Патент ссср 212875

 

ОПИСАНИЕ 212875

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от №

Заявлено 06.Ч.1966,(№ 1083795/26-10) с присоединением заявки

Приоритет

Опубликовано 29.II.1968. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 24Л1.1968

N,ë. 42i, 8/02

МПК G Olk

УДК 536.532(088.8) Комитет оо делам изооретвиий и открытиЯ ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Иностранцы

Рудольф Ринеш и Герольф Штромайер (Австрия) Иностранные фирмы

«Ферайнигте Остеррайхише Айзен унд Штальверке АГ» и «Металлверк

Планзее АГ» (Австрия) Заявители

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЪ|ВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЪ| ГОРЯЧИХ СРЕД В РЕАКЦИОННЫХ СОСУДАХ

Настоящее изобретение касается устройства для непрерывного измерения температур горячих сред в реакционных сосудах, например, при осуществлении металлургических процессов, во время которых содержащие углерод плавки железа подвергаются переделу посредством кислорода в конвертерах или в тиглях, или при эксплуатации атомных реакторов, в которых в качестве охлаждающего средства применяется жидкий алюминий, а также в других областях техники..

Известны устройства для .непрерывного изменения температуры при процессах передела, у которых в трубчатое окно обмуровки конвертера вставлена измерительная головка, представляющая собой входящую в массу расплава огнеупорную керамическую защитную трубку, которая охватывает термопару, причем оба электрода термопары выведены сквозь обмуровку и защитную оболочку наружу. Для крепления защитной трубки в устройствах такого типа требуются сравнительно сложные опорные конструкции и средства для того, чтобы предотвратить спекание измерительного устройства в месте измерений, Для этого применялось, например, вдувание газа под давлением в кольцеобразную щель между опорной конструкцией, несущей защитную трубку с термопарой, и ее гнездом в огнеупорной обмуровке. Кроме того, материал защитной трубки в известных устройствах неустойчив по отношению к воздействиям расплава, шлака, добавок и футеровочного материала, а защитная трубка с термопарой должна выступать внутрь тигля, поскольку теплопроводность применявшихся до сих пор материалов была недостаточной.

Предлатаемое устройство отличается тем, что трубка с термопарой закреплена на внутренней стенке сосуда в съемной металлокерамической вставке, плотно закрывающей выход из канала в стенке сосуда, в котором размещена трубка с термопарой, причем, поверхность вставки, выходящая внутрь сосуда, имеет пониженное содержание металлической составляющей металлокерамики и выполнена заподлицо с внутренней поверхностью стенки сосуда.

Вставку целесообразнее закреплять в замыкающем внутреннюю стенку сосуда конце трубы, проходящей через футеровку, например, путем соединения за счет трения с тем, чтобы ее, после достижения определенного износа, можно было выбить из конца трубы во внутренность тигля и заменить новой.

212875

3

В случае применения вставки из металлокерамического материала, возможно выполнение устройства в трех вариантах: место горячего спая термопары может быть запрессовано во вставку или заделано посредством спекания; возможна запрессовка обоих электродов термопары во вставку или заделка в нее посредством спекания, при этом материал одного электрода термопары является тем же самым, что и главная металлическая составляющая металлокерамического материала вставки, так что последняя образует часть горячего спая; один электрод термопары может представлять собой металлокерамическую трубку, а другой — проводник, выведенный к оконечности этой трубки и закрепленный в этой оконечности в особенности посредством запрессования или посредством спекания, причем вставка может быть выполнена из того же металлокерамического материала, что и трубка, образующая один из электродов термопаP hI.

На фиг. 1, 2, 3 и 4 показано описываемое устройство в различных вариантах выполнения. 25

Стенки 1 сосуда снабжены огнеупорной футеровкой 2. Трубка 8 выполнена из жароупорного материала, устойчивого по отношению к влияниям расплава, шлаков и футеровки, и проходит через стенку сосуда и огнеупорную 30 футеровку. Обращенный к расплаву конец трубы закрыт съемной металлокерамической вставкой 4, которая должна обладать хорошей теплопроводностью. Вставка 4 может быть уплотнена относительно трубы 8 при по- 35 мощи жароупорной уплотнительной массы 5.

Возможно однако в тех случаях, когда имеет место плотная, почти без допуска подгонка вставки в конце трубы 8 и соединение за счет трения, оставлять пространство для кольцевого 40 уплотнения свободным и заполненным воздухом. Такой воздушный промежуток обусловливает скопление тепла и тем самым уменьшает инерционность измерительного прибора.

Поверхность б вставки, обращенная во 45 внутрь сосуда, находится в одной плоскости с внутренней стенкой огнеупорной футеровки

2 и торцом трубы 8. Эта плоскость должна быть свободна от металлических составляющих, что легко достигается путем протравле- 50 ния этой поверхности. Таким образом, с расплавом и шлаком соприкасаются только оксидные составляющие материала. Вставка снабжена в своей средней части выемкой 7, служащей для размещения термопары, кото- 55 рая помещена в газонепроницаемую защитную трубку 8 из керамики.

Конец защитной трубки, заключающей в себе термоэлемент, прилегает к выемке 7. Вследствие хорошей теплопроводности материала 60 вставки, температура определяется быстро и безынерционно.

Выемка 7 вставки образует затем с обращенными кнаружи поверхностями вставки опорные поверхности 9 и 10 для трубки-держа- 65

4 теля 11 с передней центрирующей частью 12.

В устройстве применяются обычные термопары, например, платинородиевые, заключенные в керамические защитные трубки.

На фиг. 2 приведен один из вариантов устрсйства.

Внутрь вставки заделан посредством запрессовывания или спекания горячий спай 18 термопары, состоящей из двух электодов 14 и 15, таким образом, что горячий спай образует одно целое со вставкой.

При этом надо уделять особое внимание тому, чтобы в качестве электродов термопары применялись металлы, которые не страдают от воздействия металлических составляющих замыкающей вставки, состоящей из металлокерамического материала. Для этой цели подходят вольфрамо-рениевые термопары. Электроды 14 и 15 термопары, выходящие из вставки, пропускаются через защитную трубку 1б.

На фиг. 3 представлен вариант, по которому оба электрода 17 и 18 термопары запрессованы или заделаны посредством спекания во вставку 4 или иным путем приведены в металлическое соединение со вставкой на некотором расстоянии друг от друга, причем материал электрода 17 термопары является тем же самым металлом, что и главная металлическая составляющая металлокерамической вставки, например молибден. Таким образом, вставка сама становится частью горячего сная термопары.

Третий вариант представлен на фиг. 4.

Вставка снабжена выемкой 7, служащей гнездом для задвигаемой снаружи заключенной в защитную оболочку термопары.

В данном случае, однако, трубчатая защитная оболочка 19 с замкнутым передним концом выполнена из металлокерамического материала и на ее конце укреплен электрод 20 термопары, путем запрессовки или спекания.

Электрод 21 термопары, который должен быть выполнен из того же материала, что и основная металлическая составляющая металлокерамической трубки 19, отбирается в некоторой точке 22 на расстоянии от конца трубки.

Таким образом, в данном случае металлокерамическая трубка 19 представляет собой также часть горячего спая.

Снаружи электроды 20 и 21 тоже заключены в защитные оболочки 28 и 24.

Вставка 4 и металлокерамическая трубка

19 могут быть выполнены из одного и того же или из разного материала.

Предмет изобретения

Устройство для непрерывного измерения температуры горячих сред в реакционных сосудах, например, плавок железа и стали в металлургической печи, снабженной огнеупорной футеровкой с проходящей через нее трубой из жаростойкого и стойкого по отношению к воздействию горячей среды материала, например, из металлокерамики и содержащей термопару

212875

/ / / /

16

/ / / / /

r /

1Z 9

Уиг 2

Уиг. 1

Фиг 4

Составитель И. Дубсон

Техред T. П. Курилко Корректоры: С. Ф. Гоптаренко и С. A. Башлыкова

Редактор А. Шиллер

Заказ 10281!7 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 в защитной трубке, выполненную также, например, из металлокерамики или другого материала, отличающееся тем, что трубка с термопарой закреплена в съемной металлокерамической вставке, плотно закрывающей выход из канала в стенке сосуда, в котором размещена трубка с термопарой, причем поверхность вставки, выходящая внутрь сосуда, имеет пониженное содержание металлической составляющей металлокерамики и выполнена заподлицо с внутренней поверхностью стенки сосуда. ф

14

13