一种热电偶固定装置及方法

文档序号:1935296 发布日期:2021-12-07 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种热电偶固定装置及方法 (Thermocouple fixing device and method ) 是由 张美杰 和奔流 陈建立 李建军 刘峰 祝永红 王丽艳 张军丽 杨倩 张建林 张燕 于 2021-08-25 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种热电偶固定装置及方法,属于冶金生产技术领域,解决了现有技术中热电偶与反应器不能有效接触时,导致的温度测量误差大的问题,本发明包括一端固定于还原炉外壁的外套管、一端穿过还原炉的外壁且与反应器外壁接触的热电偶,所述外套管内部中空且在远离还原炉的一端设置有通孔,所述热电偶贯穿该通孔与外套管套接在一起,热电偶与外套管内壁之间还设置有弹簧组,弹簧组的一端热电偶固定连接,另一端与外套管固定连接,使热电偶受到靠近反应器方向上的压力,其目的在于,能够实现热电偶与反应器可靠接触,且不受冷却风影响的热电偶固定装置及方法。(The invention discloses a thermocouple fixing device and a thermocouple fixing method, belongs to the technical field of metallurgical production, and solves the problems that when a thermocouple and a reactor cannot be effectively contacted, the invention comprises an outer sleeve with one end fixed on the outer wall of the reduction furnace, a thermocouple with one end passing through the outer wall of the reduction furnace and contacting with the outer wall of the reactor, the inner part of the outer sleeve is hollow, a through hole is arranged at one end far away from the reduction furnace, the thermocouple penetrates through the through hole and is sleeved with the outer sleeve, a spring group is also arranged between the thermocouple and the inner wall of the outer sleeve, one end of the spring group is fixedly connected with the thermocouple, the other end of the spring group is fixedly connected with the outer sleeve, so that the thermocouple is pressed in the direction close to the reactor, the thermocouple fixing device and the thermocouple fixing method aim at realizing reliable contact between a thermocouple and a reactor and are not influenced by cooling air.)

一种热电偶固定装置及方法

技术领域

本发明属于冶金生产技术领域,具体涉及一种热电偶固定装置及方法。

背景技术

镁热法生产海绵钛是在反应器中让镁与四氯化钛发生还原反应,生成大量的热,如果热量没有及时排出,将导致海绵钛烧结,影响蒸馏效果,使氯等杂质含量超标,降低海绵钛的等级。目前反应器温度的测量主要是通过热电偶与反应器直接接触测得,但在生产过程中存在接触不良,导致温度测试不准确,另外在具有强制散热功能的炉子中,风机吹风会带走热电偶探头的热量,使测得反应器温度偏低,导致反应器内的热量不能及时排出体系外,引起反应液面温度偏高,导致海绵钛烧结。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种热电偶固定装置及方法,能够实现热电偶与反应器可靠接触,且不受冷却风影响的热电偶固定装置及方法。

本发明采用的技术方案如下:

一种热电偶固定装置,包括一端固定于还原炉外壁的外套管、一端穿过还原炉的外壁且与反应器外壁接触的热电偶,所述外套管内部中空且在远离还原炉的一端设置有通孔,所述热电偶贯穿该通孔与外套管套接在一起,热电偶与外套管内壁之间还设置有弹簧组,弹簧组的一端热电偶固定连接,另一端与外套管固定连接,使热电偶受到靠近反应器方向上的压力。

采用上述技术方案,外套管固定在还原炉外壁上,弹簧组一端与外套管接触,另一端固定在热电偶上,在还原炉外在常温状态下,通过弹簧组的弹性使热电偶与反应器的接触更加可靠,解决热电偶与反应器外壁不能有效接触时,导致的温度测量误差大的问题。

进一步的,实现热电偶与反应器外壁压紧的具体实现结构,所述热电偶包括探测头和连接杆,所述探测头与反应器外壁接触,连接杆上还设置有挡板,所述弹簧组的一端与挡板固定连接,另一端与外套管远离还原炉端部内侧固定连接,弹簧组作用于挡板上,对连接杆施加靠近反应器方向的压力,使探测头与反应器外壁紧密接触。

进一步的,考虑到固定装置的安装和拆卸,所述外套管包括套座和套帽,所述套座固定与还原炉上,套帽可拆卸连接地连接在套座的端部,套座和套帽的连接方式可以为通过卡扣连接或者是螺纹连接。

进一步的,还包括内套管,内套管采用陶瓷材质制成,所述内套管套设在热电偶上且位于外套管的内部,且内套管靠近反应器一端为弧形,弧度与反应器外壁弧度相匹配,防止内套管与反应器留有缝隙,影响隔温效果,陶瓷材质的隔温隔热效果好,保护热电偶探头免受外界环境的影响,能更准确的测量出反应器内部的温度,解决冷却过程中,气流对热电偶探头造成的扰动,导致温度测量误差的问题。

进一步的,在没有安装套帽前,正常状态下,热电偶探头位置在陶瓷套管弧形端的外侧,保证弹簧的变形空间,使之与反应器外壁紧密接触。

进一步的,实现陶瓷套管和热电偶均可与反应器外壁紧密接触的具体实现结构,所述弹簧组包括内弹簧和外弹簧,所述外弹簧的一端与套帽远离还原炉端部内侧连接,另一端与内套管的远离还原炉端部外侧固定连接,所述内弹簧的一端与内套管的远离还原炉端部内侧固定连接,另一端与连接杆上的挡板固定连接,套帽通过两个弹簧将压力传导到陶瓷套管和热电偶上,使之与反应器紧密接触,进而使热电偶与反应器建立可靠接触。

优选的,所述内套管的内径比热电偶外径大5-50mm,保证在冷却过程中有足够的热缓冲空间。

优选的,内弹簧的硬度小于外弹簧的硬度,保证在弹簧的作用下,热电偶与陶瓷套管均与反应器外壁建立良好接触,不会随温度变化导致接触不良。

一种热电偶固定方法,包括如下步骤:

步骤1:还原炉外壁上预留出用于安装内套管的安装孔;

步骤2:将套座固定连接在还原炉外壁的安装孔处;

步骤3:件弹簧组、热电偶与内套筒组装成一个整体,并且安装在安装孔内,使热电偶的探测头与反应器外壁接触;

步骤4:将套帽与套座固定连接,使套帽给外弹簧向内的压力,使内套筒与反应器外壁紧密贴合,内弹簧给热电偶向内的压力,使探测头与反应器外壁紧密接触;

步骤5:拆卸,依次将套帽、热电偶与内套筒与反应器拆卸分离。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

1.外套管固定在还原炉外壁上,弹簧组一端与外套管接触,另一端固定在热电偶上,在还原炉外在常温状态下,弹簧组作用于挡板上,对连接杆施加靠近反应器方向的压力,使探测头与反应器外壁建立可靠接触,避免因接触不良导致的温度测量误差。

2.通过设置陶瓷材质的内套管,且其靠近反应器一端为弧形,弧度与反应器外壁弧度相匹配,防止内套管与反应器留有缝隙,对热电偶形成阻隔空间,保护热电偶探头免受外界环境的影响,能更准确的测量出反应器内部的温度,冷却过程中,套管保护热电偶免受外部气流扰动,使热电偶测量更加精准,能够真实反应出反应器外壁温度,进而更加准确的控制冷却时间,将还原反应产生的额外热量及时足量的排出体系外,避免反应器中心热量积聚,导致中部超温,进而提升海绵钛的致密度和品质。

3.本装置的弹性控制均在还原反应炉外,处于常温状态下,保证固定装置的可靠性。

4.陶瓷套管的内径比热电偶外径大5-50mm,保证在冷却过程中有足够的热缓冲空间。

5.本发明提供的一种热电偶的固定方法,操作简单,拆装方便,实用性高。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:

图1是本发明中一种热电偶固定装置及方法的结构示意图;

图2是本发明中热电偶的结构示意图;

图3是本发明套帽的结构示意图;

图4是本发明套座的结构示意图。

附图标记

1-还原炉、2-反应器、3-外套管、4-热电偶、5-通孔、6-弹簧组、7-探测头、8-连接杆、9-挡板、10-套座、11-套帽、12-内套管、13-内弹簧、14-外弹簧。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1-图4对本发明作详细说明。

一种热电偶固定装置,包括一端固定于还原炉1外壁的外套管3、一端穿过还原炉1的外壁且与反应器2外壁接触的热电偶4,所述外套管3内部中空且在远离还原炉1的一端设置有通孔5,所述热电偶4贯穿该通孔5与外套管3套接在一起,热电偶4与外套管3内壁之间还设置有弹簧组6,弹簧组6的一端热电偶4固定连接,另一端与外套管3固定连接,使热电偶4受到靠近反应器2方向上的压力;在还原炉1外在常温状态下,弹簧组6作用于热电偶4上,对热电偶4施加靠近反应器2方向的压力,通过弹簧组6的弹性使热电偶4与反应器2的接触更加可靠,解决热电偶4与反应器2外壁不能有效接触时,导致的温度测量误差大的问题。

进一步的,实现热电偶4与反应器2外壁压紧的具体实现结构,所述热电偶4包括探测头7和连接杆8,所述探测头7与反应器2外壁接触,连接杆8上还设置有挡板9,所述弹簧组6的一端与挡板9固定连接,另一端与外套管3远离还原炉1端部内侧固定连接,弹簧组6作用于挡板9上,对连接杆8施加靠近反应器2方向的压力,使探测头7与反应器2外壁紧密接触。

进一步的,考虑到方便固定装置的安装和拆卸,将外套管3设置为分体式,具体包括套座10和套帽11,所述套座10固定与还原炉1上,套帽11可拆卸连接地连接在套座10的端部,套座10和套帽11的连接方式可以为卡扣连接或者是螺纹连接的方式实现可拆卸连接;拆卸时,将套帽11从套座10上拆卸下后,才能对内部的内套筒的热电偶4进行拆卸。

进一步的,为了提升内套管12对热电偶4的保温效果和以及防止气流对热电偶4探头造成的扰动的效果,内套管12采用隔热隔温性能好的材质,优选为陶瓷材质,所述内套管12套设在热电偶4上且位于外套管3的内部,且内套管12靠近反应器2一端为弧形,弧度与反应器2外壁弧度相匹配,防止内套管12与反应器2留有缝隙,影响隔温效果,陶瓷材质的隔温隔热效果好,保护热电偶4探头免受外界环境的影响,能更准确的测量出反应器2内部的温度,解决冷却过程中,气流对热电偶4探头造成的扰动,导致温度测量误差的问题。

进一步的,在没有安装套帽11前,正常状态下,热电偶4探头位置在陶瓷套管弧形端的外侧,保证弹簧的变形空间,使之与反应器2外壁紧密接触。

进一步的,实现陶瓷套管和热电偶4均可与反应器2外壁紧密接触的具体实现结构,所述弹簧组6包括内弹簧13和外弹簧14,所述外弹簧14的一端与套帽11远离还原炉1端部内侧连接,另一端与内套管12的远离还原炉1端部外侧固定连接,所述内弹簧13的一端与内套管12的远离还原炉1端部内侧固定连接,另一端与连接杆8上的挡板9固定连接,套帽11通过两个弹簧将压力传导到陶瓷套管和热电偶4上,使之与反应器2紧密接触,进而使热电偶4与反应器2建立可靠接触。

优选的,所述内套管12的内径比热电偶4外径大5-50mm,使内套管12与热电偶4之间留有空隙,保证在冷却过程中有足够的热缓冲空间。

优选的,内弹簧13的硬度小于外弹簧14的硬度,保证在弹簧的作用下,热电偶4与陶瓷套管均与反应器2外壁建立良好接触,不会随温度变化导致接触不良。

一种热电偶4固定方法,包括如下步骤:

步骤1:还原炉1外壁上预留出用于安装内套管12的安装孔;

步骤2:将套座10固定连接在还原炉1外壁的安装孔处;

步骤3:件弹簧组6、热电偶4与内套筒组装成一个整体,并且安装在安装孔内,使热电偶4的探测头7与反应器2外壁接触;

步骤4:将套帽11与套座10固定连接,使套帽11给外弹簧14向内的压力,使内套筒与反应器2外壁紧密贴合,内弹簧13给热电偶4向内的压力,使探测头7与反应器2外壁紧密接触;

步骤5:拆卸,依次将套帽11、热电偶4与内套筒与反应器2拆卸分离。

使用时,还原反应器2放入还原炉1后,通过还原炉1上的套管将陶瓷套管和热电偶4送入炉内并与反应器2接触,然后套帽11通过卡扣或者螺纹连接的方式与炉外壁上的套座10连接,套帽11底部通过外弹簧14将压力传导给陶瓷套管,使之与反应器2外壁紧密接触,同时热电偶4收到内弹簧13施加的向内的压力,使探测头7抵触到反应器2外壁,从而保证热电偶4的探测头7与反应器2紧密接触。热电偶4与陶瓷套管均是通过弹簧与反应器2外壁建立良好接触,不会随温度变化导致接触不良。当温度高于设定上限后,冷却风机启动,低温气流仅使陶瓷套管的外壁温度有所下降,但热电偶4探测头7位置并未受到影响,能够真实反应出反应器2外壁温度,进而更加准确的控制冷却时间,将还原反应产生的额外热量及时足量的排出体系外,避免反应器2中心热量积聚,导致中部超温,影响海绵钛的致密度和品质。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术方案构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。

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