Устройство для измерения температуры вращающихся объектов Советский патент 1977 года по МПК G01K13/08 

Изобретение относится к области тепловых измерений и предназначено для измерения температур вращаюпдихся объектов, например роторов, электромашин, насосов, центрифуг. Для измерения температуры во вращающихся объектах применяют устройства, содержащие термопары. В известном устройстве один спай расположен в месте измерения температуры вращающегося объекта, другой спай - в неподвижном термостате с известной температурой. Электрически они соединены токосъемным устройством с контактными кольцами, выполненными обычно из меди 1. Недостатком устройства является неравенство температур промежуточных спаев, вследствие этого имеет место возникновение паразитных термо-ЭДС, что снижает точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Для этого термостат соосно скреплен с вращающимся объектом и снабжен внутренними продольными перегородками и торцовым буртиком, при этом термостат окружен концентрпчно расположенной, неподвижной, теплоизолирующей камерой, снабженной трубами отвода паров и л идкости. На фиг. 1 изображено нредлагаемое устройство; термостат расположен на торце вала вращающегося объекта (ротора); на фиг. 2- то же, вал находится внутри термостата. Устройство содержит (см. фиг. 1) термостат 1 « термопару, свободные спаи 2 которой размещены в термостате 1, а рабочий спай 3- во вращающемся объекте, токосъемное устройство .с контактными кольцами 4, измерительный прибор 5 и соединительные провода 6. Измерительная цепь образована из термопары, контактных колец, соединительных проводов и измерительного прибора, соединенных в замкнутую цепь. Соединительные провода, контактные кольца и провода термонары, подсоединенные к контактным кольцам, выполнены из идентичных материалов но термоэлектрическим свойствам. Термостат 1 и свободные спаи 2- и термопары выполнены вращающимися. Термостат установлен соосно с вращающимся объектом и в нем размещены свободные спаи. Свободные сгаи непосредственно образованы термоэлектродами 7, общими с рабочим спаем и проводами 8. Рабочий и свободный снай могут быть соединены и через соответствующие удлинительные провода. Неподвижный измерительный прибор 5 соединен с токосъемным устройством соединительными провода.ми 8 из того же. материала, что и провода 6, соединяющие контактные кольца со свободными спаями. Термостат 1 выполнен в виде полой цилйН дрической камеры с кольцевым буртиком 9 на торце, отверстиями Для прохождения жидкости и пара, подводящей трубки 10, уплотнения 11 Для введения в полость термостата проводов 7 и :8 термопары. На внутренней поверхности выполнены продольные ребра (перегородки) . Свободные спаи 2 располол :ены внутри термостата 1 на окружности диаметром несколько большим внутреннего диаметра буртика. Термостат окружен теплоизолирующей неподвижной камерой 12 и крышками 13, имеющими отверстиями для выхода пара и жидкости. В случае использования термостатирующей жидкости € температурой кипения выше температуры окружающей среды для поддержания кипения жидкости в кольцевом слое термостат снабжен электронагревателем (на чертеже не показано). При использовании жидкостей, температура кипения которых ниже температуры окружающей среды (обычно комнатной температуры), кипение их происходит за счет теплопритоков извне. В помещении в зоне выхода паров из устройства должна быть предусмотрена отсасывающая вентиляция и дренажи для жидкости. При использовании в качестве термостатирующей жидкости азота, инертных газов и т. п. их пары выпускаются из камеры 12 непосредственно в помещение, где расположено устройство. Выбор термостатирующей л идкости зависит от конкретных условий, в которых производят измерение. В качестве термостатирующей жидкости применяют пеэлектропроводные, не агрессивные по отношению к материалам в термостате, иевзрывоопасные и нетоксичные жидкости, кипящие при атмосферном давлении. Устройство работает следующим образом. Температуру вращающихся объектов измеряют при известпой температуре свободных спаев 2, обеспечиваемой кипящей термостатирующей жидкостью во вращающемся термостате 1. При вращении термостата 1 соосно с объектом измерения жидкость под действием центробежных сил растекается по его внутренней поверхности кольцевым слоем, у внутренней поверхности которого расположены свободные спаи. Наличие ребер препятствует проскальзыванию кольцевого слоя жидкости относительно вращающегося термостата. Подача жидкости при температуре насыщения и Давлении, близком к атмосферному, па Груб ке 10 отрегулирована так, чтобы с малым избытком компенсировать ее испарение и поддерживать постоянным уровень кйльЦевого слоя. Излишки жидкости переливаются Через буртик 9 и отверстия в камере термостата. Образовавшиеся пары отводятся через отверстия в термостате в теплоизолирующую камеру 12 и далее через отверстия в камере 12 или крышках 13. Изоляционный кожух и крышки, окружающие термостат, улучшают условия термостатирования свободных спаев, уменьшают потребный расход жидкости. При наличии разности температур между рабочим и свободным спаем возникает термо-ЭДС, пропорциональная этой разности, и по измерительной цепи потечет ток. В виду того что контактные кольца 4 токосъемного устройства, провода -8, идущие к ним от свободных спаев, соединительные провода 6 к измерительному прибору 5 выполнены из материалов с одинаковыми термоэлектрическими свойствами, в местах их соединения не возникает паразитных термо-э.д.с. В результате точность измерения температуры вращающихся объектов повьпиается. Формула изобретения 1.Устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее рабочий спай термопары, установленный на вращаюш,емся объекте, свободные спаи термопары, размещенные в термостате с термостатирующей л идкостью, контактные кольца и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, термостат соосно скреплен с вращающимся объектом и снабл ен внутренними продольными перегородками и торцовым буртиком. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что термостат окружен теплоизолирующей, концептричпо расположенной, неподвижной камерой, снабл енной трубами отвода паров и жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Чебыкин Г. А. «Методика измерения температуры и скорости движения газа по каналам обмотки ротора турбогенератора. Труды НИИ электропромышленности, т. I, Москва, 1959, стр. 294-311.

12

Риг