ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области металлургии и может быть использована для замера температуры расплавов цветных металлов, в частности в термоэлектрических преобразователях.
Известен термоэлектрический преобразователь, содержащий термоэлектроды с керамической изоляцией, помещенные в защитную арматуру, выполненную в виде заглушенной с одной стороны металлической составной трубы из последовательно и неразъемно соединенных участков, причем заглушенный участок выполнен из сплава или стали с жаропрочными характеристиками выше, чем жаропрочные характеристики остальной части трубы (полезная модель России №14094, МПК: H 01 L 35/02, опубл. 2000 г.). Защитная арматура известного устройства в процессе эксплуатации подвергается воздействию агрессивной среды, в результате чего металлическая труба разрушается, и нарушается герметичность термоэлектродов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является термоэлектрический преобразователь, содержащий термоэлектроды с керамической изоляцией, помещенные в защитную металлическую арматуру, выполненную в виде заглушенной с одной стороны металлической трубы с держателем, в котором закреплен чехол, выполненный из боросилицированного графита (Преобразователи термоэлектрические ТХА-0196, Спецификация, МЕТРЭКС). Наличие защитных чехлов из боросилицированного графита марок БСГ-30 или БСГ-60, слабо взаимодействующих с агрессивной средой, позволяет повысить надежность термоэлектрического преобразователя. Однако, при значительной длине чехла из боросилицированного графита и высокой температуре эксплуатации из-за разности коэффициентов линейного расширения чехла и металлической трубы, последняя при нагревании начинает давить на дно чехла, разрушая его.
Предлагаемая полезная модель решает задачу повышения надежности термоэлектрического преобразователя.
Для достижения указанного технического результата в известном термоэлектрическом преобразователе, содержащем термоэлектроды с керамической изоляцией, помещенные в защитную арматуру, включающую заглушенную с одной стороны металлическую трубу, чехол, выполненный из боросилицированного графита, и держатель, в котором закреплен чехол, защитная арматура снабжена наружной металлической трубой и компенсатором, обеспечивающим возможность перемещения внутренней трубы защитной арматуры относительно наружной, а держатель прикреплен к нижней части наружной трубы; компенсатор выполнен в виде пружины, установленной на верхнем участке внутренней трубы на ее буртике и поджатой гайкой, установленной на наружной трубе, а чехол из боросилицированного графита выполнен составным из последовательно соединенных участков.
Отличительными признаками предлагаемого термоэлектрического преобразователя от указанного выше известного являются наличие наружной металлической трубы и компенсатора, обеспечивающего возможность перемещения внутренней трубы защитной арматуры относительно наружной, крепление держателя к нижней части наружной трубы. Кроме того, компенсатор выполнен в виде пружины, установленной на верхнем участке внутренней трубы защитной арматуры на ее буртике и поджатой гайкой, размещенной на наружной трубе, а чехол из боросилицированного графита выполнен составным из последовательно соединенных участков.
Благодаря наличию этих признаков повышается надежность термоэлектрического преобразователя, так как не происходит механического разрушения чехла из боросилицированного графита. При нагреве чехол и внутренняя труба арматуры расширяются. В связи с тем, что внутренняя труба защитной арматуры расширяется на большую величину, чем чехол, то
она начинает перемещаться относительно наружной трубы, сжимая своим буртиком пружину.
Предлагаемый термоэлектрический преобразователь иллюстрируется чертежом.
Термоэлектрический преобразователь содержит головку 1, термоэлектроды с нанизанной на них керамической изоляцией 2. Термоэлектроды помещены во внутреннюю металлическую трубу 3 защитной арматуры, заглушенную с одной стороны, и засыпаны глиноземом 4. Для герметизации термоэлектродов в месте соединения трубы 4 с головкой
I залит герметик 5. На внутреннюю трубу 3 надета наружная металлическая труба 6 с гайкой 7. Между буртиком 8 внутренней трубы 3 и гайкой 7 наружной трубы 6 установлена пружина 9. На нижней части наружной трубы 6 приварен держатель 10, в котором закреплен чехол 11 из боросилицированного графита, например марок БСГ-30 или БСГ-60. Чехол II выполнен составным из последовательно соединенных участков. Внутренняя труба 4 может быть выполнена, например, из стали марки 15Х25Т (жаростойкость до 1050 градусов), а наружная труба и держатель - из стали 12Х18Н10Т (жаростойкость до 850 градусов).
При открученной гайке 7 наружная труба 6 с приваренным держателем 10 и закрепленным в нем чехле 11 имеет возможность свободно перемещаться вдоль внутренней трубы 3. При установке пружины 9 на буртик 8 и поджатии ее гайкой 7 (гайка вкручивается по резьбе наружной трубы 6) для перемещения наружной трубы относительно внутренней необходимо приложить определенное усилие по сжатию пружины 9. В собранном состоянии пружина 9 поджата гайкой 7 с усилием, равным или превышающим усилие, необходимое для сжатия пружины под собственным весом чехла 11, держателя 10, наружной трубы 6 и гайки 7.
При погружении термоэлектрического преобразователя в высокотемпературную рабочую зону он подвергается воздействию агрессивной среды -расплавов цветных металлов, их паров. При этом
защитный чехол 11, выполненный составным из последовательно соединенных участков и изготовленный из боросилицированного графита, слабо взаимодействует со средой. Внутренняя труба 3 из-за большего температурного коэффициента линейного расширения удлиняется на большую величину, чем чехол 11. Труба 3 начинает давить своим буртиком 8 на пружину 9, которая, будучи поджатой гайкой 7, сжимается, при этом внутренняя труба 3 начинает перемещаться вдоль наружной трубы 6, общая длина преобразователя термоэлектрического увеличивается. Пружина 9 рассчитана так, чтобы обеспечить необходимый ход при ее сжатии (при максимальной температуре эксплуатации) и создать усилие, не приводящее к механическому разрушению составного чехла 11 в местах свинчивания участков и крепления в держателе. При остывании происходит обратный процесс, и пружина 9 разжимается.