專利名稱：一種帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱電偶技術(shù)，特別是一種帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶。
背景技術(shù)：
工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域目前大量使用帶保護(hù)套管的熱電偶或熱電阻，無論是傳統(tǒng)的普通產(chǎn)品還是各種各樣的耐磨專利產(chǎn)品，其保護(hù)套管外形全部是圓形或根部較粗前端部較細(xì)略帶錐度的圓錐形，這種外形結(jié)構(gòu)的套管加工方法簡(jiǎn)單，相應(yīng)制造成本低廉，但是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝使用于管道或者設(shè)備內(nèi)時(shí)，阻力大，強(qiáng)度低，不耐沖刷和磨損，在流速較高的場(chǎng)合套管根部還容易斷裂，所以使用壽命短，不但給工礦企業(yè)增加購(gòu)置、停車更換成本，而且給維修工增加很多勞動(dòng)量。各專業(yè)人士對(duì)帶保護(hù)套管的熱電偶或熱電阻的保護(hù)套管的高強(qiáng)度耐磨性研究設(shè)計(jì)一直沒有停止，但幾乎全部是局限于對(duì)材質(zhì)的選擇和對(duì)特種材料配方的研究， 而選用的材料材質(zhì)越特殊，其制造成本就越高，盡管制造出來的熱電偶熱/電阻保護(hù)套管有一定的耐磨效果，但效果不理想，保護(hù)套管安裝于管道后，其迎流側(cè)、前端部和保護(hù)套管與管壁的交接處及套管根部磨損最為嚴(yán)重。保護(hù)套管損壞主要是套管在使用中因較高的溫度、較強(qiáng)的腐蝕、介質(zhì)沖刷，造成的損壞主要有斷裂、磨損泄漏，造成損壞的外力主要是介質(zhì)對(duì)套管的摩擦阻力和壓差阻力，根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律，繞流物體對(duì)于流體的阻力和流體作用于物體的力大小相等方向相反，所以研究造成套管損壞的摩擦阻力和壓差阻力，可以等效為研究繞流物體對(duì)于流體的阻力。摩擦阻力來源于物面粘性切應(yīng)力的合力，壓差阻力是物面上壓力的合力在流動(dòng)方向的分量。一般說來當(dāng)流動(dòng)處于層流狀態(tài)，流動(dòng)尚未發(fā)生分離，則總阻力主要表現(xiàn)為摩擦阻力，這個(gè)力是造成套管損壞的主要力，當(dāng)流動(dòng)開始發(fā)生分離，但分離較小，且流動(dòng)仍處于層流狀態(tài)，這時(shí)摩擦阻力和壓差阻力具有同等重要性，隨著流動(dòng)分離的加劇，壓差阻力也越來越占主導(dǎo)地位。根據(jù) http://www. cngspw. com/vbooks/ShowSub ject. asp ？ SubjectID = 3979 記載，清華大學(xué)教學(xué)軟件庫(kù)《工程流體力學(xué)》第八章第八節(jié)“圓柱繞流現(xiàn)象與阻力”附表“若干物型的阻力系數(shù)”，非流線型物體的阻力系數(shù)試驗(yàn)值結(jié)果是圓柱和半管二元物型的阻力系數(shù)Cd是1. 2，方形柱的阻力系數(shù)Cd是2. 0，橢柱的阻力系數(shù)Cd是0. 2 0. 46。據(jù)此，圓形套管阻力系數(shù)較高，而接近于流線型的橢柱的阻力系數(shù)較低。根據(jù)http //em. sjtu. edu. cn/f luid/neirong/c/C_473. htm 記載，上海交通大學(xué)工程力學(xué)系研制的中國(guó)教育部新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程《流體力學(xué)》C4. 7. 3不同形狀物體的阻力系數(shù)一節(jié)中，圖C4. 7. 7 “水滴形流線型體在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中所做的阻力測(cè)量的結(jié)果”所述以t表示水滴形流線型體的厚度，1表示弦長(zhǎng)，阻力系數(shù)為Cd，分別考察了摩擦阻力、壓差阻力和總阻力變化規(guī)律，當(dāng)t/Ι減小時(shí)壓差阻力雖然減小，但摩擦阻力上升更快，當(dāng)t/1 增大時(shí)摩擦阻力減小，但壓差阻力急劇上升，兩者均使總阻力增大；將水滴形流線體與相同厚度的圓柱體相比，前者的最小阻力系數(shù)只有后者最小阻力系數(shù)的1/5 ；流線型體的厚度t 和弦長(zhǎng)1之比t/1 = 0. 25時(shí)，流線體在流體中摩擦阻力、壓差阻力的合力最小。在此理論基礎(chǔ)上，可以設(shè)計(jì)出新型低阻力高強(qiáng)度的帶保護(hù)套管的熱電偶或熱電阻。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，從而可以實(shí)現(xiàn)熱電偶或熱電阻在管道中的阻力最小，摩擦力也最小，使用壽命相應(yīng)延長(zhǎng)的技術(shù)效果。為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，包括熱電偶或熱電阻合金、接線盒支撐套管、接線盒，特征在于所述熱電偶或熱電阻保護(hù)套管為流線型耐磨套管，流線型耐磨套管插入設(shè)備或管道內(nèi)部部分的截面是流線型、水滴形或近似流線型、水滴形，前圓后尖，流線型耐磨套管中間有容納熱電偶或熱電阻合金的空腔。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，優(yōu)選的技術(shù)方案可以是所述的流線型耐磨套管為軸向等徑形或和根部較粗前端部較細(xì)略帶錐度的錐形。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，所述的耐磨套管前端部采用流線型或半圓球型、齊平型。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，還可以包括一個(gè)帶安裝方向指示器的過程連接件，安裝方向指示器可以是過程連接件上的突出物、凹槽、刻劃線、箭頭等，安裝方向指示器附著于過程連接件上。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，安裝于設(shè)備/管道內(nèi)部時(shí)，流線型耐磨套管垂直于內(nèi)部的介質(zhì)流向，符合GB50093-2002《自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》4. 2. 1要求，套管軸線與管道軸線垂直相交，前面較圓一側(cè)迎著介質(zhì)流動(dòng)方向安裝處于介質(zhì)流上游，后面較尖一側(cè)處于介質(zhì)流下游。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，可以采用與現(xiàn)有常規(guī)熱電偶或熱電阻保護(hù)套管使用同樣的過程連接件安裝用固定螺紋式、活動(dòng)螺紋式、固定法蘭式、活動(dòng)法蘭式、外套螺母式等型式的過程連接件，如圖4、5，只是在相應(yīng)的過程連接件上另外設(shè)置安裝方向指示器以指明流線型設(shè)計(jì)的套管按照正確方向安裝，安裝方向指示器可以是過程連接件上的一個(gè)突出物、一道凹槽、一道刻劃線等型式。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，還可以包括一個(gè)帶安裝方向指示器的翻邊套管，帶安裝方向指示器的翻邊套管是在保護(hù)套管開口處向外垂直翻出一個(gè)一定直徑的圓形平邊，在圓形平邊上相對(duì)應(yīng)的保護(hù)套管前面較圓的一側(cè)有一個(gè)突出物用于指示保護(hù)套管的安裝方向。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，優(yōu)選的技術(shù)方案可以是所述的流線型耐磨套管的厚度t和弦長(zhǎng)1之比為t/1 = 0. 20 0. 30。上述技術(shù)方案進(jìn)一步優(yōu)選的流線型耐磨套管的厚度t和弦長(zhǎng)1之比為t/1 = 0. 25。所述的厚度為流線型、水滴形或近似流線型、水滴形的耐磨套管截面的寬度，所述的弦長(zhǎng)為流線型、水滴形或近似流線型、水滴形的耐磨套管截面的長(zhǎng)度。[0018]本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，優(yōu)選的技術(shù)方案還可以是所述的流線型耐磨套管的厚度t和弦長(zhǎng)1之比t/Ι，在滿足降低摩擦阻力、降低壓差阻力、降低總阻力的不同需要時(shí)，t/Ι可以分別取大于0. 25、小于0. 25、等于0. 25的值。上述結(jié)論可以根據(jù)上海交通大學(xué)工程力學(xué)系研制的中國(guó)教育部新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程《流體力學(xué)》C4. 7. 3不同形狀物體的阻力系數(shù)一節(jié)圖C4. 7. 7 “水滴形流線型體在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中所做的阻力測(cè)量的結(jié)果”所述的“水滴形流線型體在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中所做的阻力測(cè)量曲線” 得到支持。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，優(yōu)選的技術(shù)方案還可以是所述的流線型耐磨套管制造材質(zhì)可以是各種金屬材料或非金屬材料。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，其接線盒、接線盒支撐套管可以是和現(xiàn)有熱電偶或熱電阻同樣的接線盒和接線盒支撐套管。本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻，如果是全新安裝，推薦使用帶安裝方向指示器的翻邊套管，這種安裝方式因套管在緊固前可以自由旋轉(zhuǎn)便于調(diào)節(jié)方向以確保流線型設(shè)計(jì)的套管的安裝方向正確。如果用于更換已用的傳統(tǒng)圓形套管，則可以選擇相應(yīng)的帶安裝方向指示器的螺紋連接方式或法蘭連接方式。這些技術(shù)方案，包括各種優(yōu)選的技術(shù)方案也可以互相組合或者結(jié)合，從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。例如，不同的安裝方向指示器可以和不同外型的流線型耐磨套管結(jié)合，流線型耐磨套管的厚度t和弦長(zhǎng)1之比選擇方案、采用不同的安裝方向指示器、不同外型的流線型耐磨套管這些技術(shù)方案可以分別結(jié)合，這些結(jié)合的技術(shù)方案都是本專利的技術(shù)方案一部分。通過采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻套管，套管在管道中的阻力最小，摩擦力也最小，使用壽命相應(yīng)延長(zhǎng)。

圖1是本實(shí)用新型的保護(hù)套管軸向等徑型示意圖。圖2是本實(shí)用新型的保護(hù)套管錐型示意圖。圖3是本實(shí)用新型的保護(hù)套管的流線型耐磨套管截面圖，圖中1為弦長(zhǎng)，t為厚度。圖4是本實(shí)用新型的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻的帶安裝方向指示器的過程連接件為法蘭時(shí)的示意圖。圖5是本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻的帶安裝方向指示器的過程連接件為帶安裝方向指示器的螺紋接頭時(shí)的示意圖。圖4、5所示的安裝方向指示器是一個(gè)突出物。圖6是本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻包括有帶安裝方向指示器的翻邊套管時(shí)的翻邊套管示意圖。圖7是本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻包括有帶安裝方向指示器的翻邊套管時(shí)的翻邊套管頂視圖，圖中圓形的翻邊套管里面有容納熱電偶或熱電阻合金的空腔截面為圓形。圖8本實(shí)用新型的帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻包括有帶安裝方向指示器的翻邊套管時(shí)，帶安裝方向指示器的翻邊套管在管道上的安裝圖。圖1到圖8中，1、流線型耐磨套管，2、流線型耐磨套管前端部，3、安裝方向指示器， 4、支架套管安裝法蘭，5、套管翻邊，6、法蘭，7、密封墊片，8、螺栓螺母墊片，9、管道和安裝接管，10、接線盒安裝支撐套管，11、接線盒，12、過程連接件螺紋接頭。圖9為背景技術(shù)所述的上海交通大學(xué)《流體力學(xué)》圖C4. 7. 7 “水滴形流線型體在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中所做的阻力測(cè)量的結(jié)果”。
具體實(shí)施方式
一種低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻套管其帶安裝方向指示器的翻邊套管在管道上的安裝圖如圖8所示，在需要測(cè)溫的管道9上引出一短管，在短管上焊接法蘭6，流線型耐磨套管1通過法蘭6插入管道，帶安裝方向指示器3的套管翻邊5安放于法蘭6上，套管翻邊5與法蘭6之間有密封墊片7。接線盒11通過接線盒安裝支撐套管10安裝于支架套管安裝法蘭4上，通過螺栓螺母墊片8使支架套管安裝法蘭4和法蘭6緊固夾緊，緊固夾緊前旋轉(zhuǎn)套管翻邊5式其安裝方向指示器3指向管道9內(nèi)介質(zhì)流向的反方向。這種設(shè)計(jì)的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶或熱電阻套管，其帶安裝方向指示器的翻邊套管安裝如圖所示，由于翻邊套管5相對(duì)于法蘭和管道是活動(dòng)的，可以任意旋轉(zhuǎn)角度，所以在通過法蘭、墊片、螺栓緊固前，先按照安裝方向指示器3指示的方向?qū)⑻坠苄D(zhuǎn)到正確方向，再旋緊螺栓，所以安裝簡(jiǎn)單。安裝所用的法蘭、墊片和螺栓都是標(biāo)準(zhǔn)件，所以安裝成本低廉。
權(quán)利要求1.一種帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，包括熱電偶合金、接線盒支撐套管、接線盒，特征在于所述熱電偶保護(hù)套管為流線型耐磨套管(1)，流線型耐磨套管(1)插入設(shè)備或管道內(nèi)部部分的截面是流線型、水滴形或近似流線型、水滴形，前圓后尖，流線型耐磨套管(1)中間有容納熱電偶合金的空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，其特征是所述的流線型耐磨套管(1)為軸向等徑形或和根部較粗端部較細(xì)略帶錐度的錐形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，其特征是所述的耐磨套管前端部(2)采用流線型或半圓球型、齊平型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，其特征是所述的熱電偶包括一個(gè)帶安裝方向指示器(3)的過程連接件，安裝方向指示器(3)附著于過程連接件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，其特征是所述的安裝方向指示器⑶是過程連接件上的突出物、凹槽、刻劃線或箭頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，其特征是所述的熱電偶包括一個(gè)帶安裝方向指示器C3)的翻邊套管(5)，帶安裝方向指示器C3)的翻邊套管是在保護(hù)套管開口處向外垂直翻出一個(gè)一定直徑的圓形平邊，在圓形平邊上相對(duì)應(yīng)的保護(hù)套管前面較圓的一側(cè)有一個(gè)突出物用于指示保護(hù)套管的安裝方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，其特征是所述的流線型耐磨套管(1)的厚度t和弦長(zhǎng)1之比為t/1 = 0. 20 0. 30。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，其特征是所述的流線型耐磨套管(1)的厚度t和弦長(zhǎng)1之比為t/1 = 0. 25。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，其特征是所述的流線型耐磨套管(1)的厚度t和弦長(zhǎng)1之比t/Ι，在滿足降低摩擦阻力、降低壓差阻力、降低總阻力的不同需要時(shí)，t/Ι分別取大于0. 25、小于0. 25、等于0. 25的值。
專利摘要本實(shí)用新型介紹了一種帶保護(hù)套管的低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶，包括熱電偶合金、接線盒支撐套管、接線盒，還包括流線型耐磨套管(1)，流線型耐磨套管(1)插入設(shè)備或管道內(nèi)部部分的截面是流線型、水滴形或近似流線型、水滴形，前圓后尖，流線型耐磨套管(1)中間有容納熱電偶合金的空腔。熱電偶還可以包括一個(gè)帶安裝方向指示器的過程連接件，安裝方向指示器是過程連接件上的突出物、凹槽、刻劃線、箭頭等。本實(shí)用新型低阻力高強(qiáng)度耐磨熱電偶套管，可以實(shí)現(xiàn)套管在管道中的阻力最小，摩擦力也最小，使用壽命相應(yīng)延長(zhǎng)的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)G01K7/02GK201955158SQ201020268479
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者胡平杰 申請(qǐng)人:胡平杰