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熱偶套管的制作方法

文檔序號:5893777閱讀:925來源:國知局
專利名稱:熱偶套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型屬于溫度檢測領(lǐng)域,特別涉及一種用于高溫高流速環(huán)境下的熱偶套管。
在石油化工以及其他化學(xué)工業(yè)經(jīng)常使用熱電偶來測量管道中流體介質(zhì)的溫度,在許多特殊情況下管道中流體的溫度可達800℃以上,而且介質(zhì)的流速很高。例如在乙烯裂解爐運行過程中主要有四個參量原料進料流速、稀釋蒸汽流速、輻射段盤管出口壓力和輻射段盤管出口溫度COT,這些參量都要實現(xiàn)穩(wěn)定控制。輻射段盤管出口溫度COT,它是主要反映裂解深度的參變量,一般控制在850℃左右,如產(chǎn)生20℃-30℃的變化就會對裂解深度產(chǎn)生顯著影響,進而影響乙烯的產(chǎn)率。目前國內(nèi)外乙烯裝置裂解爐輻射段盤管出口溫度COT是使用熱偶進行測量的,用來封裝該熱偶套管為單層套管,熱偶絲在套管的中心軸線上,套管頭部的斜面為圓弧形狀與套管軸線成45°角(如

圖1所示)。當(dāng)熱偶套管頭部插入到爐管中時,套管頭部圓弧形狀的斜面恰好與爐管內(nèi)壁的弧形吻合,避免影響介質(zhì)正常流動和減少高溫高速流動的介質(zhì)對套管的磨損。這種套管內(nèi)封裝的熱電偶只插在了管壁處,因此測量的只是管壁處溫度,不是爐管中介質(zhì)的實際溫度,該溫度與正常操作的實際溫度相差80℃左右。熱偶套管不能插入爐管內(nèi)的主要原因有首先是流體介質(zhì)對熱偶套管沖刷磨損嚴(yán)重,容易造成套管磨損使介質(zhì)外漏而產(chǎn)生火災(zāi);其次是由于熱偶套管較粗(一般為φ70),對介質(zhì)的流動阻礙太大。
本實用新型目的就是為了克服上述不足,提供一種能準(zhǔn)確測量爐管內(nèi)溫度,對介質(zhì)流動影響很小,不易磨損,更安全、更可靠的熱偶套管。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型的熱偶套管,包括法蘭、與法蘭焊接在一起的外套管、內(nèi)套管和外套管封頭、卡套壓帽、密封圈、熱偶護管等,外套管封頭前端為扁薄魚脊型,扁薄魚脊型的外邊沿與外套管軸線夾角為銳角,它的另一邊沿與外套管封頭的圓弧面成為一體;內(nèi)套管的封閉端插入外套管封頭的銳角處,另一端穿透法蘭的圓心并焊接在法蘭圓心上。
熱偶護管以錐管螺紋與法蘭連接,且在熱偶護管的端頭設(shè)有卡套壓帽和密封圈。外套管封頭前端扁薄魚脊型的表面噴鍍有耐磨介質(zhì)層。外套管內(nèi)填充有耐熱保溫材料。
由于本實用新型的熱偶套管前端采用了“扁薄魚脊型”,裝有熱偶絲的內(nèi)套管偏心的伸入“扁薄魚脊型”的底部,“扁薄魚脊型”表面噴涂有耐磨材料。因此,熱偶套管的前端“扁薄魚脊型”部分可插入到爐管內(nèi)部,能準(zhǔn)確的測量爐管內(nèi)的真實溫度。插入到爐管內(nèi)的“扁薄魚脊型”部分截面積小于爐管截面積的十分之一,固對爐管中介質(zhì)的流動影響可以忽略不計。另外,熱偶絲在內(nèi)外套管的雙重保護下以及熱偶護管端頭設(shè)置的密封圈和卡套壓帽的密封作用下,假設(shè)內(nèi)外熱偶套管都被流體沖刷漏了,爐管內(nèi)的高溫易燃易爆介質(zhì)也將被封閉在熱偶套管內(nèi),不至于外漏而引起火災(zāi)。在內(nèi)套管和外套管之間填充耐熱保溫材料,可減少環(huán)境對溫度測量的影響。
圖1是以有技術(shù)熱偶套管的安裝結(jié)構(gòu)示意圖;其中4是熱偶套管,9是熱偶,11是被測介質(zhì)的管道。
圖2是本實用新型的熱偶套管安裝結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本實用新型的熱偶套管結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是圖3的A向視圖,即本實用新型熱偶套管插入被測介質(zhì)管道部分,沿介質(zhì)管道軸線方向的視圖。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明如圖3所示,熱偶套管的外套管封頭(1)前端為“扁薄魚脊型”,其寬度與被測溫的爐管(11)半徑相近,“扁薄魚脊型”部分與外套管封頭(1)的弧型柱面(10)成為一體,且“扁薄魚脊型”外沿邊線以及弧型柱面(10)與外套管(4)的軸線夾角為銳角,該銳角一般為45°;內(nèi)套管(2)的封閉端傾斜的插入外套管封頭(1)的銳角處附近,另一端穿透法蘭(5)的圓心,并焊接在法蘭(5)上,熱偶(9)能在法蘭(5)的外側(cè)直接插入內(nèi)套管(2)內(nèi);熱偶護管(7)以錐管螺紋與法蘭(5)連接,錐型螺紋可保證連接處的密封效果,且在熱偶護管(7)的端頭設(shè)有卡套壓帽(6)和密封圈(8),當(dāng)卡套壓帽(6)旋緊時擠壓密封圈(8)使熱偶(9)和與熱偶護管(7)之間處于完全密封狀態(tài);在外套管封頭(1)前端“扁薄魚脊型”的表面熱噴涂有耐溫耐磨陶瓷材料,提高套管在高溫狀態(tài)下的耐磨損性能;在內(nèi)套管(2)和外套管(4)之間填充有含鋯耐火纖維ZA保溫材料(3),可以減少環(huán)境對溫度測量的影響。
如圖2所示,法蘭(5)、內(nèi)套管(2)、外套管(4)、爐管(11),當(dāng)熱偶套管安裝在爐管上時,外套管(4)與爐管(11)兩軸線間夾角為45°;外套管封頭(1)的前端“扁薄魚脊型”部分插入到爐管(11)內(nèi)接近軸線的位置處,外套管封頭(1)前端的“扁薄魚脊型”部分橫截面要小于爐管(11)的橫截面的十分之一,以保證對爐管(11)內(nèi)沿箭頭方向流動流體的流速影響可以忽略不計。
本實用新型的熱偶套管樣機在乙烯裂解爐上安裝使用了兩年,效果良好。通過現(xiàn)場的實際運行證明,該熱偶套管結(jié)構(gòu)新穎,設(shè)計獨特,具有較好的耐溫、耐磨損性能以及很強的防介質(zhì)外漏性能,適合在高溫、高速流動介質(zhì)條件下使用。
權(quán)利要求1.一種熱偶套管,包括法蘭(5)、與法蘭(5)焊接在一起的外套管(4)、內(nèi)套管(2)、外套管封頭(1)、卡套壓帽(6)密封圈(8)、熱偶護管(7),其特征是外套管封頭(1)前端為扁薄魚脊型,它的外邊沿與外套管(4)軸線夾角為銳角,它的另一邊沿與外套管封頭(1)的弧型柱面(10)成為一體;內(nèi)套管(2)的封閉端插入外套管封頭(1)的銳角處,另一端穿透法蘭(5)的圓心,并焊接在法蘭(5)上。
2.如權(quán)利要求1所述的熱偶套管,其特征是熱偶護管(7)以錐管螺紋與法蘭(5)連接,且在熱偶護管(7)的端頭設(shè)有卡套壓帽(6)和密封圈(8)。
3.如權(quán)利要求1所述的熱偶套管,其特征是外套管封頭(1)前端扁薄魚脊型的表面噴鍍有耐磨介質(zhì)層。
4.如權(quán)利要求1所述的熱偶套管,其特征是外套管(4)內(nèi)填充有耐熱保溫材料(3)。
專利摘要本實用新型涉及一種熱偶套管,它主要解決目前廣泛用于高溫、高流速狀態(tài)下熱偶套管存在的測溫不準(zhǔn)、易磨損泄漏等問題。本實用新型主要包括法蘭、與法蘭焊接在一起的外套管、內(nèi)套管、外套管封頭、卡套壓帽、密封圈、熱偶護管等組成。該熱偶套管結(jié)構(gòu)新穎,設(shè)計獨特,能準(zhǔn)確的測量爐管內(nèi)的真實溫度,具有較好的耐溫、耐磨損性能以及很強的防介質(zhì)外漏性能,適合在高溫、高速流動介質(zhì)條件下使用。
文檔編號G01K1/08GK2593174SQ0320198
公開日2003年12月17日 申請日期2003年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月12日
發(fā)明者萬寶良, 何培堂, 王玉軍, 張志軍, 栗勇 申請人:中國石油大慶石油化工總廠, 大慶遠東儀表廠
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