[发明专利]温度测量棒

说明书

发明描述

本发明涉及一种温度测量棒，其旨在用于在超高温度下熔融的耐 火材料之中。

这样的棒应能耐受所达到的高温，以及在某些玻璃体中存在的通 常很强的腐蚀性，而且在熔融物质及从其散发出的气氛中保持完好。 含有这种熔融物质的坩埚常被冷却以通过在坩埚的内壁上形成一层 凝固物质的硬壳来使这些坩埚免受这些恶劣条件，该硬壳比熔融物质 冷且比熔融物质腐蚀性弱，但其阻止了在坩埚的内壁上测量温度。因 此人们借助于具有足够长度的棒，该棒可以被伸进溶解物质的槽中， 且该棒包括温度测量传感器。

这种棒本身应能耐受所达到的温度及腐蚀。可将其构造成中空的 轴，其中有冷却水流动，以使它们避免与熔融物质(如在坩埚中)直 接接触。但冷却不能延伸到测量传感器所在的棒末端，以避免使该传 感器无效。文献GB 1 120 547描述了一种这样的高温测量棒，其包括 通过螺纹固定在被冷却轴的末端上的实心套管(embout)。测量热电 偶在设于该套管中心的孔中延伸。中间温度位于通过冷却水达到的温 度和要测量的该套头的外部温度之间，这允许在经过合适的校准之后 对外部温度进行测量。由于所有具有构造长棒所需刚性的已知材料均 对该过高温度敏感，因此该套管依然受腐蚀影响。

因此本发明的目的在于构造一种温度测量棒，其能够同时承受高 温和腐蚀。该杆具有已知的结构，中空且被冷却，但因具有由不同材 料构成的套管而与其他进行测量的棒不同，就腐蚀因素而言，该材料 是比轴材料更为贵重的材料。因此，该套管能够耐受其碰到那些情况 而无需被冷却，这允许无需经常更换该套管而利用设于套管中的传感 器进行测量。

应当补充的是，简单地更换该套管的材料不足以产生令人满意的 结果，因为在该套管和轴之间具有通过熔融槽内的物质而建立的电化 学相互作用，即使有冷却该电化学相互作用也会对轴造成腐蚀。因此 应该采用这些附加布置。具体而言，该套管和轴被同心地布置，由对 电绝缘的圆形衬垫隔开，这二者通过紧固装置彼此按压。该衬垫切断 了造成腐蚀的电化学回路。衬垫暴露在棒的外部，但是由于轴的冷却 而不会受环境温度的影响，这在轴上覆盖了一层保护性固体物质的硬 壳。该紧固装置使衬垫可插入而无需螺纹连接，或使得在棒的刚性构 件(即杆和套管)之间的任何直接连接成为可能。

若轴由不锈钢构成，衬垫由氧化铝构成，且套管的材料为金属材 料，尤其是从铂、铂合金、铂族金属、铱或钼中选择的材料，则该棒 可提供良好的耐受性。

一种在轴和套管之间形成稳固连接并避免出现间隙的构造该棒 的良好方式是：使用由两个半部分组成的轴，所述两个半部分由紧固 装置接合在套管和衬垫周围。轴的两个半部分中的每一部分可包括单 独的冷却通道，这避免了对密封性有害的任何沿所述两个半部分布置 的冷却导管的连接。

如果轴包括凸缘，且轴的两半包括具有凸缘的外壳凹槽的两半， 则套管到轴的连接会更加稳固，因为套管的拔出被排除了，衬垫绝缘 层也在该凹槽中延展。

最后可以有利地在套管和传感器之间，在套管的内部围绕该传感 器布置绝缘衬垫，也就是说该衬垫形成电气上的中断：如果该套管是 细长形状的话，还可以由此防止传感器过热。

继续参考图1和图2描述本发明的一个优选实施例，图1是该棒 的轴向剖面视图，而图2是该轴的横向剖面图。该棒包括位于后表面 2处的具有大的长度的轴1，从其后表面2伸出用于供应和排出冷却 水的导管和温度测量热电偶的导线。轴1是中空的，并被分成对称的 两个半部分3，如图2示出，其中这两个半部分3的结合面由标号4 表示。两个半部分3中的每一个均主要由通过水冷却的管路占据，且 包括供水部分和与之平行的排水部分，它们在下面在水箱6中连接在 一起。回路的管道5靠贴在型腔7上(型腔7补充地形成两个半部分 3的内壁)，并靠在三角形楔块8上，楔块8在管道之间延伸，管道 彼此之间又相互接触。如此获得了紧凑而稳定的布置。热电偶9的导 线在四个管道之间穿过并依靠在它们之上。轴1由不锈钢构成。

轴1的底座包括下部的凹陷10，其由内凸缘和凹槽12组成，凹 槽12被两个半部分3分开，位于凸缘11的上方。轴1的两个半部分 3的某些内表面支撑着作为衬里布置的氧化铝衬垫：这是有凹陷10的 情况，在这种情况下衬里由标号13表示，而在结合面4上其由标号 14表示。

将要谈及的套管由标号15表示。