ГИЛЬЗА ЗАЩИТНАЯ ДЛЯ ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ

Заявляемая полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при создании защитных устройств и элементов конструкции для датчиков, предназначенных для измерения температур и работающих в агрессивных рабочих средах, находящихся под давлением, например, в кислотах или щелочах.
Известны гильзы защитные для датчиков температуры, состоящие из защитного чехла, монтажного элемента и элемента крепления датчика температуры. При этом, защитные чехлы выполнены, как правило, из нержавеющей стали /Патент РФ 39225, H01L 35/02, 2004/. Указанные гильзы недостаточно стойки в концентрированных агрессивных средах, как в щелочных, так и в кислотных.
Известна гильза защитная компании WIKA /Pressue+Temperture, Catalogue... Instrumentation from WIKA, 1999, p.3/. Указанная гильза защитная включает в себя защитный чехол, монтажный элемент и элемент крепления датчика температуры. При этом защитный чехол выполнен из нержавеющей стали, покрытой пленкой из полимерного материала, например, тефлона или халара. Недостатком данной гильзы является низкая стойкость изделий к агрессивным средам, которые либо содержат абразивные частицы, либо движутся с большими скоростями. При больших скоростях термометрируемой среды, возможен механический отрыв покрытия. Во втором случае абразивные частицы пробивают полимерное напыление и агрессивная среда получает доступ к стальной стенке чехла.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является гильза защитная для датчика температуры, состоящая из защитного чехла, монтажного элемента и элемента крепления датчика температуры. При этом защитный чехол гильзы выполнен из полимерного материала, в частности, фторопласта /RU 61029, G01K 1/08, 2006/. Данное конструктивное решение принято за прототип. Недостатком прототипа является то, гильза с чехлом из полимерного материала может противостоять давлению и/или потоку среды только при нахождении внутри чехла датчика температуры, наружная оболочка которого, как правило, изготовлена из
трубы диаметром 8-10 мм с толщиной стенки 1 мм. При удалении датчика чехол гильзы может смяться или согнуться под действием давления или напора движущейся среды. Демонтаж датчика температуры из гильзы находящейся под воздействием давления или потока термометрируемой среды требует остановки технологического процесса, что приводит к дополнительным затратам.
Задача, решаемая авторами, состояла в том, чтобы создать гильзу защитную для датчика температуры, которая могла бы противостоять агрессивным средам, передвигающимся с большой скоростью и/или находящимся при повышенном давлении вне зависимости от того установлен в нее датчик температуры или нет.
Для решения поставленной задачи предлагается гильза защитная для датчика температуры, состоящая из защитного чехла выполненного из полимерного материала, монтажного элемента и элемента крепления датчика температуры. Отличительной особенностью предлагаемой гильзы является то, что в защитный чехол помещен дополнительный чехол, выполненный из металла.
Защитный чехол предпочтительно выполнен из фторопласта, но может быть выполнен из полиуретана, полиамида.
Дополнительно предлагается элемент крепления выполнить в виде штуцера с наружной конусной поверхностью, на которую надет защитный чехол, монтажный элемент выполнить в виде ответной к штуцеру накидной гайки, имеющей участок с внутренней конической поверхностью, образующей совместно со штуцером и чехлом уплотнение «конус по конусу».
Помещение в защитный чехол дополнительного чехла, выполненного из металла, позволяет повысить удобство обслуживания датчиков температуры и повысить более чем в 10 раз предельные скорости потока, при которых могут применяться защитные гильзы. В таблицах 1, 2, 3 и 4 приведены максимально допустимые скорости потоков для гильз с чехлом из фторопласта, при установки в них датчика температуры диаметром 10 мм и дополнительных чехлов диаметром 14 и 16 мм, при толщине стенки 1,75 и 2 мм соответственно.
Максимально допустимые скорости потоков для гильзы с установленным термопреобразователем диаметром 10 мм
Таблица 1
Диаметр чехла,мм
Толщи на стенки чехла, мм
Темпера тура,°С
Плотность среды, кг/м<sup>3</sup>
Монтажная длина, L, мм
160
200
250
320
400
500
Допустимая скорость потока, м/с
16
2,5
20-200
1000
0,8
0,7
0,5
0,4
0,3
0,2
100
2,6
2,0
1,6
1,2
1,0
0,8
10
8,3
6,5
5,0
4,0
3,1
2,5
Максимально допустимые скорости потоков для гильзы с установленным термопреобразователем диаметром 10 мм:
Таблица 2
Диаметр чехла, мм
Толщина стенки чехла, мм
Температура,°С
Плотность среды, кг/м<sup>3</sup>
Монтажная длина, L, мм
160
200
250
320
400
500
Допустимая скорость потока, м/с
20
4,5
20-200
1000
0,4
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
100
1,2
1,0
0,7
0,6
0,5
0,4
10
3,8
3,0
2,4
1,8
1,4
1,1
Максимально допустимые скорости потоков для гильзы с чехлом, армированным изнутри трубой 14х1,75 мм:
Таблица 3
Диаметр чехла, мм
Условный проход, d, мм
Темпера тура,°С
Плотность среды, кг/м<sup>3</sup>
Монтажная длина, L, мм
160
200
250
320
Допустимая скорость потока, м/с
16
не менее 10,3
20-200
1000
2,4
2,0
1,5
1,2
100
7,7
6,0
4,7
3,6
10
24,4
19,1
15,0
11,5
Максимально допустимые скорости потоков для гильзы с чехлом, армированным изнутри трубой 16×2 мм:
Таблица 4
Диаметр чехла, мм
Условный проход, d, мм
Темпера тура.°С
Плотность среды, кг/м<sup>3</sup>
Монтажная длина, L, мм
160
200
250
320
400
500
Допустимая скорость потока, м/с
20
не менее 11
20-200
1000
5,1
3,9
3,1
2,3
1,8
1,4
100
16
12,4
9,7
7,5
5,9
4,6
10
50
39
30
23
18,6
14,7
Дополнительное предложение позволяет решить проблему надежного и герметичного закрепления чехла в монтажном элементе. Таким образом, достигается технический результат.
На прилагаемом чертеже представлено заявляемое устройство, где 1 - защитный чехол, выполненный из полимерного материала, 2 - монтажный элемент, выполненный в виде ответной к штуцеру накидной гайки, 3 - элемент крепления датчика температуры выполненный в виде штуцера с наружной конусной поверхностью, 4 - дополнительный чехол, выполненный из металла. Монтажный элемент образует совместно со штуцером и полимерным чехлом уплотнение «конус по конусу».
При сборке гильзы защитной дополнительный чехол 4 вставляют в углубление, выполненное в элементе крепления датчика температуры 3. Защитный чехол из полимерного материала 1 надевают последовательно на внутренний чехол, а затем с усилием на наружную конусную поверхность элемента крепления датчика температуры 3. Монтажный элемент 2 накручивают на элемент крепления датчика температуры 3, при этом, монтажный элемент 2 образует совместно со штуцером 3 и полимерным чехлом 1 уплотнение «конус по конусу». Гильзу защитную посредством монтажного элемента 2 закрепляют на монтажном патрубке термометрируемого объекта так, чтобы защитный чехол 1 оказался рабочей зоне. Внутрь гильзы защитной помещают датчик температуры и закрепляют его в элементе крепления датчика температуры 3. При температурных измерениях чехол из полимерного материала достаточно надежно противостоит агрессивной среде, движущейся с большой скоростью и/или содержащей абразивные частицы. При этом появляется возможность монтажа и демонтажа датчика температуры, например, для его периодической поверки, без остановки технологического процесса.