专利名称：一种新颖不焊接热电偶(阻)的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热电偶(阻)，尤其涉及一种便于保护套管和法兰之间的拆卸，从而降低成本的新颖不焊接热电偶(阻)。
背景技术：
在石油、化工、冶金、电力等重要工业生产过程中，用热电偶(阻)测量温度是接触 式温度传感器最普遍的方法和手段。尤其在以石油、煤为原料的化工生产过程中，不但使用 普遍，而且用量极大。特别是加工高含硫、高酸原油，由于化学成份的不断变化，测温要求越 来越高，测温环境越来越恶劣，对接触式温度传感器热电偶(阻)在保证质量安全的前提下 提出更高要求。保护套管是热电偶(阻)使用寿命的关键，目前，热电偶(阻)保护套管材料， 国际、国内一直沿用奥氏体不锈钢，保护套管和法兰的连接方式，国际、国内普遍采用焊接 方式，因此存在保护套管热端的磨损腐蚀和法兰根部焊接区域的酸气腐蚀、氢气腐蚀开裂 等问题，不能基本满足实际生产要求，周期检修更换数量很大。由于原来均采用法兰和保护 套管相焊接的结构，为了保证焊接质量，不得不要求法兰和保护套管采用同一种材质，法兰 用料是保护套管用料的两倍，为了满足测温环境的需要，这些材料的成本价格均很高，特别 是采用耐高温的镍基材料。而更换数量大的主要是保护套管，当要更换保护套管时，由于无 法将法兰和保护套管拆开，只能将法兰和保护套管一起更换，这就必须浪费用料为保护套 管两倍的法兰材料。因此，原有的热电偶(阻)结构，不但增加了制造生产成本，更浪费了大 量资源。

发明内容
本发明主要解决原有热电偶(阻)中法兰和保护套管采用焊接连接结构，高成本的 材料使用量大，而且当要更换保护套管时，无法将法兰和保护套管拆开，只能一起更换，不 但增加制造生产成本，更浪费大量资源的技术问题；提供一种新颖不焊接热电偶(阻)，使得 法兰和保护套管之间的拆装非常方便，由于不采用焊接方式，法兰可以采用不同于保护套 管的材料，可采用成本较低的材料，大大降低制造生产成本，而且需要更换保护套管时，无 需更换法兰，节约了大量资源。本发明另一目的是提供一种新颖不焊接热电偶(阻)，排除了因焊接工艺造成的焊 缝组织和热影响区域晶粒粗大或不均勻、因焊缝硬度较高产生的残余应力等焊接质量问 题，解决了因焊接区域不耐酸气腐蚀、不耐氢气腐蚀而开裂的问题，既提高了保护套管的刚 度、强度，又使耐温、耐腐蚀的性能也随着提高。本发明又解决了法兰和保护套管采用不焊接连接结构后的密封性问题；提供一种 新颖不焊接热电偶(阻)，具有多重堵漏功能，在工况特别恶劣的情况下，生产期间保护套管 即使开裂或断裂，被测介质也不会往外泄漏，达到既抗震又堵漏的效果，安全性能高。本发明还解决了原有热电偶(阻)中感温元件的上下位置无法进行调节的困难，感 温元件的端头难以和保护套管内盲孔底紧贴，存在热反应滞后现象，影响测量精度的技术问题；提供一种新颖不焊接热电偶(阻)，其可方便地调节感温元件的上下位置，使感温元件 的端头紧贴保护套管内的盲孔底，减小热反应滞后现象，提高测量精度，而且又提高了抗震 性能。本发明的上述技术问题主 要是通过下述技术方案得以解决的本发明包括一端 伸入于保护套管的盲孔内、另一端与接线盒相连的感温元件，保护套管安装在法兰上，接线 盒和法兰之间的感温元件上套设有支承管，所述的法兰中心设有贯穿法兰的保护套管安装 孔，所述的保护套管的外壁上设有凸盘，保护套管的开孔端从法兰的下面穿过保护套管安 装孔且保护套管的开孔端露出于法兰的上平面，所述的凸盘和法兰的下平面相抵，所述的 支承管和所述的保护套管的开孔端相顶，支承管和保护套管的开孔端的连接处设有拼紧螺 母。保护套管的凸盘卡在法兰的下平面，保护套管的开孔端通过拼紧螺母与法兰的上平面 固接，从而实现法兰和保护套管的连接，通过支承管顶在开孔端上，保证密封性，同时也完 成支承管的连接和安装。感温元件一般采用铠装元件。法兰和保护套管成为可拆卸的两个 部件，取消了传统的焊接工艺，因此无需考虑焊接技术要求和焊接质量因素，法兰可以采用 不同于保护套管的材质，可以选择低成本、高强度的合金结构钢表面处理材质，低压腐蚀严 重的环境可以选择强化塑料材料，法兰可以按照国家标准广泛通用，保护套管可以根据被 测介质状况选用特殊高要求的材质，大大降低制造生产成本，而且需要更换保护套管时，无 需更换法兰，节约了大量资源。本实用新型可普遍通用于高、中、低温度和压力下的所有工 业生产环境中测温使用，通用性强，遍及范围广，可节省大量能源。作为优选，所述的保护套管的开孔端的内壁设有一个台肩，保护套管的开孔端的 内壁和感温元件之间设有一个堵漏双卡套，堵漏双卡套的前卡套密封在台肩的外缘和感温 元件之间，堵漏双卡套的后卡套密封在保护套管的开孔端的内壁和感温元件之间。堵漏双 卡套对保护套管的开孔端起到两层密封作用，防止介质外漏。在工况特别恶劣的情况下，生 产期间保护套管即使开裂或断裂，被测介质也不会往外泄漏，达到既抗震又堵漏的效果，安 全性能高。作为优选，所述的堵漏双卡套的前卡套呈带有轴孔的圆锥形，该圆锥形的底部设 有一个圆锥孔，所述的堵漏双卡套的后卡套由一个圆锥形和一个圆柱形相连而成，后卡套 的中心设有轴孔，后卡套的圆锥形伸入到前卡套的圆锥孔内并和前卡套相连，前卡套的圆 锥形侧面与所述的台肩的外缘相顶，后卡套的圆柱形侧面紧贴保护套管的开孔端的内壁。 保护套管的开孔端和前卡套、后卡套围成有一个空腔，起到一定的缓冲作用，减弱介质外泄 的冲力，提高密封性能。作为优选，所述的前卡套的底面直径小于后卡套的圆柱形直径，前卡套的底面和 后卡套的圆柱形之间有间隙。进一步增强缓冲作用，提高密封性。作为优选，所述的支承管的下端设有一个凸台，凸台和所述的保护套管的开孔端 相顶，支承管和所述的拼紧螺母之间设有堵漏压紧螺母，堵漏压紧螺母压在所述的凸台上。 增强对保护套管的开孔端及堵漏双卡套的压紧力，使各部件连接更加紧密，连接更加牢固， 防介质外泄性能更好，起到多重保护作用。作为优选，所述的法兰上的保护套管安装孔由一个沉孔、一个锥形孔和一个圆柱 形孔相连而成，沉孔位于法兰的下平面，所述的凸盘上方的保护套管的外壁是个定位锥形 斜面，定位锥形斜面上方的保护套管的外壁是个圆柱形侧面，所述的凸盘和所述的沉孔相抵，所述的定位锥形斜面和所述的锥形孔相匹配。采用锥形定位，定位效果好，保护套管和 法兰能良好配合，有利于保护套管和法兰之间通过定位锥形加螺纹紧固而形成整体。作为优选，所述的保护套管安装孔的锥形孔的孔壁上设有一条从锥底到锥顶设置 的长槽，所述的保护套管的定位锥形斜面上设有一个半球形凹槽，半球形凹槽和所述的长 槽的位置相对应，半球形凹槽和长槽围成的空腔内设有定位球。由于定位球既卡在半球形 凹槽内又卡在长槽内，使得法兰和保护套管的相对位置在装配时就得到固定，有效防止旋 转拼紧螺母、堵漏压紧螺母或及其他部件时法兰发生转动，使法兰和保护套管、拼紧螺母间 的压紧更严密、连接更牢固。作为优选，所述的支承管包括上支承管和下支承管，上支承管和下支承管通过上 下可调活络接头相连，上下可调活络接头设有方向相反的上部内螺纹和下部内螺纹，上支 承管的外螺纹和下支承管的外螺纹设置方向相反，上下可调活络接头的上部内螺纹和上支 承管的外螺纹相匹配，上下可调活络接头的下部内螺纹和下支承管的外螺纹相匹配。旋转 上下可调活络接头，可方便地调节感温元件的上下位置，便于使感温元件的端头紧贴保护 套管内的盲孔底，从而减小热反应滞后现象，提高测量精度。作为优选，所述的下支承管的下端设有一个凸台， 凸台和所述的保护套管的开孔 端相顶，下支承管和所述的拼紧螺母之间设有堵漏压紧螺母，堵漏压紧螺母压在所述的凸 台上。凸台的设置增强对保护套管的开孔端及堵漏双卡套的压紧力，使各部件连接更加紧 密，连接更加牢固，防介质外泄性能更好，起到多重保护作用。作为优选，所述的保护套管内的盲孔的长度为300 1000毫米，保护套管内的盲 孔的同心度偏差为0. 25mm 0. 45mm,所述的位于法兰下方的保护套管的外壁上设有一层 经过金属表面复合陶瓷改性处理的耐腐蚀、耐磨损的保护层。例如，盲孔的长度在500毫米 时，同心度偏差可做到0. 25mm ；盲孔的长度在750毫米时，同心度偏差可做到0. 45mm。保护 套管采用整体钢棒精密模具锻压成型、高难度深盲孔钻孔。由于锻压工艺优化了钢棒晶粒 密度性能，既提高了保护套管刚、强度，又使耐温、耐腐蚀的性能也随着提高。本发明的有益效果是由于法兰和保护套管间采用不焊接的连接结构，使得法兰 和保护套管之间的拆装非常方便，需要更换保护套管时，无需更换法兰，节约了大量资源。 避免了为了提高焊接质量所要求的法兰和保护套管必须采用同质材料的问题，法兰可以采 用不同于保护套管的材料，可采用成本较低的材料，大大降低制造生产成本。也避免了焊 接可能存在的质量问题，消除了因焊接区域不耐酸气腐蚀、不耐氢气腐蚀而开裂的问题，既 提高了保护套管的刚度、强度，又使耐温、耐腐蚀的性能也随着提高。同时通过采用多重堵 漏结构，即使生产期间保护套管发生开裂或断裂，被测介质也不会往外泄漏，达到既抗震又 堵漏的效果，安全性能提高。另外，通过上下可调活络接头可方便地调节感温元件的上下位 置，使感温元件的端头紧贴保护套管内的盲孔底，减小热反应滞后现象，提高测量精度，又 提高了抗震性能。


图1是本发明的一种剖视结构示意图。图2是图1中A的放大结构示意图。图3是本发明中保护套管的一种局部剖视结构示意图。
图4是本发明中法兰的一种剖视结构示意图。图5是本 发明中上下可调活络接头和上支承管、下支承管的一种连接结构的剖视 示意图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本实施例的一种新颖不焊接热电偶(阻)，如图1所示，包括一端伸入于 保护套管1的盲孔23内并和盲孔的孔底紧贴、另一端与接线盒2相连的感温元件3，保护套 管1安装在法兰4上，接线盒2和法兰4之间的感温元件3上套有支承管。感温元件3采 用铠装元件。法兰4中心有贯穿法兰的保护套管安装孔5，如图4所示，保护套管安装孔5 由一个沉孔、一个锥形孔和一个圆柱形孔相连而成，沉孔位于法兰4的下平面。保护套管1 的外壁上有凸盘6，凸盘靠近保护套管的开孔端，凸盘6上方的保护套管1的外壁是个定位 锥形斜面14，如图3所示，定位锥形斜面14上方的保护套管1的外壁是个圆柱形侧面。保 护套管的开孔端从法兰4的下面穿过保护套管安装孔5且保护套管的开孔端露出于法兰4 的上平面，凸盘6和保护套管安装孔5的沉孔相抵，定位锥形斜面14和保护套管安装孔5的 锥形孔相匹配。支承管的下端有一个凸台12，凸台12和保护套管的开孔端相顶，支承管和 保护套管的开孔端的连接处有拼紧螺母7，拼紧螺母将支承管和保护套管连接起来，支承管 和拼紧螺母7之间拧有堵漏压紧螺母13，堵漏压紧螺母13压在凸台12上。保护套管的开 孔端的内壁有一个台肩8，如图2所示，保护套管的开孔端的内壁和感温元件3之间塞有一 个堵漏双卡套9，堵漏双卡套9的前卡套10呈带有轴孔的圆锥形，该圆锥形的底部有一个圆 锥孔，堵漏双卡套9的后卡套11由一个圆锥形和一个圆柱形相连而成，后卡套11的中心有 轴孔，后卡套11的圆锥形伸入到前卡套10的圆锥孔内并和前卡套10相连，前卡套10的底 面直径小于后卡套11的圆柱形直径，前卡套10的底面和后卡套11的圆柱形之间有间隙， 前卡套10的圆锥形侧面与台肩8的外缘相顶，后卡套11的圆柱形侧面紧贴保护套管1的开 孔端的内壁，即前卡套10密封在台肩8的外缘和感温元件3之间，后卡套11密封在保护套 管的开孔端的内壁和感温元件3之间，起到双重堵漏效果。保护套管内的盲孔23的长度为 750毫米，盲孔23的同心度偏差为0. 45mm。位于法兰4下方的保护套管1的外壁上涂有一 层经过金属表面复合陶瓷改性处理的耐腐蚀、耐磨损的保护层。这种工艺的主要过程是先 将铝熔液热涂于法兰底部和保护套管表面作为过渡涂层，再将接近纳米级的三氧化二铝粉 末均勻地喷涂于产品表面，最终采用二氧化碳激光扫描烧结，使涂层与母体实现冶金结合。 可以针对被测量介质的要求，选择不同成份、方法的保护层，满足实际生产需要。拆卸时，先旋松堵漏压紧螺母，再旋松拼紧螺母，然后将堵漏双卡套、感温元件从 保护套管内取出，最后将保护套管从法兰的下平面取出，即完成法兰和保护套管间的拆卸。由于取消了传统的焊接工艺，法兰和保护套管成为可拆卸的两个部件，无需考虑 焊接技术要求和焊接质量因素，法兰可以采用不同于保护套管的材质，可以选择低成本、高 强度的合金结构钢表面处理材质，低压腐蚀严重的环境可以选择强化塑料材料，保护套管 可以根据被测介质状况选用特殊高要求的材质，法兰可以按照国家标准广泛通用。实施例2 本实施例的一种新颖不焊接热电偶(阻)，如图5所示，支承管包括上支 承管18和下支承管19，上支承管18和下支承管19通过上下可调活络接头20相连。上下可调活络接头20有设置方向相反的上部内螺纹21和下部内螺纹22。上支承管18的外螺 纹和下支承管19的外螺纹设置方向相反，上下可调活络接头20的上部内螺纹21和上支承 管18的外螺纹相匹配，上下可调活络接头20的下部内螺纹22和下支承管19的外螺纹相 匹配。下支承管19的下端有一个凸台12，凸台12和保护套管的开孔端及堵漏双卡套9相 顶，下支承管和保护套管的开孔端的连接处有拼紧螺母7，拼紧螺母将下支承管和保护套管 连接起来。下支承管19和拼紧螺母7之间拧有堵漏压紧螺母13，堵漏压紧螺母13压在下 支承管19的凸台12上。保护套管内的盲孔23的长度为500毫米，盲孔23的同心度偏差 为0.25mm。其余的同实施例1。旋转上下可调活络接头，可方便地调节感温元件的上下位置，便于使感温元件的 端头紧贴保护套管内的盲孔底，从而减小热反应滞后现象，提高测量精度。实施例3 本实施例的一种新颖不焊接热电偶(阻)，如图3、图4所示，法兰4上保 护套管安装孔5的锥形孔的孔壁上有一条从锥底到锥顶设置的长槽15，保护套管1的定位 锥形斜面14上有一个半球形凹槽16，半球形凹槽16和长槽15的位置相对应，半球形凹槽 16和长槽15围成的空腔内装有定位球17。保护套管内的盲孔23的长度为1000毫米，盲 孔23的同心度偏差为0. 45mm，其余的同实施例2。由于定位球既卡在半球形凹槽内又卡在长槽内，使得法兰和保护套管的相对位置 在装配时就得到固定，有效防止旋转拼紧螺母、堵漏压紧螺母或及其他部件时法兰发生转 动，使法兰和保护套管、拼紧螺母间的压紧更严密、连接更牢固。
权利要求
1.一种新颖不焊接热电偶(阻)，包括一端伸入于保护套管(1)的盲孔(23)内、另一端 与接线盒(2)相连的感温元件(3)，保护套管(1)安装在法兰(4)上，接线盒(2)和法兰(4) 之间的感温元件(3)上套设有支承管，其特征在于所述的法兰(4)中心设有贯穿法兰的保 护套管安装孔(5)，所述的保护套管(1)的外壁上设有凸盘(6)，保护套管(1)的开孔端从法 兰(4)的下面穿过保护套管安装孔(5)且保护套管(1)的开孔端露出于法兰(4)的上平面， 所述的凸盘(6)和法兰(4)的下平面相抵，所述的支承管和所述的保护套管(1)的开孔端相 顶，支承管和保护套管(1)的开孔端的连接处设有拼紧螺母(7)。
2.根据权利要求1所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述的保护套管 (1)的开孔端的内壁设有一个台肩(8)，保护套管(1)的开孔端的内壁和感温元件(3)之间 设有一个堵漏双卡套(9)，堵漏双卡套(9)的前卡套(10)密封在台肩(8)的外缘和感温元 件(3)之间，堵漏双卡套(9)的后卡套(11)密封在保护套管(1)的开孔端的内壁和感温元 件(3)之间。
3.根据权利要求2所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述的堵漏双卡套 (9)的前卡套(10)呈带有轴孔的圆锥形，该圆锥形的底部设有一个圆锥孔，所述的堵漏双卡 套(9)的后卡套(11)由一个圆锥形和一个圆柱形相连而成，后卡套(11)的中心设有轴孔， 后卡套(11)的圆锥形伸入到前卡套(10)的圆锥孔内并和前卡套(10)相连，前卡套(10)的 圆锥形侧面与所述的台肩(8)的外缘相顶，后卡套(11)的圆柱形侧面紧贴保护套管(1 )的 开孔端的内壁。
4.根据权利要求3所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述的前卡套(10) 的底面直径小于后卡套(11)的圆柱形直径，前卡套(10)的底面和后卡套(11)的圆柱形之 间有间隙。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述 的支承管的下端设有一个凸台(12)，凸台(12)和所述的保护套管(1)的开孔端相顶，支承 管和所述的拼紧螺母(7)之间设有堵漏压紧螺母(13)，堵漏压紧螺母(13)压在所述的凸台 (12)上。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述 的法兰(4)上的保护套管安装孔(5)由一个沉孔、一个锥形孔和一个圆柱形孔相连而成，沉 孔位于法兰(4)的下平面，所述的凸盘(6)上方的保护套管(1)的外壁是个定位锥形斜面 (14)，定位锥形斜面(14)上方的保护套管(1)的外壁是个圆柱形侧面，所述的凸盘(6)和所 述的沉孔相抵，所述的定位锥形斜面(14)和所述的锥形孔相匹配。
7.根据权利要求6所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述的保护套管安 装孔(5)的锥形孔的孔壁上设有一条从锥底到锥顶设置的长槽(15)，所述的保护套管(1) 的定位锥形斜面(14)上设有一个半球形凹槽(16)，半球形凹槽(16)和所述的长槽(15)的 位置相对应，半球形凹槽(16)和长槽(15)围成的空腔内设有定位球(17)。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述 的支承管包括上支承管(18)和下支承管(19)，上支承管(18)和下支承管(19)通过上下可 调活络接头(20)相连，上下可调活络接头(20)设有方向相反的上部内螺纹(21)和下部内 螺纹(22)，上支承管(18)的外螺纹和下支承管(19)的外螺纹设置方向相反，上下可调活络 接头(20)的上部内螺纹(21)和上支承管(18)的外螺纹相匹配，上下可调活络接头(20)的下部内螺纹(22)和下支承管(19)的外螺纹相匹配。
9.根据权利要求8所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述的下支承管 (19)的下端设有一个凸台(12)，凸台(12)和所述的保护套管(1)的开孔端相顶，下支承管 (19)和所述的拼紧螺母(7)之间设有堵漏压紧螺母(13)，堵漏压紧螺母(13)压在所述的凸 台(12)上。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新颖不焊接热电偶(阻)，其特征在于所述 的保护套管(1)内的盲孔(23)的长度为300 1000毫米，保护套管(1)内的盲孔(23)的 同心度偏差为0. 25mm 0. 45mm,所述的位于法兰(4)下方的保护套管(1)的外壁上设有一 层经过金属表面复合陶瓷改性处理的耐腐蚀、耐磨损的保护层。
全文摘要
本发明涉及一种新颖不焊接热电偶(阻)，包括法兰及一端伸入于保护套管的盲孔内、另一端与接线盒相连的感温元件，接线盒和法兰之间的感温元件上套设有支承管，法兰中心设有保护套管安装孔，保护套管的外壁上设有凸盘，保护套管的开孔端从法兰的下面穿过保护套管安装孔且露出于法兰的上平面，凸盘和法兰的下平面相抵，支承管和保护套管的开孔端相顶，支承管和保护套管的开孔端的连接处设有拼紧螺母，支承管和拼紧螺母之间设有堵漏压紧螺母，保护套管的开孔端设有堵漏双卡套。本发明由于法兰和保护套管间采用不焊接的连接结构，拆装方便，需要更换保护套管时，无需更换法兰，节约大量资源，法兰可采用成本较低的材料，大大降低制造生产成本。
文档编号G01K7/02GK102072782SQ20101025821
公开日2011年5月25日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者丁锡端 申请人:丁刚, 丁锡端