[发明专利]一种高温采样探头的冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷却方法，特别涉及处于高温环境下的采样探头的冷却方法。

背景技术

在水泥等窑炉中，为了提高生产效率，需要用采样探头将窑炉内的样品采出并分析，从而实时监测窑炉内部的组分。由于窑炉内温度较高，如高达1400度，因此，采样探头通常采用如下耐高温材料：

1、采用陶瓷材料，但其脆性较高，易被窑炉内的落料砸破；降低了采样探头的使用寿命，相应地提高了成本。

2、采用钢材，但即使是采用耐热钢，也会存在氧化快、高温蠕变等问题，因此还需要冷却采样探头，目前通用的做法是使用开放式水冷循环或者封闭式油冷的技术，但冷却方法存在以下不足：

1、成本高。使用水冷或者油冷时，需要增加泵以驱动流动，管路复杂，增加了成本。

2、需要保护装置。使用封闭循环水冷或者油冷，在泵损坏或者停电时，需要及时将采样探头取出，否则会烧坏，因此一般都配备了UPS、导轨等设备，以备停电或者泵故障时将采样探头自动拔出。

3、可靠性低。封闭式水冷或者油冷，需要配备风机去冷却循环液，从而增加了成本，降低了可靠性。

4、运行费用高。使用开放式水冷，需要耗费大量的水，水流量40L/min，每年的运行费用接近6万。

发明内容

为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种实施简单、运行费用低、可靠性高、维护量小的高温采样探头的冷却方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高温采样探头的冷却方法，所述采样探头内设有采样通道，所述冷却方法为：散热工质直接或间接地吸收采样探头高温端的热量，并以沸腾散热的方式带走热量，从而冷却了所述采样探头。

采样通道一侧的散热工质直接吸收采样探头高温端的热量，沸腾后排走，从而冷却了所述采样探头。

作为优选，所述散热工质是间接吸收采样探头高温端的热量：

采样通道一侧的传热工质吸收采样探头高温端的热量，并将热量传给与传热工质相隔离的散热工质，散热工质沸腾后排走，从而冷却了所述采样探头。

传热工质的传热过程可以使用液体强迫对流，比如传热工质可以使用导热油，导热油在高温端吸收探头的热量，通过泵驱动对流，将热量带到散热端，并将热量传递给散热工质；

传热工质的传热过程也可以使用热管相变传热原理，比如传热工质可以是钾，钾在高温端吸热沸腾，气态的钾密度小，上升至散热端，释放热量给散热工质，并冷凝为液态的钾，流回到采样探头的高温端。

所述传热工质吸收热量后向采样探头的散热端移动，并将热量传递给所述散热工质。

作为优选，所述散热工质是水。

所述传热工质是液态的，在工作状态下的温度高于散热工质的沸点。

作为优选，所述传热工质和散热工质是水。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1、实施简单、成本低。由于使用沸腾散热方式，省去了水冷或者油冷装置中的管路、驱动泵、冷却风机，成本大大降低。

2、不需要保护措施。由于该冷却方法无需外部循环泵，消除了停电、循环泵故障带来的烧坏采样探头的风险，不需要额外的保护措施。

3、可靠性高。由于沸腾散热的效率极高，只要存在沸腾散热的工质，采样探头的温度就不会过高。

4、运行费用低。如果以水做沸腾散热工质，由于沸腾散热的效率极高，使用的水很少，一年的费用将低于2000元。

附图说明

图1是实施例1中采用了本发明冷却方法的装置的示意图；

图2是实施例2中采用了本发明冷却方法的装置的示意图；

图3是实施例3中采用了本发明冷却方法的装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详尽描述。

实施例1：

如图1所示，一种采用高温采样探头的冷却方法的装置，采样探头插入高温窑炉中，窑炉内温度高达1500度；所述装置包括采样通道1、传热工质腔2、沸腾散热腔3、吸液芯4、散热片5。

所述传热工质腔2设置在采样通道1的外围，而所述吸液芯4设置在传热工质腔2的内部。封闭的传热工质腔2中装有传热工质——蒸馏水。

所述沸腾散热腔3设置在采样探头的一端，散热片5设置在沸腾散热腔3内的采样探头的外围。开放的沸腾散热腔3内装有散热工质-水。

本实施例揭示了一种高温采样探头的冷却方法，采样探头内设有采样通道，所述冷却方法包括以下步骤：