Устройство для определения теплопроводности теплоизолированных труб Советский патент 1988 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к теплофизи- ческим исследованиям и может быть использовано для определения коэффициента теплопроизводности твердых ма-

на 3 один конец которой незакреплен, размещен на расстоянии от нагревателя и со.единен через пружину 4 сжатия с гибким элементом 5, на котором

териалов, в ных труб.

частности теплоизолирован- (напаяна термопара 6. Пружина 4 установлена во втулке 7, верхний конец которой имеет срез (фиг.2) в сторону незакрепленного конца пластины 3, причем наибольшая высота втулки 7 короче пружины 4, находящейся в несжатом состоянии. Втулка 7 установлена на пружине таким, образом, чтобы обеспечить свободное перемещение уст- 15 ройства в теплоизолированной трубе 8. Для вывода термопары 6 -из контакта устройство снабжено тросом 9.

Целью изобретения является повышение точности определения теплопровод- ности теплоизолированных труб при снижении времени на его измерение.

Вьшолнение узла поджатия термопары на незакрепленном конце термобиметаллической пластины и размещение пружины с термопарой во втулке позволяют независимо от внутреннего диаметра трубы в широком температурном диапазоне (250-350°С) осуществи ть перемещение термопары внутри трубы на заданную величину и плотно прижать термопару к ней.

Выполнение верхней части втулки со скошенной поверхностью также позволяет осзтцествить наиболее плотное поджатие термопары к внутренней поверхности трубы, так как геометрические размеры втулки (наименьшая и наибольшая ее высоты, диаметр) однознач

но связаны с размерами трубы и харак- 30 установившимся тепловым потоком прона 3 один конец которой незакреплен, размещен на расстоянии от нагревателя и со.единен через пружину 4 сжатия с гибким элементом 5, на котором

новлена во втулке 7, верхний конец которой имеет срез (фиг.2) в сторону незакрепленного конца пластины 3, причем наибольшая высота втулки 7 короче пружины 4, находящейся в несжатом состоянии. Втулка 7 установлена на пружине таким, образом, чтобы обеспечить свободное перемещение уст- ройства в теплоизолированной трубе 8. Для вывода термопары 6 -из контакта устройство снабжено тросом 9.

Устройство работает-следующим образом.

В тейлоизолированную трубу 8 вводят нагреватель 1, который центриру- «ется с помощью теплоизолированных дисков 2. Для обеспечения нормального прохождения узла поджима термопары 6 по телу трубы 8 пружину 4 отжимают посредством натяжения троса 9. Б заданном месте измерения трос 9 ослабевают . На нагреватель J подают напря-

жение, при котором в соответствии с

Изобретение относится к теплофи- зическим исследованиям, в частности к устройствам, позволяющим определить теплопроводность теплоизолированных труб. Цель изобретения - повышение точности определения теплопроводности теплоизолированных труб. -Устройство состоит из нагревателя с центрирующими дисками. К нагревателю прикреплена термобиметаллическая пластина, у которой на незакрепленном конце установлена пружина, размещенная во втулке. Втулка сверху имеет скошенную поверхность с возможностью взаимодействия этой поверхности с внутренней поверхностью трубы 8 при создании теплового потока от нагревателя . К пружине 4 прикреплен гибкий элемент 5 с впаянной термопарой. Высота втулки определяется из соотношений: h (R - f)/cos/(arsin(f/l); Н d /cos/arcsin(f/l/), где h, Н - наименьшая и наибольшая высоты втулкиj 1 - расстояние от поверхности нагревателя ро поверхности трубы; f - стрела прогиба и длина термо- биметаллической пластины; d - диаметр втулки. 3 ил. ( (Л со О5 О) со ю ;о

теристикамй термобиметаллической пластины, и создать такой тепловой поток от источника тепла постоянной мощности, который будет не меньше значения, обеспечивающего перемещение термоби металлической пластины с втулкой и термопарой к внутренней поверхности трубы, при этом будет осуществляться надежный контакт с трубой.

Кроме того, устройство позволяет проводить определение теплопроводности в широком температурном интервале (250-350°С), что расширяет возможное ти его использования, снижая при этом время на одно измерение.

На фиг. схематично изображено . устройство для определения теплопроводности теплоизолированных труб j на фиг.2 - втулка в нерабочем (а) и рабочем (б) положениях; на фиг.З - рабочее положение втулки для определения геометрических размеров.

Устройство состоит из нагревателя , например, представляющего собой керамический стержень с равномерной обмоткой из нихромового провода, и центрирующих торцовых теплоизолированных дисков 2. К нагревателю 1 прикреплена термобиметаллическая пластиисходит нагрев измеряемого уча стка трубы. По i4epe нагрева измеряемого участка происходит нагрев и термобиметаллической пластины 3, свободный

конец которой начинает приподниматься, приближая втулку 7 с пружиной 4, гибким элементом 5 и термопарой 6 к внутренней поверхности трубы 8. Для определения эффективного коэффициен-

та теплопроводности на измеряемом участке поддерживают опрёделенньй температурный режим (250-350°С), под действием которого снижается жесткость пружины 4, нарушая контакт термопары б с внутренней поверхностью трубы 8, при этом гибкий элемент 5 с термопарой 6 опускается до упора в наибольшую высоту втулки 7. Верхний конец втулки 7 срезан под углом в .

сторону незакрепленного конца биметаллической пластины 3 и равен максимально возможному углу между термобиметаллической пластиной 3 и нагревателем 1.

Одновременно с помощью пластины 3 осзпдествляется подъем втулки, которая срезанной поверхностью с расположенным на ней гибким элементом 5 и Tejj- мопарой 6 .стремиться прийти в сопря-

жение с внутренней поверхностью трубы. Размеры втулки 4 (ее диаметр, наименьшая и наибольшая высота) связаны с расстоянием от нагревателя J до поверхности трубы 8, длиной термобиметаллической пластины 3 и ее перемещением (фиг.З).

Таким образом, наличие определенных геометрических размеров втулки, пластины и расстояния между поверхностями нагревателя и трубы позволяет обеспечить надежный контакт термопары с внутренней поверхностью трубы, и, следовательно, повысить точность определения коэффициента теплопроводности.

Формула изобретения

Устройство для определения теплопроводности теплоизолированных труб, содержащее нагреватель с центрирующими торцовыми дисками, пружину, на од- I .

ном из концов которой установлена .

гибкая пластина с термопарой, отличающееся тем, что, с

целью повьшения точности определения, на нагревателе под углом к его поверхности установлена термобиметаллическая пластина, незакрепленный конец которой соединен с другим концом пружины, размещенной во втулке, верхняя часть которой выполнена со срезом в сторону незакрепленного кои- ца пластины, причем высота втулки выбрана из соотношений: R - f .

h

cos(arcsin -т-)

H

где h, H - R

f, 1 V

+ d

cos(arcsin )

наименьшая и наибольшая высота-втулки; расстояние от поверхности нагревателя до поверхности трубы; стрела прогиба и длина термобиметаплической пластины; диаметр втулки.

7

Г N

В

фиаЗ

сриг.2