU 2666193 C1 RU2666193 C1 RU 2666193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- flange
- thermocouple
- hermetically
- hermetically connected
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004861 thermometry Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/023—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples provided with specially adapted connectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры высокотемпературных процессов в газодинамике в условиях воздействия высоких давлений и газодинамического напора. Предложен герметичный термопреобразователь, включающий металлический корпус, выполненный в виде цилиндра с наружным резьбовым соединением с посадочным фланцем, имеющий продольный осевой канал, в котором герметично с помощью сварки установлена термопара, представляющая металлическую трубку с керамической вставкой, в которой проходят термопарные провода, соединенные в области конца трубки в рабочий спай. Причем термопара закрыта защитной гильзой, соединенной герметично с помощью сварки с металлическим корпусом, а герметичность подсоединения к объекту измерения осуществляется по посадочному фланцу металлического корпуса. К металлическому корпусу со стороны, противоположной рабочему спаю термопары, герметично подсоединена по своей внешней поверхности первая металлическая гильза цилиндрической формы с наружным фланцем, к внутренней поверхности которой в области фланца герметично подсоединен гофрированный металлорукав с расположенной внутри него термопарой. Причем второй конец гофрированного металлорукава по своей внешней поверхности герметично подсоединен к внутренней поверхности второй металлической гильзы цилиндрической формы с наружным фланцем, которая по своей внешней стороне герметично подсоединена к фланцу кожуха герморазъема, заполненного термостойким герметиком и герметично подсоединенного к вкладышу герморазъема, к которому герметично подсоединен герморазъем, к контактам которого подсоединены провода термопары. Причем герметичное подсоединение обеих металлических гильз к гофрированному металлорукаву, а также к металлическому корпусу и фланцу корпуса кожуха герморазъема осуществляется с помощью лазерной сварки. Технический результат - повышение надежности функционирования термопреобразователя путем повышения степени его герметичности, что позволяет исключить разгерметизацию и прорыв высокотемпературных газов во внешнюю среду с разрушением и возгоранием элементов внешних конструкций. 1 ил.
Description
Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры высокотемпературных процессов в газодинамике в условиях воздействия высоких давлений и газодинамического напора.
Известно устройство с высокотемпературной термопарой с защитным наконечником, которое способно обеспечить с допустимой погрешностью многократные измерения в среде с температурой 1500-1600°С. Среда измерения при этом характеризуется высоким уровнем механического воздействия и избыточного давления на термопару (Данишевский Д.С., Сведе-Швец Н.И. Высокотемпературные термопары, М., Металлургия, 1977, с. 117-120).
Однако, известное устройство, хотя и обеспечивает защиту термопары от указанных воздействий среды за счет введения защитного наконечника, но обладает недостаточной надежностью, т.к. в случае нарушения механической целостности защитного наконечника происходит разрушение термопарных проводов, прорыв высокотемпературных газов во внешнюю среду с возможностью разрушения и возгорания элементов внешних конструкций.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, описанное в патенте РФ №2467295, кл. G01K 7/16, 2012 г. Данное устройство включает контрольный узел давления, связанный через канал контроля с термопреобразователем, состоящим из термопары в защитной гильзе с посадочным фланцем, обеспечивающим герметичное соединение термопары в защитной гильзе с технологической установкой. Устройство имеет канал контроля давления, который выполнен в виде промежуточной герметичной полости, образованной между рабочей средой и внешней средой. Посадочный фланец выполнен составным - из силового и контактного фланцев, а промежуточная герметичная полость образована последовательно сообщающимися между собой узким сквозным отверстием в силовом фланце, частью внутренней цилиндрической поверхности уплотнительной прокладки между фланцами, выбранным в силовом фланце горизонтальным узким пазом, ограниченным плоскостью контактного фланца, кольцевой фаской на центральном отверстии силового фланца, зазором между цилиндрической поверхностью этого же отверстия и лыской на посадочной поверхности защитной гильзы в верхней части контактного фланца, а также узким кольцевым зазором между измерительным зондом, его уплотнительным кольцом и защитной гильзой.
Однако анализ прототипа выявляет его существенный недостаток, который заключается в его низкой надежности при эксплуатации в условиях воздействия высоких механических нагрузок и давлений со стороны измеряемой газовой среды.
Это обусловлено наличием недостаточной степени устойчивости конструкции к воздействию повышенных давлений и механических нагрузок, так как, герметизация магистрали в месте установки термопреобразователя производится преимущественно за счет использования защитной гильзы. Дополнительным разграничителем измеряемой среды от внешней среды является, с одной стороны конструкции, мембрана датчика давления, подсоединенного к каналу контроля давления. С другой стороны, для этого служит, уплотнение выводов термопроводников термопреобразователя. Причем наличие указанных дополнительных разграничителей не приводит к сколь-нибудь существенному повышению надежности конструкции с точки зрения повышения ее надежности в условиях воздействия повышенного давления и механических нагрузок со стороны измеряемой газовой среды, т.к. функционально не предназначено для этого.
Подобно аналогу, в случае нарушения механической целостности защитного наконечника происходит разрушение термопарных проводов, разгерметизация выводов термопарных проводов в месте их выхода из термопреобразователя или мембраны датчика давления, прорыв высокотемпературных газов во внешнюю среду с возможностью разрушения и возгорания элементов внешних конструкций.
Ожидаемым техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности высокотемпературного герметичного термопреобразователя путем исключения возможности его разгерметизации.
Указанный технический результат достигается тем, что в высокотемпературном герметичном термопреобразователе, включающем металлический корпус, выполненный в виде цилиндра с наружным резьбовым соединением с посадочным фланцем, имеющий продольный осевой канал, в котором герметично с помощью сварки установлена термопара, представляющая собой металлическую трубку с керамической вставкой, в которой проходят термопарные провода, соединенные в области конца трубки в рабочий спай. Термопара закрыта защитной гильзой, соединенной герметично с помощью сварки с металлическим корпусом, а герметичность подсоединения к объекту измерения осуществляется по посадочному фланцу металлического корпуса.
К металлическому корпусу со стороны, противоположной рабочему спаю термопары, герметично подсоединена первая металлическая гильза цилиндрической формы с наружным фланцем, к которой герметично подсоединен гофрированный металлорукав с расположенным внутри него термопарой. Второй конец гофрированного металлорукава по своей внешней поверхности герметично подсоединен ко второй металлической гильзе цилиндрической формы с наружным фланцем, которая по своей внешней стороне герметично подсоединена к фланцу кожуха герморазъема, заполненного термостойким герметиком и герметично подсоединенного к вкладышу герморазъема, к которому герметично подсоединен герморазъем, к контактам которого подсоединены провода термопары, причем герметичное подсоединение обеих металлических гильз к гофрированному металлорукаву, а также к металлическому корпусу и фланцу кожуха герморазъема осуществляется с помощью лазерной сварки.
На фиг. 1 изображен общий вид высокотемпературного герметичного термопреобразователя.
Высокотемпературный герметичный термопреобразователь содержит металлический корпус 1 термопреобразователя, термопару 2, представляющую собой металлическую трубку с керамической вставкой, в которой проходят термопарные провода, соединенные в области конца трубки в рабочий спай 3. Для герметизации и защиты от внешних воздействий рабочего спая и термопары служит защитная гильза 4, привареннная к металлическому корпусу 1. Высокотемпературный герметичный термопреобразователь устанавливается на объекте измерения с помощью резьбы на наружной поверхности металлического корпуса 1. Далее термопара 2 проходит через первую металлическую гильзу 5, гофрированный металлорукав 6, вторую металлическую гильзу 7 и вводится во фланец кожуха герморазъема 8. Далее термопарные провода подсоединяются к контактам герморазъема 11, через которые производится подсоединение термопреобразователя к внешним электрическим цепям. Герморазъем 11 с помощью вкладыша 10 герметично присоединяется к кожуху 8. Герметичность подсоединения обеих металлических гильз к гофрированному металлорукаву 6, а также к металлическому корпусу 1 и фланцу кожуха 8 герморазъема осуществляется с помощью лазерной сварки. Дополнительная герметизация термопары 2 от внешней среды осуществляется путем заполнения кожуха 8 термостойким герметиком 9.
Высокотемпературный герметичный термопреобразователь работает следующим образом. При проведении измерений термопреобразователь устанавливается в штуцер магистрали с протекающим высокотемпературным газовым потоком по резьбе на внешней поверхности металлического корпуса 1. Для герметизации и уплотнения термопреобразователя в месте его установки по фланцу, как правило, используется соединение в соответствии с ГОСТ19749 или ГОСТ19751 и шайбой по ГОСТ19752. Гофрированный металлорукав 6 с термопарой 2 далее закрепляется от места установки в штуцере до места стыковки герморазъема 11 с внешними электрическими цепями. При этом герметизация магистрали с протекающим высокотемпературным газом от внешней среды осуществляется с помощью нескольких высокоэффективных последовательно расположенных гермоуплотнений внутри термопреобразователя:
- защитной гильзы;
- сварочного соединения металлический корпус-металлическая трубка термопары;
- сварочного соединения металлический корпус-первая металлическая гильза-гофрированный металлорукав;
- металлорукава;
- сварочного соединения гофрированный металлорукав-вторая металлическая гильза-фланец кожуха герморазъема;
- кожуха герморазъема с высокотемпературным герметиком;
- герморазъемом.
Таким образом, предлагаемое исполнение высокотемпературного герметичного термопреобразователя позволяет повысить надежность его функционирования путем повышения степени его герметичности, что позволяет исключить разгерметизацию и прорыв высокотемпературных газов во внешнюю среду с разрушением и возгоранием элементов внешних конструкций.
Проведенные испытания показали повышенные характеристики надежности термопреобразователя при проведении измерений высокотемпературных газовых потоков в условиях воздействия динамического напора и повышенного давления.
Claims (1)
- Высокотемпературный герметичный термопреобразователь, включающий металлический корпус, выполненный в виде цилиндра с наружным резьбовым соединением с посадочным фланцем, имеющий продольный осевой канал, в котором герметично с помощью сварки установлена термопара, представляющая собой металлическую трубку с керамической вставкой, в которой проходят термопарные провода, соединенные в области конца трубки в рабочий спай, причем термопара закрыта защитной гильзой, соединенной герметично с помощью сварки с металлическим корпусом, а герметичность подсоединения к объекту измерения осуществляется по посадочному фланцу металлического корпуса, отличающийся тем, что в металлический корпус со стороны, противоположной рабочему спаю термопары, герметично подсоединена первая металлическая гильза цилиндрической формы с наружным фланцем, к которой герметично подсоединен гофрированный металлорукав с расположенной внутри него термопарой, причем второй конец гофрированного металлорукава по своей внешней поверхности герметично подсоединен ко второй металлической гильзе цилиндрической формы с наружным фланцем, которая по своей внешней стороне герметично подсоединена к фланцу кожуха герморазъема, заполненного термостойким герметиком и герметично подсоединенного к вкладышу герморазъема, к которому герметично подсоединен герморазъем, к контактам которого подсоединены провода термопары, причем герметичное подсоединение обеих металлических гильз к гофрированному металлорукаву, а также к металлическому корпусу и фланцу кожуха герморазъема осуществляется с помощью лазерной сварки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017141084A RU2666193C1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Высокотемпературный герметичный термопреобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017141084A RU2666193C1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Высокотемпературный герметичный термопреобразователь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2666193C1 true RU2666193C1 (ru) | 2018-09-06 |
Family
ID=63459729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017141084A RU2666193C1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Высокотемпературный герметичный термопреобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2666193C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112945320A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-11 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种可快速拆接的便携式热风量测量装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2174841A (en) * | 1985-05-01 | 1986-11-12 | Bicc Plc | An improved mineral insulated thermocouple cable |
RU2099675C1 (ru) * | 1995-10-25 | 1997-12-20 | Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева | Термометр сопротивления для измерения температур жидких и газообразных сред в трубопроводах |
RU65221U1 (ru) * | 2007-03-27 | 2007-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Казанское Приборостроительное конструкторское бюро" (ФГУП "КПКБ") | Датчик температуры (варианты) |
RU84549U1 (ru) * | 2009-03-06 | 2009-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Казанское Приборостроительное конструкторское бюро" (ФГУП "КПКБ") | Датчик температуры (варианты) |
RU2467295C1 (ru) * | 2011-07-07 | 2012-11-20 | Закрытое акционерное общество Промышленная группа "Метран" | Устройство диагностики состояния фланцевой защитной гильзы термопреобразователя |
RU2494357C1 (ru) * | 2012-05-15 | 2013-09-27 | Закрытое акционерное общество Специализированное конструкторское бюро "Термоприбор" | Датчик температуры |
-
2017
- 2017-11-24 RU RU2017141084A patent/RU2666193C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2174841A (en) * | 1985-05-01 | 1986-11-12 | Bicc Plc | An improved mineral insulated thermocouple cable |
RU2099675C1 (ru) * | 1995-10-25 | 1997-12-20 | Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева | Термометр сопротивления для измерения температур жидких и газообразных сред в трубопроводах |
RU65221U1 (ru) * | 2007-03-27 | 2007-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Казанское Приборостроительное конструкторское бюро" (ФГУП "КПКБ") | Датчик температуры (варианты) |
RU84549U1 (ru) * | 2009-03-06 | 2009-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Казанское Приборостроительное конструкторское бюро" (ФГУП "КПКБ") | Датчик температуры (варианты) |
RU2467295C1 (ru) * | 2011-07-07 | 2012-11-20 | Закрытое акционерное общество Промышленная группа "Метран" | Устройство диагностики состояния фланцевой защитной гильзы термопреобразователя |
RU2494357C1 (ru) * | 2012-05-15 | 2013-09-27 | Закрытое акционерное общество Специализированное конструкторское бюро "Термоприбор" | Датчик температуры |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112945320A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-11 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种可快速拆接的便携式热风量测量装置 |
CN112945320B (zh) * | 2021-03-12 | 2024-05-28 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种可快速拆接的便携式热风量测量装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6423417B2 (ja) | ばね付勢型温度センサ | |
RU2539916C2 (ru) | Устойчивый к усталости канал для ввода термопар и соответствующие способы | |
BRPI0916469A2 (pt) | dispositivo de medição de vibração e pressão em um poço integrado numa secção do tubo como parte de uma tubulação de produção | |
CN110828008B (zh) | 一种核燃料辐照考验装置参数监测及取样*** | |
EP3012606B1 (en) | Modular connecting piece | |
CN103398798B (zh) | 一种用于高压环境的热电偶测温装置 | |
RU2494357C1 (ru) | Датчик температуры | |
CN104895699A (zh) | 小型气气喷注光学透明燃烧装置 | |
RU2666193C1 (ru) | Высокотемпературный герметичный термопреобразователь | |
CN205538098U (zh) | 一种有温介质管道的阀门内漏检测装置 | |
CN203705072U (zh) | 温度测量装置 | |
US10989606B2 (en) | Gas impermeable temperature sensor protection system | |
CN200989831Y (zh) | 煤气化炉用耐高温耐高压热电偶 | |
US3996071A (en) | Temperature measuring device for use at pressures in excess of 1,500 bar | |
RU2327122C1 (ru) | Датчик температуры | |
KR101746405B1 (ko) | 온도센서의 단부지지부재의 부착구조 | |
KR101794118B1 (ko) | 온도센서 보호장치 | |
CA1087757A (en) | Thermocouple probe | |
RU186482U1 (ru) | Датчик температуры | |
US2581229A (en) | High-temperature quick action thermocouple | |
CN204115902U (zh) | 水冷壁型气化炉的测温装置 | |
CN103698042A (zh) | 一种高温温度传感器 | |
RU94336U1 (ru) | Термоэлектрический преобразователь | |
CN205981489U (zh) | 具有全方位阻油能力的汽轮机温度检测装置 | |
RU2467295C1 (ru) | Устройство диагностики состояния фланцевой защитной гильзы термопреобразователя |