ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

Заявляемая полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при создании термоэлектрических преобразователей, предназначенных для измерения высоких (до 1150°С) температур и работающих в агрессивных рабочих средах, не разрушающих материал защитной арматуры, находящихся под давлением, например, в продуктах сгорания жидкого или газообразного топлива.
Известны конструкции преобразователей термоэлектрических, приведенные в каталогах производителей «Hartman & Braun» ("Temperature and accessories", стр.10-3.03, издание сентябрь 98 г.), «Jumo» («датчики для измерения температуры и влажности» лист 90.100 издание 94 г.), «Maida international LTD» («industrial thermocouples index» стр. 17 издание 2002).
В качестве прототипа выбрана конструкция преобразователей термоэлектрических с металлическими термопарами в качестве термочувствительных элементов /Геращенко О.А., Гордов А.Н., Еремина А.К. и др., Киев, Наукова думка, 1984, с.347-348, с.368-371/, помещенных в защитную арматуру, выполненную в виде чехла, заглушенного с одной стороны.
Недостатками известных конструкций является то, что для изготовления чехлов термопреобразователей, работающих при температурах более 1000°С применяются весьма дорогостоящие железоникелевые сплавы ХН45Ю, ХН78Т, Inconel 600, AISI 446.
Перед авторами стояла техническая задача создания конструкции преобразователя термоэлектрического, лишенного указанного недостатка.
Для решения поставленной задачи в преобразователе термоэлектрическом, включающем термочувствительный элемент и защитную арматуру, выполненную в виде заглушенного с одной стороны металлического чехла, предлагается материал чехла выполнять из сплава, выбранного из ряда 310 по стандарту AISI, 310S по стандарту AISI и 1.4845 (X12CrNi 2521) по стандарту DIN 17440.
В частных случаях, в качестве термочувствительных элементов предлагается использовать хромель-алюмелевые (тип К) или нихросил-нисиловые (тип N) термопары, изготовленные из термоэлектродной проволоки или термопарного кабеля, при этом чехол выполнять из цельнотянутой или электросварной трубы.
Указанные сплавы имеют максимальную температуру начала интенсивного
окалинообразования 1150°С и обладают хорошей коррозионной стойкостью как в восстановительной, так и в окислительной атмосферах. Сплавы могут применяться в атмосфере содержащей диоксид углерода при температуре до 900°С. Данные сплавы имеют высокую коррозионную стойкость к концентрированной азотной кислоте при температуре 20°С и жидким нитратам до температуры 420°С. Использование чехлов из сплавов 310 и 310S по стандарту AISI или их аналога по стандарту DIN 17440 сталь 1.4845 (X12CrNi 2521) приводит к решению поставленной технической задачи.
Технический результат, достигаемый использованием чехлов из сталей 310, 310S, 1.4845, состоит в том, что для большинства технологических процессов, протекающих при температурах 1000-1150°С, замена чехлов из сплава ХН45Ю или ХН78Т на чехлы из сплавов 310, 310S, 1.4845 обеспечивает снижение их стоимости в среднем в 1.5 раза, при этом такая замена не приведет к снижению эксплуатационных характеристик преобразователей типа К и N (потому что, как одни, так и другие указанные сплавы в этом диапазоне температур имеют близкие показатели по скорости окалинообразования и не влияют на метрологический ресурс термопар), а в некоторых случаях ведет к увеличению их срока службы.
На фиг.1 представлено заявляемое устройство, где 1 - термометрическая вставка, 2 -защитный чехол, 3 - заглушенная часть чехла. Чехол изготовлен из сталей 310 или 310S, или 1.4845.
Устройство работает следующим образом. В защитную арматуру помещают термочувствительный элемент (термопару) и закрепляют ее. Защитная арматура предохраняет термопару от непосредственного воздействия рабочей среды. Защитную арматуру 2 закрепляют на термометрируемом объекте так, что бы заглушенная часть чехла 3 находилась в контакте с рабочей средой, температуру которой необходимо измерять. Рекомендуемая максимальная температура применения сталей 310, 310S, 1.4845 в воздушной среде - 1150 С.