用于测量回转窑中的温度的设备和热电偶单元的制作方法

1.本发明涉及如独立权利要求1中所限定的热电偶单元。
2.本发明还涉及如独立权利要求9中所限定的用于测量回转窑中的温度的设备以及如权利要求22中所限定的用于在该设备中使用的热电偶单元。
3.需要快速响应的温度测量来确定基体(bulk)材料内和回转窑气相内的当前温度。由于在窑旋转期间基体材料和气相之间的温度变化频繁，因此测量必须快速响应。这些快速响应热电偶在没有保护的情况下使用以实现对温度变化的快速响应，这导致这些无保护的热电偶的使用寿命非常短。
4.公开wo 2019/042668提出了一种用于测量回转窑中的温度的设备，固体材料在加热至升高的温度时通过该回转窑。所述设备的特征在于驱动器以及带有固定热电偶的装置的细长中空体，由此驱动器和细长中空体被安装成使得它们与回转窑共同旋转。驱动器可以将细长中空体与热电偶一起通过开口移入和移出回转窑内部，以在操作期间测量回转窑内部的温度。热电偶的一个问题是热电偶的耐用性低且使用寿命有限，这意味着必须经常用新的热电偶更换正在使用的热电偶。为了解决这个问题，公开wo 2019/042668中提出的设备的一个实施例具有用于热电偶的盒(magazine)，其被配置为用来自盒的新热电偶自动替换损坏的热电偶。但是，该问题的解决方案需要复杂的机械和电气部件来操作该盒。
5.本发明的目的
6.本发明的目的是提供一种用于测量回转窑中的温度的设备，其具有技术上简单的布置，用于用新的热电偶替换用过的和损坏的热电偶，并且提供一种用于在该设备中使用的热电偶单元，并且附加地提供一种热电偶单元。
7.发明简述
8.热电偶单元的特征在于独立权利要求1的限定。
9.热电偶单元的优选实施例在权利要求2至8中限定。
10.本发明的用于测量回转窑中的温度的设备的特征在于独立权利要求9的限定。
11.该设备的优选实施例在从属权利要求10至21中限定。
12.用于在该设备中使用的热电偶单元在权利要求22中限定。
13.用于在该设备中使用的热电偶单元的优选实施例在权利要求23至27中限定。
14.当热电偶单元布置在被配置为容纳和可移动地保持热电偶单元的导管中时，具有最长纵向延伸的平行(parallel)热电偶束中的热电偶在平行热电偶束与热电偶驱动器一起在导管中相对于导管移动时将首先从导管突出，并且可以使用具有最长纵向延伸的热电偶测量温度。当具有最长纵向延伸的平行热电偶束中的热电偶磨损时，平行热电偶束在导管中与热电偶驱动器一起相对于导管进一步移动，使得具有第二长的纵向延伸的热电偶将从导管突出，并且可以用具有第二长的纵向延伸的热电偶测量温度。当具有第二长的纵向延伸的热电偶磨损时，热电偶单元与热电偶驱动器一起在导管中相对于导管移动得更多，使得具有第三长的纵向延伸的热电偶从导管突出，并且可以使用具有第三长的纵向延伸的热电偶测量温度。这将一直进行，直到平行热电偶束中的所有热电偶都已被使用和磨损，此
后将包括平行热电偶束的热电偶单元替换为包括平行热电偶束的新热电偶单元。
附图说明
15.下面将参考各图更详细地描述本发明，其中
16.图1示出了用于测量回转窑中的温度的设备的实施例，
17.图2示出了用于测量回转窑中的温度的设备的另一个实施例，
18.图3以部分剖视图示出了图1中所示的用于测量回转窑中的温度的设备的实施例，
19.图4以部分剖视图示出了图2中所示的用于测量回转窑中的温度的设备的实施例，
20.图5示出了图1中所示的设备的一些部分，
21.图6示出了图2中所示的设备的一些部分，
22.图7示出了从一端看图6中所示的部分，
23.图8以部分剖视图示出了图1中所示的用于测量回转窑中的温度的设备的实施例，
24.图9以部分剖视图示出了图2中所示的用于测量回转窑中的温度的设备的实施例，
25.图10是图8中e-e截面处的横截面图，
26.图11是图8中f-f截面处的横截面图，
27.图12以剖视图示出了回转窑，该回转窑具有安装在回转窑外表面上的用于测量回转窑的回转窑内部温度的设备，因此仅示出了该设备的选定部分，
28.图13是图12中g-g处的视图，
29.图14以剖视图示出了回转窑，该回转窑具有安装在回转窑外表面上的用于测量回转窑的回转窑内部温度的设备，因此仅示出了该设备的选定部分，并且
30.图15是图14中h-h处的视图。
具体实施方式
31.首先将更详细地呈现热电偶单元8和热电偶单元8的一些变体和实施例。
32.热电偶单元8包括平行热电偶束14，每个平行热电偶具有温度敏感尖端15。
33.平行热电偶束中的每个热电偶14可通过接触装置13选择性地在功能上连接到温度确定设备12。接触装置13可以物理连接到平行热电偶束中的每个热电偶14，使得接触装置13允许与平行热电偶束中的任何热电偶14的功能连接。
34.平行热电偶束中的每个热电偶14具有与平行热电偶束中的其它热电偶14的纵向延伸不同的纵向延伸，使得平行热电偶束中的每个热电偶14的温度敏感尖端15在平行热电偶束的纵向方向a中位于与平行热电偶束中的其它热电偶14的温度敏感尖端15不同的位置处。
35.如图8和图9中所示，平行热电偶束中的所有热电偶14可以具有不同的长度。在这样的热电偶单元8中，平行热电偶束中的每个热电偶14具有在温度敏感尖端15处的远端16和相对的近端17，并且平行热电偶束中的热电偶14被布置成使得平行热电偶束中的每个热电偶14的近端17在平行热电偶束的纵向方向a中位于基本相同的位置处。这样做的结果将是平行热电偶束中的每个热电偶14的远端16处的温度敏感尖端15将在平行热电偶束的纵向方向a中位于与平行热电偶束中的其它热电偶14的温度敏感尖端15不同的位置处。
36.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地布置在行21中并且如图8和图9
中所示按长度排列。
37.平行热电偶束中的热电偶14可以替代地被布置成在行21中并且按长度排列，使得平行热电偶束中的每个热电偶14的长度由平行热电偶束的中点22和温度敏感尖端15之间的距离c限定。例如，平行热电偶束中的所有热电偶14可以具有相同的长度，并且平行热电偶束中的热电偶14被布置成使得平行热电偶束中的热电偶14的相对端，即，远端16和近端17，在平行热电偶束的纵向方向a中不位于相同的位置处。
38.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地连接在一起，使得热电偶14至少部分地彼此间隔开，使得平行热电偶束中的热电偶14不会相互干扰。
39.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地通过连接部件18连接在一起，使得热电偶14至少部分地彼此间隔开，使得平行热电偶束中的热电偶14不会相互干扰。
40.热电偶单元8优选地但不是必须地包括引导装置19，该引导装置19被配置为在导管7中引导平行热电偶束，该导管7被配置为可释放且可移动地容纳热电偶单元8。
41.平行热电偶束优选地但不是必须地可释放且可移动地布置在导管7中，使得平行热电偶束中的每个热电偶14的温度敏感尖端15可以从导管7突出，并且热电偶单元8优选地但不是必须地包括引导装置19，该引导装置19被配置为引导导管7中的平行热电偶束。
42.热电偶单元8优选地但不是必须地包括接触装置13，该接触装置13包括插头装置20，用于将热电偶单元8连接到温度确定设备12。
43.接下来将更详细地描述用于测量回转窑2中的温度的设备1及其一些实施例，该回转窑2具有限定回转窑内部4的旋转壳结构3。旋转壳结构3可以包括如图中所示的耐火衬里(未用标号标记)。
44.设备1具有用于将设备安装在回转窑2的旋转壳结构3的外表面6处的框架5，使得设备1与回转窑2的旋转壳结构3共同旋转。
45.设备1具有导管7，该导管7被配置为容纳和保持热电偶单元8。
46.设备1具有热电偶驱动器9，该热电偶驱动器9被配置为相对于导管7移动热电偶单元8，使得热电偶单元8的至少一个温度敏感尖端15从导管7突出。
47.设备1具有导管驱动器10，该导管驱动器10被配置为通过回转窑2的壳结构中的开口11将导管7移入和移出回转窑内部4和/或被配置为使导管7相对于框架5移动。
48.设备1包括温度确定设备12，该温度确定设备12可通过接触装置13功能地连接到热电偶单元8并且被配置为从热电偶单元8接收信号。
49.热电偶单元8包括平行热电偶束14，每个平行热电偶具有温度敏感尖端15。
50.平行热电偶束中的每个热电偶14可通过接触装置13选择性地在功能上连接到温度确定设备12。接触装置13可以物理连接到平行热电偶束中的每个热电偶14，使得接触装置允许温度确定设备12和平行热电偶束中的任何热电偶14之间的功能连接。
51.平行热电偶束中的每个热电偶14具有与平行热电偶束中的其它热电偶14的纵向延伸不同的纵向延伸，使得平行热电偶束中的每个热电偶14的温度敏感尖端15在平行热电偶束的纵向方向a中位于与平行热电偶束中的其它热电偶14的温度敏感尖端15不同的位置处。
52.热电偶单元8优选地但不是必须地可释放地容纳并保持在导管7中，以允许用包括平行热电偶束的新热电偶单元替换所有热电偶14被磨损的平行热电偶束。
53.如图8和图9中所示，平行热电偶束中的所有热电偶14可以具有不同的长度。在这样的热电偶单元8中，平行热电偶束中的每个热电偶14具有在温度敏感尖端15处的远端16和相对的近端17，并且平行热电偶束中的热电偶14被布置成使得平行热电偶束中的每个热电偶14的近端17在平行热电偶束的纵向方向a中位于基本相同的位置处。
54.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地布置在行21中并按长度排列。
55.平行热电偶束中的热电偶14可以替代地被布置成在行21中并且按长度排列，使得平行热电偶束中的每个热电偶14的长度由平行热电偶束的中点22和温度敏感尖端15之间的距离c限定。例如，平行热电偶束中的所有热电偶14可以具有相同的长度，并且平行热电偶束中的热电偶14被布置成使得平行热电偶束中的热电偶14的相对端，即，远端16和近端17，在平行热电偶束的纵向方向a中不位于相同的位置处。
56.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地连接在一起，使得热电偶14至少部分地彼此间隔开，使得平行热电偶束中的热电偶14不会相互干扰。
57.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地通过连接部件18连接在一起，使得热电偶14至少部分地彼此间隔开，使得平行热电偶束中的热电偶14不会相互干扰。
58.在图12和图13中所示的设备的实施例中，回转窑2具有圆柱体的形式并且平行热电偶束中的热电偶14被布置成两行21。在图12和图13中所示的设备的实施例中，平行热电偶束中的热电偶14按照由热电偶14的纵向延伸长度限定的长度被布置在每一行21中，并且框架5被安装在回转窑2的壳结构的外表面处，使得行21与垂直于回转窑2的旋转轴线x的平面b平行，并且使得在每行21中，具有最长纵向延伸的热电偶14在回转窑2的旋转方向y中为平行热电偶束中最上游的热电偶14。
59.在图14和图15中所示的设备的实施例中，回转窑2具有圆柱体的形式并且平行热电偶束中的热电偶14被布置成两行。在图14和图15中所示的设备的实施例中，平行热电偶束中的热电偶14按照由热电偶14的纵向延伸长度限定的长度被布置在每一行21中，并且框架5被安装在回转窑2的壳结构的外表面处，使得每行21与将回转窑2切割成两个假想的半圆柱体的假想平面d平行，并且使得具有最长纵向延伸的热电偶14在回转窑2的旋转方向y中为平行热电偶束中最上游的热电偶14。
60.在图12至图15中所示的设备的实施例中，平行热电偶束中的热电偶14被布置在几个行中。
61.平行热电偶束优选地但不是必须地包括至少一个引导装置19，该引导装置19被配置为在导管7中引导平行热电偶束。
62.导管7优选地但不是必须地可释放地附接到框架5以允许导管7的分离，例如以便于将新的平行热电偶束插入到导管7中。
63.导管7优选地但不是必须地可释放地附接在导管7驱动器处以允许导管7的分离，例如以便于将新的平行热电偶束插入到导管7中。
64.接下来，将更详细地描述用于在根据所呈现的任何实施例的设备1中使用的热电偶单元8，以及热电偶单元8的一些实施例和变体。
65.热电偶单元8包括平行热电偶束，每个热电偶14具有温度敏感尖端15。
66.平行热电偶束中的每个热电偶14可通过接触装置13选择性地在功能上连接到温度确定设备12。接触装置13可以物理连接到平行热电偶束中的每个热电偶14，使得接触装
置允许与平行热电偶束中的任何热电偶14的功能连接。
67.平行热电偶束中的每个热电偶14具有与平行热电偶束中的其它热电偶14的纵向延伸不同的纵向延伸，使得平行热电偶束中的每个热电偶14的温度敏感尖端15在平行热电偶束的纵向方向a中位于与平行热电偶束中的其它热电偶14的温度敏感尖端15不同的位置处。
68.如图8中所示，平行热电偶束中的所有热电偶14可以具有不同的长度。在这样的热电偶单元8中，平行热电偶束中的每个热电偶14具有在温度敏感尖端15处的远端16和相对的近端17，并且平行热电偶束中的热电偶14被布置成使得平行热电偶束中的每个热电偶14的近端17在平行热电偶束的纵向方向a中位于基本相同的位置处。
69.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地被布置在行21中并且按长度排列。
70.平行热电偶束中的热电偶14可以替代地被布置在行21中并且按长度排列，使得平行热电偶束中的每个热电偶14的长度由平行热电偶束的中点22和温度敏感尖端15之间的距离c限定。例如，平行热电偶束中的所有热电偶14可以具有相同的长度，并且平行热电偶束中的热电偶14被布置成使得平行热电偶束中的热电偶14的相对端，即，远端16和近端17，在平行热电偶束的纵向方向a中不位于相同的位置处。
71.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地连接在一起，使得热电偶14至少部分地彼此间隔开，使得平行热电偶束中的热电偶14不会相互干扰。
72.平行热电偶束中的热电偶14优选地但不是必须地通过连接部件18连接在一起，使得热电偶14至少部分地彼此间隔开，使得平行热电偶束中的热电偶14不会相互干扰。
73.热电偶单元8优选地但不是必须地包括引导装置19，该引导装置19被配置为在导管7中引导平行热电偶束，该导管7被配置为可释放且可移动地容纳热电偶单元8。
74.平行热电偶束优选地但不是必须地可释放且可移动地布置在导管7中，使得平行热电偶束中的每个热电偶14的温度敏感尖端15可以从导管7突出，并且热电偶单元8优选地但不是必须地包括引导装置19，该引导装置19被配置为引导导管7中的平行热电偶束。
75.热电偶单元8优选地但不是必须地包括接触装置13，该接触装置13包括插头装置20。
76.对于本领域技术人员来说清晰的是，随着技术的进步，本发明的基本思想可以以各种方式实现。因此，本发明及其实施例不限于上述示例，而是它们可以在权利要求的范围内变化。