[实用新型]一种双层套管抽气热电偶结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及抽气热电偶领域，具体为一种双层套管抽气热电偶结构。

背景技术

传统水冷套管式抽气热电偶质量大，使用时存在安全隐患，且不能实现长时间在线测量烟气温度。

中国专利CN2599552Y公开了一种耐火材料保护套管抽气热电偶，该抽气热电偶改进原有的水冷套管式抽气热电偶为耐火材料保护套管式抽气热电偶，其主要包括热电偶、套管和不锈钢管；然而这种热电偶由于辐射导致测量误差大，且热电偶使用寿命不长。

实用新型内容

为了克服现有的抽气热电偶由于辐射导致测量误差大，且使用寿命不长的不足，本实用新型旨在提供一种双层套管抽气热电偶结构，该热电偶测温温度高、测温误差低、使用寿命长、结构合理、操作相对方便及抽气设备选用方便。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种双层套管抽气热电偶结构，包括内套管和套装在内套管外的外套管；所述内套管内设有沿其轴线方向布置的热电偶；其结构特点是，所述内套管与热电偶的测量端之间设有屏蔽罩，且屏蔽罩与内套管之间具有间隙；所述内套管与一抽气管连通。

以下为本实用新型的进一步改进的技术方案：

为了方便安装屏蔽罩和固定热电偶，所述屏蔽罩的外壁面设有与内套管保持接触的外支架，该屏蔽罩的内壁面上设有固定热电偶的内支架，进一步地，屏蔽罩的外壁面设有三角支架，该屏蔽罩的内壁面上设有三角支架。

进一步地，所述屏蔽罩沿其轴线方向的长度为60mm~100mm，可有效减小因辐射造成的测量误差。

所述内套管和外套管在热电偶的测量端为内径渐缩式结构，该内套管和外套管的渐缩段长度为400mm~600mm。由此，测量端采用渐缩式结构可起到节流作用，从而可在相同的抽气量、层数和黑度条件下，提高高温气流对热电偶的对流传热系数，进一步减小测温误差。

所述内套管和外套管之间设有容纳粉体耐火材料的封闭腔，该内套管和外套管之间的间隙为3mm~5mm。其中粉体耐火材料为低导热系数的粉体耐火材料，可以有效地提高热电偶内套管的温度，进一步减少测温误差。

所述外套管的测温端上装有管板。进一步地，所述管板上开有通气孔，由此，既减少了进气口的轴向热辐射损失，提高了测温精度，又因开孔减轻了管板的自重。

所述抽气管外套装有水冷套管，该水冷套管与所述外套管通过法兰相连。由此，测温时水冷套管处于常温环境中，通过水冷套管冷却，降低了所测气体出口温度，因而增加了抽气方式选用的灵活性，既可采用抽气机抽气，又可采用喷射器抽气。

优选地，所述屏蔽罩与内套管之间的间隙为10mm~15mm。

所述内套管和屏蔽罩均由轻质碳化硅材料制成，所述外套管由高温强度性能好的氧化锆陶瓷材料制成，既赋予了热电偶较高的测温灵敏性，又保证热电偶测量端承重所需的较高强度性能。抽气热电偶可在1600℃的高温环境下短期使用，在1400℃的高温下可长期使用。由此，窑内部分均为耐高温材料套管，窑外部分装水冷却套管，降低设备的投资和重量，减少水管泄露问题造成的窑体内部损害，便于更换，成本低。

以下以一种具体的例子对本实用新型做进一步的描述：

一种渐缩式双层保护套管抽气热电偶结构，伸入窑内部分采用长2000mm的填充粉末状耐火材料的渐缩式双层耐火保护套管，窑外部分采用长2000mm水冷套管冷却。窑内部分内套管采用碳化硅材料制成，该套管前段渐缩部分长500mm，入口段内径90mm，后段直管部分内径30mm，整个套管管壁厚度均为6mm。为进一步降低辐射误差，在内套管的热电偶测量端，另加有一层长80mm的有三角支架的屏蔽罩，三角支架有一定坡度用以固定其自身，屏蔽罩内设有三角支架用来搁置热电偶，屏蔽罩由碳化硅材料制成，该屏蔽罩可进一步减小辐射误差；热电偶架空固定在屏蔽罩内。外套管采用一种耐高温性能优良的氧化锆陶瓷材料制成，其与内套管的间隙为4mm，管壁厚度10mm，形状与内套管一致。内层和外套管的间隙空间用来填充低导热系数的粉体耐火材料，在填充粉体的套管两端用管板加以密封来防止泄露，该处管板为带通气孔的管板。窑外部分的水冷套管采用耐热不锈钢材料制成，窑内外两部分采用法兰连接。