Claims (2)
При этом применение теплоизол цнон ных шайб между центральным и экранными цилиндрами позвол ет получить значительную разность температур дсЛ (пор дка 3 s 10К) при незначительных тепло- вых потоках между центральным и экра нымн цилиндрами, вызываюпшми весьма незначительный градиент т« лпературы в центральном цилиндре (пор дка 10 К/М) т.е. при высокой однородности температурного пол в центральном цилиндре. Эта разность температур лепсо обнаруживаетс обычной термопарой, что позвол ет произвести регулирование мощности экранных нагревателей по выходному сиг налу дифференциальной термопары, спаи которой размещены в центральном и экра ном цилиндрах. Применение теплоизол ционных шайб равносильно увеличению чувствительное ти измерительной и регулирующей аппаратуры на 1-2 пор дка. Если же выполнить электропечь без теплоизол ционных шайб между центральным и экранными цилиндрами, то это приведет к резкому уменьшению сигнала дифференциальной термопары (на 1-2 пор дка ) и дл регулировани мощности экранных нагревателей необходимо иметь чувствительность (порог реагировани ) измерительной и регулирующей аппарату- ры пор дка 1-5 мкВ, что приведет к рез кому усложнению аппаратуры и увеличению неоднородности температурного пол в электропечи ввиду повышени уровн помех относительно уровн полезного сиг нала. В то же врем отсутствие теплоизол ционных прокладок между центральным и экранными цилиндрами позвол ет резко (в 2-3 раза) уменьшить врем установлени регул рного теплового режима в- электропечи и врем стабили зации заданной температуры, поскольку в этом случае в несколько раз уменьшаетс термическое сопротивление между кра ми (экранными цилиндрами) электропечи и ее центральной частью. Таким образом, применение теплоизолируюших прокладок между центральным . и экранными цилиндрами, упроща систему регулировани мощности нагревателей и повыша однородность температурвдго пол в электропечи, приводит к увеличению времени стабилизации температуры в электропечи. Цель изобретени сокращение времени стабилизации заданной температуры в электропечи, не привод щее к необходимости повышени чувствительности измерительной аппаратуры, и уменьшение градиента температур в рабочей камере. v4 Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл градуировки скважин ных термопреобразователей, содержащее жестко закрепленный на образующей рабочую камеру трубе центральный цилиндр с равномерно размещенным на нем нагреватепем и два экранных цилиндра, установленные на противоположных торцах центрального цилиндра, снабженные нагревател ми , и датчики,температуры, размещенные в теле экранных и центрального цилиндров, экранные цилиндры установлены на трубе с возможностью скольжени на ее поверхности и снабжены приводами дл их перемещени . j внутренних поверхност х экранных и центрального полого цшиндров, прилегающих к их смежным торцам, выполнены пазы. , Каждый из приводов экранного цилиндра выполнен в виде подпружиненного винта, установленного в экранном цилиндре . Посадка экранных цилиндроа с возможностью скольжени их по трубе позвол ет уменьшать путем прижати экран1 ого цилиндра к центральному термическое сопротивление между центральным и экранным цилиндром в процессе фортлированного разогрева (охлаждени ) и в процессе выравнивашш температурного пол в электропечи, что приводит к y Ieиьшекию времени стабилизации температуры в электропечи. Кроме того., возможность скольжени экранных циливдров по трубе позвол ет путем создани зазоров между торцами экранного и центрального циливдров увеличить термическое сопротивление между центральным и экранным цилиндром в процессе поддержани заданной температуры, что упро ,щает измерительную аппаратуру (сохран ет положительный эффект известного устройст.ва). Пазы на внутренней поверхности экранных цилиндров, обеспечивающие зазор между экраншззм цилиндром и трубой со стороны торца центрального цилиндра, позвол ют дополнительно увеличить термическое сопротивление между центральным и экранными цилиндрами, в особенности при применении прочной трубы из металлического сплава, что позвол ет добитьс большей однородности температурнохО пол в электропечи. На чертеже изображено устройство дл градуировки скважинных термоп{)есбразователей , общий вид. Устройство содержит центральный ц№линдр 1 из м гкого алюминиевого сплава посаженный плотно на трубу 2 из стали Х18Н1ОТ, образующую рабочую камеру и два экранных цилиндра 3 из м гкого алк ииниевого сплава, также посаженных на трубу 2 у торцов центрального цилиндра 1. На центральный цилиндр 1 равномерно намотан нагреватель 4 через слой электровзол ции из слюды, на экранные ииливдры 3 - нагреватели 5. В телах экранных и центрального цилиндров размещены спаи дифференциальных термопар6. Экранные цилиндры 3 посажеш на трубу 2 по скольз щей посадке,что позвол ет регулировать положение цилиндров 3 относитеп чо цилиндра 1., Части внутренних поверхностей экранного цилиндра 3 и центрального цилиндра 1, прилегающие к.их смежным торцам, имеют пазы 7 и 8, увеличивающие терм№ ческое сопротивление между цилиндрами 3 и 1, когда торны их не соприкасаютс . Длина пазов 7 и 8 пор дка 50-8О мм. Привод экранного цилиндра 3 состоит из пружин 9, прижимающих торец экра ного цилиндра 3 к торцу центрального цшгандра 1,и винта 1О, ввинчиваемого в тело цилиндра 3 дл отжати торца цилиндра 3 от торца цилиндра 1. Внутренн полость трубы 2 заполнена кремнийорганической жидкостью 11, либо порошком из теплопроводного материала . Дифференциальные термопары 6 позвол ют определить разности температур .между ка:йк.дым из цилиндров 3 и цилиндром 1. Во врем форсированного разогрева (охлаждени ) устройство при переходе от одного заданного значени температуры к другому винты 10 отв нчиьают, чтобы их концы вошли в тело цилиндров 3. Пружинами 8 цилиндры 3 прижимаютс к цилиндру 1. При этом цилиндры 1 и 3 с трубой 2 разогреваютс (охлаждаютс ) практически как монолитное тело, благодар чему неоднородность температурно го пол по длине электропечи уменьшаетс . После достижени заданного значени температуры устанавливают такое напр жение питани нагревателей 4 и 5, при- котором разность тепловыделений равна мощнасти тепловых потерь. При этом в течение некоторого времени происходит уменьшение линейной и радиальной неодн родносги температурного пол в системе состо щей из цилиндров 1 и 3 и трубы 2 При этом благодар малому термическому сопротивле1шю между цилиндрами 1 И 3 вырпвнивавне температуры по плвве электропечи происходит в 2-3 раза быст рее, чем в системе, в которой между цилиндрами 1 и 3 имеютс теплоизол ц онные щайбы (прокладки). После выравнивани температуры в электропечи (через 1О-15 мин после окончани форсированного разогрева), ввинчива винты 1О в тело цилиндров 3, отвод т цилиндры 3 от циливдров 1 ва рассто ние 2-5 мм. При этом между Ц№ливдрами 1 и 5 образуетс воздушный зааор с эффективной электропроводностью в 100-10ОО раз меньше тешюпроводвоств материала цилиндров 1 и 3, что приводит к резкому возрастанию термического сопротивлени между цилиндрами 1 и 3. Поэтому даже весьма малый осевой тепловой поток в цилиндре 1 пор дка 2О4О Вт/м , привод щий к возникновению осевого градиента температуры в цилиндре 1 не более О,1-О,2 К/М легко обнаруживаетс по выходному сигналу диффере циальной термопары 6, спаи которой поа-ключеш-1 к цилиндрам 1 и 3, постсольку разность температур между цилиндрами 1 и 3 составит при этом около 3-6 К. В режиме термостатировашш, использу термопару 6 как нуль-орган системы регулировани мощности нагревателей 5, поддерживают температуры цилиндров 3 равной температуре цилиндра 1. Пр этом воздушный зазор между торцами цилиндров 1 и 3 эквивалентен увеличению чу&ствительности измерительной аппаратуры в 30-1ОО раз. Часть теплового потока между цилиндрами 1 и 3 проходит по трубе 2. Уменьгшение шунтирующего действи трубы 2 достигаетс пазами 7 и 8. При этом увеличиваетс длина пути теплового потока между цилиндрами 1 и 3 по трубе 2. Введение пазов 7 и 8 эквивалентно увеличению термического сопротивлени тепловому потоку между цилиндрами 1 и 3 по трубе 2 примерно в 10 раз. Дл нормальной работоспособности уст ройства непарЕшлельность смежных плооких торцов цилиндров 1 и 3 не должна превышать 0,02 мм, а шероховатость ихне более 20 мкм. , Бокова поверхность цилиндра 1 .быть равномерно и полностью покр лта обмоткой нагревател . Длина торцовых зон, не покрытых обмоткой, не долж превышать 10 мм. Предлагаемое устройство позвол ет уменьшить врем стабилизации заданной температуры в электропечи примерно в 2 раза при сохраненни высокой однородности температурного пол в трубе 2 на длине роышй длине шшиндра 1 с градиен том пор дка О,О2-ОД К/М. При этом неоднородность температурного пол в ра&9ч зоне, ограниченной длиной цилиндра 1, имеет монотонный характер с линейной симметричной зависимостью градиента температуры относительно среднего сеч им шшинара 1. Экономи рабочего времени при числе провер емых точек 6 в расчёте на одиу проверту составит 3-5 ч. Кроме того, за счет сокращени времени проверки и градуировки уменьшаетс расход электроэнергии дл питани электропечи . Формула изобретени 1. Устройство дл градуировки скважи №лх те р9 1опреобразователей, содержащее жестко закрепленный .на образующей рабочую камеру трубе центральный цилиндр с равномерно размещенным на нем нагре пателем и два экранных цилиндра, yicTaновленные на противоположных торцах центрального цшшндра, снабженные нагревател ми , и датчики температуры, раз мещейвые в теле экранных и центральных цилиндров, отличающеес тем, что, с целью сокращени времени стабилизации заданной температуры, экранные цилиндры установлены на трубе с возможностью скольжени по ее поверхности и снабжены приводами дл их перемещени . 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а KV щ е е с тем, что, с целью уменьщ&ни градиента температур в рабочей камере , на внутренних поверхност х экранн ных и центрального полого цилиндров, прилегающих к их смеж№1м торцам, выполнены пазы. 3.Устройство по п. 1, отличаю щ е ее тем, что каждый из приводов экранного цилиндра выполнен в виде под ружиненного винта, установленного в экранном цилиндре. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторсэсое свидетельство СССР № 155972, кл. О05 D 23/19, 1963. In this case, the use of heat insulating washers between the central and screen cylinders makes it possible to obtain a significant temperature difference dsL (about 3 s 10K) with a slight heat flux between the central and screen cylinders, which causes a very slight gradient of temperature in the central cylinder ( about 10 K / M) i.e. with high uniformity of the temperature field in the central cylinder. This temperature difference between the lepso is detected by a conventional thermocouple, which makes it possible to regulate the power of the screen heaters by the output signal of a differential thermocouple, the junctions of which are located in the central and screen cylinders. The use of heat insulating washers is equivalent to an increase in the sensitivity of measuring and regulating equipment by 1-2 times. If, however, an electric furnace without heat insulating washers between the central and screen cylinders is used, this will lead to a sharp decrease in the signal of the differential thermocouple (by 1-2 times) and to adjust the power of the screen heaters it is necessary to have a sensitivity (response threshold) of the measuring and regulating apparatus on the order of 1–5 µV, which will lead to a sharp complication of the equipment and an increase in the heterogeneity of the temperature field in the electric furnace due to an increase in the level of interference relative to the level of the useful signal. At the same time, the absence of heat insulating gaskets between the central and screen cylinders allows drastically (2-3 times) to reduce the time to establish a regular thermal mode in the electric furnace and the time to stabilize the set temperature, since in this case the thermal resistance decreases several times. between the edges (screen cylinders) of an electric furnace and its central part. Thus, the use of insulating gaskets between the center. and screen cylinders, simplifying the system for controlling the power of the heaters and increasing the uniformity of the temperature in the electric furnace, leads to an increase in the time required for the temperature to stabilize in the electric furnace. The aim of the invention is to reduce the stabilization time of a given temperature in an electric furnace, which does not lead to the need to increase the sensitivity of measuring equipment, and to reduce the temperature gradient in the working chamber. v4 The goal is achieved by the device for calibrating borehole thermocouples containing a central cylinder rigidly mounted on the tube forming the working chamber with uniformly placed heat on it and two screen cylinders mounted on opposite ends of the central cylinder, equipped with heaters, and sensors, temperatures placed in the body of the screen and central cylinders, the screen cylinders are slidably mounted on the pipe on its surface and provided with actuators for their displacement. j the inner surfaces of the screen and the central hollow zishndr adjacent to their adjacent ends, grooves are made. Each of the actuators of the screen cylinder is made in the form of a spring-loaded screw installed in the screen cylinder. Planting the screen cylinders with the possibility of sliding them along the pipe allows reducing by pressing the screen cylinder 1 to the central thermal resistance between the central and screen cylinder in the process of fortified heating (cooling) and in the process of leveling the temperature field in the electric furnace, which leads to a decrease in temperature stabilization time in the electric furnace. In addition, the possibility of sliding the screen cylinders through the pipe allows, by creating gaps between the ends of the screen and central cylinders, to increase the thermal resistance between the central and screen cylinders while maintaining the set temperature, which simplifies the measuring apparatus (retains the positive effect of the known device). ). The grooves on the inner surface of the screen cylinders, providing a gap between the screen of the cylinder and the pipe from the side of the central cylinder, further increase the thermal resistance between the central and screen cylinders, especially when using a strong metal alloy pipe, which allows for greater uniformity of the temperature field. in the electric furnace. The drawing shows a device for calibrating borehole thermoper {) converters, a general view. The device contains a central cylinder No. 1 of a soft aluminum alloy, fitted tightly onto a pipe 2 made of steel H18N1OT, forming a working chamber and two screen cylinders 3 of a soft aluminum alloy, also mounted on pipe 2 at the ends of the central cylinder 1. On the central cylinder 1 a heater 4 is evenly wound through a layer of electrolysis from mica, onto screen or field 3 — heaters 5. In the bodies of the screen and central cylinders, the junctions of differential thermocouples are placed6. The screen cylinders 3 will slide onto the pipe 2 along a sliding fit, which makes it possible to adjust the position of the cylinders 3 relative to the cylinder 1. The parts of the internal surfaces of the screen cylinder 3 and the central cylinder 1, adjacent to their adjacent ends, have grooves 7 and 8, increasing thermal resistance between cylinders 3 and 1 when the tors are not in contact. The length of the slots 7 and 8 is about 50-8 mm. The drive of the screen cylinder 3 consists of springs 9, pressing the end of the screen cylinder 3 to the end of the central cylinder 1, and the screw 1O screwed into the body of the cylinder 3 to press the end of cylinder 3 from the end of cylinder 1. The internal cavity of the pipe 2 is filled with silicone liquid 11, or powder from heat-conducting material. Differential thermocouples 6 make it possible to determine temperature differences between: i.d. from cylinder 3 and cylinder 1. During forced heating (cooling) of the device, when moving from one temperature setpoint to another, screws 10 deflect their ends into the body Cylinders 3. With springs 8, cylinders 3 are pressed to cylinder 1. At that, cylinders 1 and 3 with pipe 2 are heated (cooled) almost as a monolithic body, due to which the non-uniformity of the temperature field along the length of the electric furnace decreases. After the temperature reaches a predetermined value, the supply voltage of the heaters 4 and 5 is set, at which the heat difference is equal to the power of the heat loss. At the same time, for some time, the linear and radial non-one-dimensional temperature field in the system consisting of cylinders 1 and 3 and pipe 2 decreases. Due to the low thermal resistance between the cylinders 1 and 3, the temperature in the electric furnace is 2-3 times faster Better than in a system in which heat insulating plates (gaskets) are located between cylinders 1 and 3. After equalizing the temperature in the electric furnace (1O-15 min after the end of forced heating), screws 1O are screwed into the body of cylinders 3, cylinders 3 are withdrawn from cylinders 1 and 2-5 mm apart. At the same time, an air gap with an effective electrical conductivity is 100-10OO times smaller than the cords of the material of the cylinders 1 and 3 between the COLIDELS 1 and 5, which leads to a sharp increase in thermal resistance between the cylinders 1 and 3. Therefore, even a very small axial heat flux in the cylinder 1 order of 2О4О W / m, resulting in the appearance of an axial temperature gradient in cylinder 1 of no more than 0, 1-O, 2 K / M, can be easily detected by the output signal of differential thermocouple 6, which connects in turn-1 to cylinders 1 and 3, post-difference difference temperature between cylinders 1 and 3 will be about 3-6 K. In the thermostat mode, using thermocouple 6 as the null organ of the power control system of heaters 5, maintain the temperature of the cylinders 3 equal to the temperature of cylinder 1. In this case, the air gap between the ends of the cylinders 1 and 3 is equivalent to an increase in the measuring apparatus sensitivity by 30-1OO times. A portion of the heat flow between cylinders 1 and 3 passes through pipe 2. The shunt effect of pipe 2 decreases. It is reached by slots 7 and 8. This increases the length of the heat flow path between cylinders 1 and 3 through pipe 2. The introduction of grooves 7 and 8 is equivalent to an increase in thermal resistance of heat. the flow between cylinders 1 and 3 through pipe 2 is about 10 times. For the normal operation of the device, the contiguity of the adjacent flat ends of cylinders 1 and 3 should not exceed 0.02 mm, and their roughness is not more than 20 µm. , The side surface of the cylinder 1. Be evenly and completely covered by the winding of the heater. The length of the end areas not covered by the winding should not exceed 10 mm. The proposed device makes it possible to reduce the stabilization time of a given temperature in an electric furnace by about 2 times while maintaining a high uniformity of the temperature field in pipe 2 along the length of the rod length 1 with a gradient of order O, O2-OD K / M. At the same time, the heterogeneity of the temperature field in the & 9h zone bounded by the length of cylinder 1 has a monotonic character with a linear symmetric dependence of the temperature gradient relative to the mean cross section of the width of shiner 1. Saving the working time with the number of checked points 6 is calculated for one check In addition, by reducing the test time and the calibration, the power consumption for powering the electric furnace is reduced. Claims 1. Device for calibration of a well # TL9 of transducers, containing a central cylinder rigidly fixed on the tube forming the working chamber, a central cylinder with a heating plate evenly placed on it and two screen cylinders fixed on opposite ends of the central band, equipped with heaters temperature, located in the body of the screen and central cylinders, characterized in that, in order to reduce the stabilization time of a given temperature, the screen cylinders are installed on the pipe with possibility of sliding along the surface thereof and provided with drives for moving them. 2. The device according to claim 1, of which KV is also so that, in order to reduce & no temperature gradient in the working chamber, on the inner surfaces of the screen and central hollow cylinders adjacent to them adjacent 1m to the ends, made grooves. 3. The device according to claim 1, characterized by the fact that each of the actuators of the screen cylinder is made in the form of a screw installed in the screen cylinder. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR No. 155972, cl. O05 D 23/19, 1963.
2.Технологи и организаци производства . Сборник. Киев, 1972, № 3, с. 113-114 (прототип).2. Technologists and production organizations. Collection. Kiev, 1972, No. 3, p. 113-114 (prototype).