РАЗБОРНЫЙ УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ЧЕХЛА К КОРПУСУ ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при создании защитных устройств и элементов конструкции для датчиков температуры, работающих в печах-миксерах и в других установках, где термодатчики располагаются в высокотемпературных зонах, а защитный чехол выполнен из материала, который невозможно приварить к корпусу или трудно обработать.
Известен узел крепления защитного чехла к корпусу датчика температуры, описанный в п. РФ №75466 по кл. G01K 1/10, H01L 35/02, з. 09.04.08, oп. 10.08.08 г.
Известный узел крепления включает трубчатый корпус датчика, защитный чехол из полимерного материала, в который помещен дополнительный чехол из металла и элемент крепления, выполненный в виде штуцера с наружной конусной поверхностью, на которую надет защитный чехол, монтажный элемент, выполненный в виде ответной штуцеру накидной гайки, имеющей участок с внутренней конической поверхностью, образующей совместно со штуцером и чехлом уплотнение «конус по конусу».
Недостатком известного узла является то, что данная конструкция может использоваться только для температур не выше 230-250°С, т.к. наружный защитный чехол, который входит частично в узел крепления, выполнен из полимерного материала (фторопласта).
Известен узел крепления защитного чехла к корпусу датчика температуры, описанный в п. РФ №61030 по кл. G01K 1/08, з. 05.10.06, oп. 10.02.07 и выбранный в качестве прототипа.
Известный узел (вариант 1) включает трубчатый корпус датчика, защитный чехол из керамики, монтажный элемент для крепления чехла к корпусу, выполненный в виде накидной гайки, элемент крепления датчика температуры в виде ответного к накидной гайке штуцера, при этом внутри штуцера имеется участок с внутренней конической поверхностью, в котором размещено кольцо-вкладыш из эластичного материала (силиконовая резина или фторопласт), прилегающее к наружной поверхности защитного чехла, а в накидной гайке имеется нажимная поверхность, в которую упирается пружинная шайба, предотвращающая самоотвинчивание гайки при эксплуатации изделия. Эту же функцию может выполнять наружный относительно накидной гайки элемент точечной сварки.
Недостатком такого узла крепления является то, что при выполнении в узле крепления кольца из эластичного материала невозможно использование такого датчика в печах-миксерах, где узел крепления располагается внутри сводчатой печи с термоэлектронагревателями (ТЭНами), т.е. в зоне высокой температуры (800-1200°С). При таком использовании к узлу крепления повышаются требования по жаростойкости и надежности.
Задачей заявляемой полезной модели в обоих ее вариантах является расширение эксплуатационных возможностей датчиков температуры при повышении надежности конструкции и сохранении ремонтопригодности (возможности замены чехла).
Поставленная задача решается тем, что:
- в первом варианте выполнения разборного узла крепления защитного чехла к корпусу датчика температуры, включающем трубчатый корпус датчика, защитный чехол из жаростойкого материала, монтажный элемент для крепления защитного чехла к корпусу, выполненный в виде накидной гайки с внутренней резьбой, элемент крепления датчика температуры в виде ответного к накидной гайке штуцера с наружной резьбой, внутри накидной гайки имеется участок с внутренней конической поверхностью, к наружной стенке защитного чехла прилегают фиксирующие элементы, при этом весь узел крепления расположен на продольной оси корпуса датчика, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, фиксирующие элементы представляют собой вкладыши со ступенчатой внутренней поверхностью, выполненные из жаростойкой стали и размещенные между конической внутренней поверхностью накидной гайки и наружной поверхностью защитного чехла, имеющего в соединяемой части кольцевую канавку для его фиксации;
- во втором варианте выполнения разборного узла крепления защитного чехла к корпусу датчика температуры, включающем трубчатый корпус датчика, защитный чехол из термостойкого материала, монтажный элемент для крепления защитного чехла к корпусу, выполненный в виде накидной гайки с внутренней резьбой, элемент крепления датчика температуры в виде ответного к накидной гайке элемента, внутри которого имеется участок с внутренней конической поверхностью, к наружной стенке защитного чехла прилегают фиксирующие элементы, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, ответный к накидной гайке элемент крепления датчика представляет собой имеющий по продольной оси отверстие под сенсор шарнир, приваренный к трубчатому корпусу датчика и сочленяемый под углом 0-40° к продольной оси корпуса с защитным чехлом посредством монтажного элемента, который содержит дополнительно втулку с наружной резьбой, имеющую внутреннюю коническую поверхность и размещенную внутри
накидной гайки, имеющей П-образную форму с отверстием в верхней части под шарнир, имеющим сферическую внутреннюю поверхность, фиксирующие элементы представляют собой вкладыши со ступенчатой внутренней поверхностью, выполненные из жаростойкой стали и размещенные между конической внутренней поверхностью накидной гайки и наружной поверхностью защитного чехла, имеющего в соединяемой части кольцевую канавку для его фиксации.
Выполнение в первом варианте фиксирующих защитный чехол элементов-вкладышей из жаростойкой стали со ступенчатой внутренней поверхностью, входящих при соединении в канавку на наружной поверхности защитного чехла, обеспечивает повышение надежности крепления чехла к корпусу и возможность использования узла крепления в печах-миксерах.
Выполнение во втором варианте ответного к накидной гайке элемента в виде шарнира с отверстием под сенсор по его продольной оси, приваренного под углом 0-40° к продольной оси корпуса и сочленяемого с ним с помощью монтажного элемента, имеющего дополнительный штуцер с наружной резьбой и внутренней конической поверхностью, размещенный внутри накидной гайки П-образной формы с отверстием под шарнир, имеющим сферическую внутреннюю поверхность, обеспечивает удобное и надежное крепление защитного чехла к корпусу с возможностью установки датчика под необходимым (от 0° до 40°) углом поворота чехла, что при использовании в техпроцессе датчиков с разными углами наклона чехлов уменьшает необходимый резервный запас дорогостоящих датчиков в совокупности с выполнением вкладышей из жаростойкой стали, размещенных между внутренней конической поверхностью штуцера и наружной поверхностью защитного чехла, имеющей канавку в соединяемой части, позволяет использовать датчик в печах-миксерах и в высокотемпературных зонах других установок, расширяя тем самым возможности эксплуатации датчика.
Технический результат - обеспечение возможности эксплуатации датчика в высокотемпературных зонах.
Заявляемый разборный узел крепления в сравнении с прототипом обладает новизной в обоих вариантах его выполнения, отличаясь от него такими существенными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, как:
- в первом варианте - выполнение вкладышей из жаростойкой стали и размещение их между внутренней конической поверхностью штуцера и наружной поверхностью защитного чехла, имеющего в соединяемой части кольцевую канавку;
- во втором варианте - выполнение ответного к накидной гайке элемента крепления датчика в виде имеющего по продольной оси отверстие под сенсор шарнир, приваренный
к трубчатому корпусу датчика и сочленяемый под углом 0-40° к продольной оси корпуса с защитным чехлом посредством монтажного элемента, который содержит дополнительно штуцер с наружной резьбой, имеющий внутреннюю коническую поверхность и размещаемый внутри накидной гайки, имеющей П-образную форму с отверстием со сферической поверхностью в верхней части под шарнир, выполнение вкладышей из жаростойкой стали и размещение их между внутренней конической поверхностью штуцера и наружной поверхностью защитного чехла, имеющего в соединяемой части кольцевую канавку.
Заявляемый разборный узел в обоих вариантах его выполнения может найти широкое применение в измерительной технике, в частности, при создании защитных устройств и элементов конструкции для датчиков температуры, работающих в печах - миксерах и других установках, где термодатчики располагаются в высокотемпературных зонах, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - вид в разрезе разборного узла крепления по первому варианту выполнения;
- фиг.2 - вид в разрезе разборного узла крепления по второму варианту выполнения;
В первом варианте выполнения (фиг.1) разборный узел включает корпус 1, на верхнем конце которого размещена соединительная головка 2, а нижний конец корпуса разъемно связан с защитным чехлом 3, в котором размещен термочувствительный сенсор 4 с помощью монтажного элемента 5, выполненного в виде накидной гайки с внутренней резьбой, и элемента 6 крепления датчика температуры в виде ответного к накидной гайке штуцера с наружной резьбой. При этом внутри накидной гайки 5 имеется участок 7 с внутренней конической поверхностью, а к наружной стенке защитного чехла 3 прилегают вкладыши 8, выполненные из жаростойкой стали, например, марки 10Х23Н18, и размещенные между конической внутренней поверхностью накидной гайки 5 и наружной поверхностью защитного чехла 3, выполненного из хрупкого материала и имеющего в соединяемой части кольцевую канавку 9. Весь узел крепления расположен на продольной оси корпуса датчика. Защитный чехол 3 выполнен из жаростойкого материала, например, из керамики или композиционного материала.
Во втором варианте выполнения (фиг.2) разборный узел включает корпус 1, на верхнем конце которого размещена соединительная головка 2, а нижний конец корпуса разъемно связан с защитным чехлом 3, в котором размещен термочувствительный сенсор 4. Для обеспечения разъемной связи корпуса 1 с защитным чехлом 3 к нижнему концу корпуса 1 приварен шарнир 5, на который до сварки надета накидная П-образная гайка 6, имеющая в верхней части отверстие с радиальным пазом 7 для вхождения в него шарнира
5 при повороте на большие углы, опорное кольцо 8 и удерживающая своей нижней резьбовой частью защитный чехол 3 с помощью вкладышей 9 и втулки 10 с наружной резьбой.
При этом гайка 6 соединяет корпус 1 и чехол 3 под углом от 0 до 40° к продольной оси корпуса 1. Защитный чехол 3 выполнен из жаростойкого материала, например, из керамики или композиционного материала, а вкладыши 9 - из жаростойкой стали, например, марки 10Х23Н18.
Сборка разборного узла осуществляется следующим образом.
В первом варианте выполнения на нижний конец корпуса 1 приваривается штуцер, имеющий на нижнем конце наружную резьбу. В накидную гайку 5, имеющую цилиндрическую форму и внутреннюю резьбу в верхней части, а в нижней части - коническую внутреннюю поверхность, вставляется в нижнюю ее часть защитный чехол 3, имеющий на наружной поверхности кольцевую канавку для надежного соединения, и между ними - вкладыши 8. После этого накидная гайка 5 наворачивается на нижнюю часть штуцера 6, соединяя таким образом защитный чехол 3 с корпусом 1 датчика температуры.
Во втором варианте выполнения защитный чехол 3 закрепляется в имеющей наружную резьбу втулке 10 с помощью вкладышей 9. Накидная П-образная гайка 6 надевается на приваренный к корпусу 1 шарнир 5 таким образом, что последний упирается в опорное кольцо 7 и затем наворачивается нижней частью на штуцер 9, соединяя таким образом защитный чехол 3 с корпусом 1 датчика температуры. В обоих вариантах выполнения для предотвращения самоотвинчивания гаек и для более равномерного распределения эксплуатационных нагрузок на хрупкий чехол, вкладыши и резьбовые соединения перед сборкой наносят высокотемпературный клей.
В сравнении с прототипом заявляемый разборный узел крепления защитного чехла к корпусу датчика температуры является более надежным и удобным и имеет более широкие эксплуатационные возможности.