Термоэлектрический преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01K7/02 

1

(21)4772757/10 (22)22.12.89 (46)07.09.92. Бюл. №33

(71)Филиал Научно-исследовательского института химических продуктов

(72)В.П.Нелаев, С.Д.Бобков и А.В.Дробыш

(56)1. Патент США № 3935032, кл.С01 К 7/02, 1976.

2. Заявка ФРГ № 3709739, кл. G01 К 1/14, 1988.

(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

(57)Использование: термометрия высокотемпературных сред, находящихся под избыточным давлением. Сущность изобретения: термоэлектрический термометр содержит резьбовой штуцер с пропущенными через него термоэлектродами, полую пробку и защитную гильзу, охватывающую термоэлектроды вблизи рабочего спая. Пробка поджата к одному из торцов фланца ниппеля, в контакте с другим торцом которого установлена часть ступенчатой втулки из эластичного материала большего диаметра. Другая часть втулки, меньшего диаметра, выполненная составной, размещена в полости защитной гильзы. Ниппель размещен внутри гибкой трубки, конец которой зажат между ним и поверхностью проточки, выполненной изнутри пробки. Во втулке выполнены два сквозных отверстия для термоэлектродов. Пробка и защитная гильза образуют резьбовое соединение со штуцером. 1 ил.

(Л

С

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры различных сред, находящихся под избыточным давлением.

Известен термоэлектрический преобразователь, содержащий корпус, с одним из концов которого разьемно соединен уплотненный наконечник, в котором размещен рабочий спай термопары. Теплоэлектроды термопары пропущены через корпус и загерметизированы в области холодных спаев с помощью узла управления 1. Недостатком известного устройства является сложность конструкции, снижающая его надежность.

Известен термоэлектрический термометр, содержащий резьбовой штуцер с пропущенными через него термоэлектродами, окруженными на части их длины вблизи рабочего спая защитной гильзой, полую цилиндрическую пробку, размещенную со- осно штуцеру и образующую с ним резьбовое соединение, и узел уплотнения с герметизирующей прокладкой 2. Недостатком известного устройства является низкая надежность, особенно в условиях импульсного воздействия высокотемпературной среды, из-за разгерметизации защитной гильзы вследствие ее разрушения, а также отсутствия герметизации резьбового штуцера.

Целью изобретения является повышение надежности в условиях импульсного воздействия высокотемпературной среды.

Цель достигается тем, что в термоэлектрический преобразователь, содержащий резьбовой штуцер с пропущенными через него термоэлектродами, окруженными на

VJ

О О СО

о ю

части их вблизи рабочего спая защитной гильзой, полую цилиндрическую пробку, размещенную соосно штуцеру и образующую с ним резьбовое соединение, и узел уплотнения с герметизирующей проклад- кой, введены гибкая трубка, ниппель с фланцем и ступенчатая втулка из эластичного материала с двумя сквозными отверстиями для термоэлектродов, часть которой меньшего диаметра, выполненная составной, размещена в полости защитной гильзы, образующей резьбовое соединение со штуцером, а часть большего диаметра установлена в контакте с одним из торцов фланца ниппеля, к другому торцу которого поджата цилиндрическая пробка, при этом конец гибкой трубки зажат между ниппелем, размещенным внутри нее, и поверхностью проточки, выполненной изнутри цилиндрической пробки, а герметизирую- щая прокладка установлена в проточке, выполненной на наружной поверхности штуцера.

На чертеже изображен общий вид термоэлектрического преобразователя.

Термоэлектрический преобразователь содержит термоэлектроды 1 с открытым рабочим спаем 2, съемно размещенные в ступенчатой втулке 3, выполненной из эластичного материала (например, тефлона или фторопласта 4) с двумя сквозными отверстиями для термоэлектродов 1. Втулка 3 съемно расположена в резьбовом штуцере 4 с защитной гильзой 5. Часть втулки 3 с большим диаметром поджата в штуцере 4 цилиндрической пробкой 6 с проточкой для вывода свободных концов термоэлектродов 1. Часть втулки 3 с меньшим диаметром состоит из отдельных бусин 7, размещена в полости защитной гильзы 5, образующей резьбовое соединение со штуцером 4. Термоэлектрический преобразователь снабжен ниппелем 8, выполненным с кольцевым фланцем 9 на основании и съемно установленным с надетой на него гибкой соединительной труб- кой 10 в отверстии цилиндрической пробки 6 над ступенчатой втулкой 3. Часть ступенчатой втулки 3 большего диаметра установлена в контакте с одним из торцов фланца ниппеля 8, к другому торцу которого поджата цилинд- рическая пробка 6, при этом конец гибкой трубки 10 зажат между ниппелем 8, размещенным внутри нее, и поверхностью проточки, выполненной изнутри цилиндрической пробки. Герметизирующая прокладка 11 ус- тановлена в проточке, выполненной на наружной поверхности штуцера 4, и обеспечивает герметизацию между штуцером 4 и корпусом 12 установки.

Соединение пробка-штуцер поджимает и фиксирует все элементы конструкции.

Работает термоэлектрический преобразователь следующим образом.

Среда с динамически изменяющимися характеристиками воздействует на защитную гильзу 5, втулку 3 и термоэлектроды 1 с открытым рабочим спаем 2. Гильза 5 и втулка 3, упруго деформируясь, частично гасят нагрузку, действующую на арматуру термометра. Термоэлектроды 1 и рабочий спай 2 также упруго деформируются, размещенные в эластичной втулке 3, и регистрируют температуру среды. Герметизация объема, в котором находится среда под избыточным давлением, осуществляется за счет прокладки 11, зажатой между штуцером 4, корпусом 12 и втулкой 3.

Производились измерения температур до 1500-2000°С скоростных газовых потоков в импульсных газогенераторах при избыточных давлениях до 40 МПа на различных глубинах нагружения рабочего спая. Одна ступенчатая втулка из тефлона в среднем эксплуатировалась в 40-60 измерениях по 0,5-2С с в каждом. При этом одна втулка позволяла произвести замену 3-5 термопар, вышедших из строя.

При необходимости размещения рабочего спая 2 на различной глубине погружения снимается гильза 5, ослабляется затяжка пробки 6 и термоэлектроды 1 протягиваются через втулку 3 до необходимой длины. Часть втулки 3 с меньшим сечением набирается из необходимого количества бусин 7 и ввинчивается новая гильза с необходимой длиной погружаемой части.

Формула изобретения

Термоэлектрический преобразователь, содержащий резьбовой штуцер с пропущенными через него термоэлектродами, окруженными на части их длины вблизи рабочего спая защитной гильзой, полую цилиндрическую пробку, размещенную соосно штуцеру и образующую с ним резьбовое соединение, и узел уплотнения с герметизирующей прокладкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в условиях импульсного воздействия высокотемпературной среды, находящейся под избыточным давлением, в него введены гибкая трубка, ниппель с фланцем и ступенчатая втулка из эластичного материала с двумя сквозными отверстиями для термоэлектродов, часть которой меньшего диаметра, выполненная составной, размещена в полости защитной гильзы, образующей резьбовое рединение со штуцером, а часть ступенчатой втулки большего диаметра установлена в контакте с одним из торцев фланца ниппеля, к другому торцу которого поджата цилиндрическая пробка, при этом конец гибкой трубки зажат между ниппелем, размещенным внутри нее, и поверхностью проточки, выполненной изнутри цилиндрической пробки, а герметизирующая прокладка установлена в проточке, выполненной на наружной поверхности штуцера.