[发明专利]一种高温液态金属探针

说明书

本公开属于液态金属的检测仪表技术领域，特别涉及一种应用于高温液态金属液位探测及温度测量的多用途探针。该探针包括：结构件、过渡连接件、绝缘件、密封件；其中绝缘件采用耐高温陶瓷材料。结构件采用不锈钢材料。结构件包括：螺纹公接头、上压紧件、螺纹母接头、下接管、中心探针；绝缘件包括：陶瓷管；高温液态金属探针采用陶瓷管，其既是结构件又是绝缘件，而密封件采用的是金属垫片；在其他结构件、连接件使用不锈钢材料件时最高使用温度可达到650℃。若使用镍基合金或难熔金属材料替代制作探针和螺纹连接件，还可将耐温能力进一步提高到1000℃。

技术领域

本公开属于液态金属的检测仪表技术领域，特别涉及一种应用于高温液态金属液位探测及温度测量的多用途探针。

背景技术

液态金属装置中，温度和液位等是与运行和安全相关的重要参数。由于液态金属运行温度较高，特别是钠、钠钾合金、锂、铅铋合金等液态金属工质还具有化学性质活泼的特点，一般不能与空气直接接触，对设备密封性要求很高，因此液态金属设备中的温度和液位测量相较于水等普通工质技术难度更大。

液态金属温度的测量一般采用热偶阱的方式，即使用一根盲管伸入到工质内部，然后放置铠装热电偶进行测温。这种方式可以保证装置的密封性，相较于在设备外部贴壁测量准确度更高，但同时也需要在设备接管中专门预留热偶阱管，提高了设备复杂度。

液态金属液位的测量可分为连续式液位计及液位探针两类，相对于结构较为复杂、造价较高且需要专门标定的连续液位计，用于指示特定高度液位的液位探针应用更为广泛，可在液态金属回路存储罐、量筒、膨胀罐等设备的安全液位警示，灌注操作停止信号，以及流量标定等多个场合进行应用。液态金属温度高于熔点后，会产生液态金属蒸气弥散于液面上方，容易凝结沉积在温度较低的液位测量元器件表面，对探针材料产生腐蚀。另外，金属工质沉积后易引起绝缘件与结构件之间的粘连，形成信号误报，维修频率较高。目前钠钾合金、铅铋合金等液态金属回路的最高运行温度可达到600℃，为保障回路的安全运行，实现标定、警示等功能，这就需要一种能在高温液态金属蒸气环境下工作的液位探针，并且具备较好的密封性和快速维修功能。

目前在液态金属中使用的液位探针一般采用聚四氟乙烯等作为绝缘材料，密封则直接采用聚四氟乙烯或真空法兰，该类探针安装拆卸零部件数量较多，维修便利性较差，在实际使用中极限真空密封度也不够理想。

在液态金属设备中，经常会出现一个设备同时需要进行温度和液位测量的情况。例如膨胀罐、量筒等液态金属容器中需要配备至少3个液位探针用于不同高度的液位指示，同时设置1至3个热偶阱用于罐体内工质的温度测量。而封头上一般还需要布置排气管、工质进、出口管等其它接管，往往造成空间局促，各接管间互相易产生干涉，操作困难。

发明内容

(一)发明的目的

为克服现有技术的不足，本公开提供了一种结构简单、操作方便用于高温液态金属液位探测及温度测量的多用途探针。

(二)技术方案

一种高温液态金属探针，该装置包括：过渡连接件、绝缘件、密封件以及用于支撑和固定的结构件；其中密封件与绝缘件之间采用过渡连接件连接；其中绝缘件采用耐高温陶瓷材料。

结构件采用不锈钢材料。

结构件包括：螺纹公接头、上压紧件、螺纹母接头、下接管、中心探针；绝缘件包括：陶瓷管；

其中螺纹公接头为带有外螺纹的管件；螺纹母接头为带有内螺纹的管件，且螺纹母接头管内表面的一端设有一圈凸环；下接管外表面的一端设有一圈凸环；

螺纹母接头套在下接管外，螺纹公接头与螺纹母接头螺纹连接，并通过上压紧件压紧下接管，上压紧件位于螺纹母接头内；

陶瓷管为长圆管，且陶瓷管依次穿过螺纹公接头、上压紧件、螺纹母接头、下接管；