專利名稱：襯里磨損檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于改變流體流動方向的裝置，尤其是在帶襯里的管路系統(tǒng)內(nèi)高磨損性流體的流動。在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明涉及在一個小的空間內(nèi)改變這種流體的流動方向，其壓力損失或壓降比利用傳統(tǒng)的技術(shù)改變流體流動方向時要小。
在任何包含有流動的流體的封閉系統(tǒng)中，比如一個管路系統(tǒng)，經(jīng)常需要改變流體的流動方向。典型地，是使用標準的管彎頭，其也被稱為彎管。然而，環(huán)境經(jīng)常會對使用標準的管彎頭形成限制，阻礙其使用。這些環(huán)境包括傳輸高溫流體，腐蝕性流體，或磨損性流體，如具有顆粒的流體。當這些情況存在時，用于改變流體流動方向的典型的解決方案通常涉及采用大號的(即，大的直徑)襯砌有適當?shù)哪腿?、防銹蝕、或耐磨損襯里的管路部件。
管徑的增大要求伴隨有所有需要的彎管的轉(zhuǎn)彎半徑的增大。轉(zhuǎn)彎半徑的增大接下來會增大安裝改變流體流動方向所需要的彎頭或彎管的空間要求。典型地，使用具有太小轉(zhuǎn)彎半徑的彎頭或彎管會引起不希望的壓力損失。
發(fā)明者致力于克服這些不足，提供一種相對于傳統(tǒng)的管彎頭來說能在更小的空間內(nèi)改變流體流動方向的管彎頭，其產(chǎn)生的壓力損失并不比在相等的空間內(nèi)使用傳統(tǒng)的彎頭時大。這些管彎頭包括一個基本上呈圓筒形的基體，其具有一個第一端部，一個第二端部，和一個基本上恒定的內(nèi)徑；一個切向入口，其固定在基體上，靠近基體的第一端部，并且所述切向入口的內(nèi)徑小于基體的內(nèi)徑；一個切向出口，其固定在基體上，接近基體的第二端部，并且所述切向出口的內(nèi)徑小于基體的內(nèi)徑；典型地，流體線性地流動穿過該切向入口，進入基體。在基體內(nèi)部，流體的線性運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)的或盤旋的運動。當流體穿過基體朝向切向出口軸向地移動時，位于基體內(nèi)的流體持續(xù)其螺旋運動。流體通過切向出口流出基體。在穿過切向出口從基體中流出時，基體內(nèi)流體的旋轉(zhuǎn)或螺旋運動變回線性運動。
在一個優(yōu)選實施例中，管彎頭包括兩個彼此固定在一起的基本上相同的部件。在另一個優(yōu)選實施例中，兩個基本上相同的部件可移去地彼此固定在一起，以便第一部件上的切向入口/出口可以相對于第二部件的切向入口/出口，以任何希望的角度被定向。
除了此處描述的管彎頭的開發(fā)情況外，發(fā)明者額外地構(gòu)思出一個與管彎頭一起使用的襯里。在一個實施例中，襯里包括一個基體襯里，一個切向入口襯里，和一個切向出口襯里。在一個優(yōu)選實施例，切向入口襯里和切向出口襯里都是可移去地被插入基體襯里的一個孔中。在另一個實施例中，基體部件襯里包括兩個基本上相同的基體部件襯里。
雖然在一個優(yōu)選實施例中，本申請涉及一種用于檢測這種襯里內(nèi)的磨損情況的方法和裝置，但是可以理解，本發(fā)明的方法和裝置能被更廣泛地應用于所有帶襯里的一般的容器中(此處″容器″應當是指在其內(nèi)部具有流體移動或流體從中流動通過的任意結(jié)構(gòu)，尤其是磨損性的流體)。在一個實施例中，一個導電線纜被設置在襯里的外表面上或設置成接近襯里的外表面(相對于流體流動來說)，并且測量所述導電線纜的電阻，以判斷所述線纜是否已被磨破。在另一個實施例中，通過一個溫度測量裝置，比如一個熱電偶，隨著時間的推移監(jiān)視測量得到的溫度以估計襯里的磨損情況。
本發(fā)明是通過附圖中所示的實例進行描述，其中相類似的附圖標記表示類似的部件?？梢岳斫猓綀D示出了本發(fā)明的多個優(yōu)選實施例，其并不限制本發(fā)明的由權(quán)利要求所限定的范圍。


圖1所示為一個具有一個切向入口和切向出口的管彎頭，它們被布置成軸向處于基本上相對的方向；圖2所示為如圖1所示的管彎頭的俯視圖；圖3所示為一個具有一個切向入口和切向出口的管彎頭的俯視圖，入口和出口被布置成軸向彼此呈大約90度。
圖4所示為一個具有一個切向入口和切向出口的管彎頭的俯視圖，入口和出口被布置成軸向處于基本上相同的方向；圖5示出了一種如圖1所示類型的管彎頭，但是其由兩個基本上相同的部件組成，提供有一個切向入口和切向出口，切向入口和切向出口被設置成軸向處于基本上相對的方向；圖6示出了如圖5所示的管彎頭，其中兩個部件已經(jīng)被固定，使得切向入口和切向出口軸向彼此呈大約90度；圖7示出了如圖5所示的管彎頭，其中兩個部件已經(jīng)被固定，使得切向入口和切向出口軸向處于基本上相同的方向；圖8示出了如圖5-7中所示的兩個基本上相同的部件中的一個的分解視圖；圖9所示為圖8中的兩個管路結(jié)構(gòu)可移去地彼此固定在一起時的分解視圖；圖10所示為圖8和9中所示的基體部件襯里和切向入口襯里的另外一個視圖；圖11所示為如圖8，9和10所示的切向入口襯里被插入如圖8，9和10中所示的基體部件襯里的孔內(nèi)；圖12所示為圖10中基體部件襯里的示意圖；圖13所示為圖11中切向入口襯里的示意圖；圖14所示為根據(jù)本發(fā)明的一個襯里的圓筒形部件，在接近襯里外表面的位置，其具有呈“之”字形布置的導電線纜；圖15所示為如圖14所示基體部件襯里的剖視圖；圖16所示為根據(jù)本發(fā)明的一個襯里的圓筒形部件，在接近襯里外表面的位置，其具有以螺旋形布置導電線纜；圖17所示為如圖16中所示的襯里部件的剖視圖。
在優(yōu)選實施例中，應用了本發(fā)明的方法和裝置的管彎頭包括一個基本上呈圓筒形的基體，該基體具有一個第一端部和一個第二端部，并且基體具有基本上恒定的直徑；一個切向入口，其固定在基體部件上，接近基體部件的第一端部，并且所述切向入口的內(nèi)徑小于基體部件的內(nèi)徑；一個切向出口，其固定在基體部件上，接近基體部件的第二端部，并且所述切向出口的內(nèi)徑小于基體部件的內(nèi)徑；除非特別指出，此處的詞語″直徑″將是指某一對象的內(nèi)徑。
對于此處的描述來說，基體部件的第一端部有時可能也被稱為基體的″頂部″，并且因此也可能被稱為管彎頭的″頂部″，而第二端部有時可能被稱為基體的″底部″，并且因此也可能被稱為管彎頭的″底部″，在當前的描述過程中，為便于描述，詞語″頂部″和″底部″可能被用來表示基體和管彎頭的某一特定的端部，當不使用″第一端部″或″第二端部″，而是使用詞語″頂部″和″底部″時，不應被認為其是表示或暗示應用襯里檢測方法和裝置的管彎頭必須是垂直地布置，或者是其必須具有一個″頂″端部或″底″端部-各端部可以處于相同的高度。
在一個如圖所示類型的管彎頭中，流體線性地流過切向入口并進入基體。在基體內(nèi)部，流體的基本上呈線性的運動轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€旋轉(zhuǎn)的或螺旋的運動。當流體穿過基體部件朝向切向出口軸向地移動時，位于基體內(nèi)的流體持續(xù)其螺旋運動。流體通過切向出口流出基體。在穿過切向出口從基體中流出時，基體內(nèi)流體的旋轉(zhuǎn)或螺旋運動變回線性運動。
圖1示出了這樣的一個管彎頭100的一個實例。管彎頭100包括一個切向入口102、一個基體104和一個切向出口106。在管彎頭100的典型工作情況下，流體基本上線性地流動通過切向入口102，如箭頭108所示，并且進入基體104。流體進入基體104后，當流體軸向地從切向入口102流向切向出口106時，流體流動的線性運動轉(zhuǎn)變?yōu)槁菪倪\動。到達切向出口106后，如箭頭110所示，當流體從基體中流出時，螺旋運動變回線性運動。
為了促進流體在基體內(nèi)的螺旋運動，根據(jù)本發(fā)明的入口和出口的直徑都比基體小。切向是指入口(或出口)的軸線沒有通過基體的軸線。還可以認為切向入口和切向出口相對于基體是偏心地設置。圖2中更清楚地示出了入口和出口的切向特征。圖2所示為與圖1所示的管彎頭100相類似的一個管彎頭200的俯視圖。管彎頭200包括一個切向入口202、一個基體204和一個切向出口206。如圖2所示，切向入口202的軸線208沒有與基體204的軸線210相交。如果一個切向入口相對于基體居中設置，那么切向入口的軸線將會與基體的軸線相交。類似地，切向出口206的軸線212不與基體204的軸線210相交。
如箭頭214所示，流體通過切向入口202進入基體204。如箭頭216所示，在基體204的內(nèi)部，流體以螺旋運動的方式流向切向出口。在到達切向出口206之后，如箭頭218所示，流體從基體中流出。
切向入口和切向出口的直徑都小于基體直徑。對于很多應用場合，切向入口的直徑大致和切向出口一樣大。優(yōu)選地，基體的直徑至少約為切向入口和切向出口直徑的1.5倍。更優(yōu)選地，基體的直徑至少約為切向入口和切向出口直徑的2倍。優(yōu)選地，基體部件的直徑不大于切向入口和切向出口直徑的約3倍。
切向入口和切向出口的軸向彼此之間可被以任意角度方向定向。例如，在圖2中，在切向入口202內(nèi)流體流動的方向與切向出口206內(nèi)流體流動的方向相反。即，在切向入口202內(nèi)流體流動的方向與切向出口206內(nèi)流體流動的方向相差約180度。因此，切向入口202的軸向方向與切向出口206相反。當彎頭是管路系統(tǒng)中作為一個往返通路的一個部分時，如當生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)品返回或反向循環(huán)進入該生產(chǎn)系統(tǒng)時，一個具有軸向基本上相反的切向入口和切向出口的管彎頭可以被有利地使用。根據(jù)應用場合的需要，切向入口的高度可以與切向出口的高度相同或不同。
當入口和出口的軸向方向相反時，為了促進流體通過切向出口流出，切向出口應被設置成位于相對于基體部件的軸線來說與切向入口相對的一側(cè)。例如，在如圖2所示的管彎頭200的俯視圖中，切向入口202的軸線208的位于基體軸線210的左邊，切向出口206的軸線212位于基體軸線210的右邊。切向入口202位于基體軸線210左邊的位置使得在管彎頭200中的流體如箭頭216所示以順時針方向螺旋地運動。隨著流體持續(xù)其螺旋運動，流體從切向入口202開始穿過基體204流向切向出口206。如箭頭220和218所示，流體流動到達切向出口206后，流體以通過切向出口206流出所需的方向進行運動。在此環(huán)境中，切向入口202和切向出口206可以被描述為″旋轉(zhuǎn)對準″，另一方面，如果切向出口206被設置成正好位于切向入口202下方，使得軸線208和212都是位于基體軸線210的左邊，則當流體流動到達切向出口206后，其運動的方向?qū)⒉粫c通過切向出口206流出所需的方向相同。
圖3和圖4示出了管彎頭的其他實例，其中切向入口和切向出口旋轉(zhuǎn)對準。在圖3中，管彎頭300包括一個切向入口302、一個基體304和一個切向出口306，其中切向入口302和切向出口306旋轉(zhuǎn)對準，并且它們的軸向大約呈90度。在圖4中，管彎頭400包括一個切向入口402、一個基體404和一個切向出口406，其中切向入口402和切向出口406旋轉(zhuǎn)對準，并且它們的軸向基本上處于相同的方向。
如圖1-4中所示的管彎頭可以被制造成一個整體部件(如圖1所示)，或者，更優(yōu)選地，其可以被制造成可以裝配到一起的部件。在圖5中，管彎頭500包括一個切向入口502、一個基體505和一個切向出口506，所述基體由兩個基體部件504和505裝配而成，其中切向入口502和切向出口506旋轉(zhuǎn)對準，并且它們的軸向基本上處于相反的方向。優(yōu)選地，切向入口502和第一基體部件504包括一個單體連續(xù)的部件，切向出口506和第二基體部件505包括一個第二單體連續(xù)的部件。通過將第一基體部件504的凸緣518以傳統(tǒng)方式固定至第二基體部件505的凸緣520，彎頭管500的基體被裝配在一起。第一基體部件504的頂部514被固定至第一基體部件504，第二基體部件505的底部516被固定至第二基體部件505。使用之后，第一基體部件504和第二基體部件505使用后可以被分開，使得在必要時可以對基體的內(nèi)部進行檢查和清潔。類似地，頂部514和底部516是可移去的，以便在需要時可以對基體的內(nèi)部進行檢查和清潔。此外，通過分開凸緣522和凸緣524，以及分開凸緣526和凸緣528，管彎頭500可以被從管路系統(tǒng)中移去，以有利于檢查、清潔、修理及更換等。
還可以采用其它可選的結(jié)構(gòu)。例如，基體部件504和505的頂部514和/或底部516可以分別被永久地固定，以代替如上所述的可移去的固定方式。頂部514和/或底部516可以通過任意適合于特定應用場合的方式被永久地固定。例如，頂部514和/或底部516可以被制造成與基體部件504和/或基體部件505一起作為一個連續(xù)的部件。
最優(yōu)選地，為了使制造過程簡化和簡易，基體部件504和505基本上彼此相同，并且通過凸緣518和520以反向鏡像關(guān)系被可移去地固定。因此，在圖5中，通過將凸緣518和凸緣520分開，管彎頭500可以被分成兩個基本上相同的部件。第一個基本上相同的部件包括基體部件504、切向入口502和頂部514。第二個基本上相同的部件包括基體部件505、切向出口506和底部516。
圖5-7示出包括兩個基本上相同的部件的管彎頭的另一個優(yōu)點。即，底部部件與頂部部件之間的角度可以被設置成一個選定的角度，以提供流體流動方向上所需要的改變，其中所述流體從切向入口流動穿過基體，并從切向出口流出。例如，圖6示出了底部部件和頂部部件之間的角度大約為90度的如圖5所示的管彎頭500。即，除了底部部件被旋轉(zhuǎn)大約90度外，圖6中的管彎頭600包括的部件與管彎頭500的部件完全相同。類似地，除了底部部件被旋轉(zhuǎn)大約180度外，圖7所示的管彎頭700包括的部件與管彎頭500的部件完全相同。
如上面圖示和文字描述的管彎頭可以包括冷卻套管。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公知，冷卻套管用于冷卻容器或管路系統(tǒng)內(nèi)部的材料。例如，管彎頭500包括一個冷卻套管。正如圖5所示，管彎頭500的第一基體部件504和第二基體部件505都包括一個冷卻套管，該冷卻套管包括一個進水口和出水口，對基體部件504來說就是入口508和出口510。用于基體部件505的進水口沒在圖中示出，其與進水口508對稱，并且與出口512之間的關(guān)系和入口508與出口510之間的關(guān)系一樣。
應用有本發(fā)明的方法和裝置的管彎頭附加地包括一個由適合于管彎頭將要被使用的環(huán)境的材料制成的襯里，所述襯里尤其適合應用于磨損性流體。例如，陶瓷襯里可以被有利地和管彎頭一起使用，比如在TiO2生產(chǎn)過程中使用如圖5所示的管彎頭500。在TiO2生產(chǎn)過程中，經(jīng)過燃燒區(qū)或氧化區(qū)后，TiO2被工藝氣體輸送通過一個冷卻區(qū)。冷卻區(qū)既是一個高磨損性的環(huán)境，又是一個高溫環(huán)境。包含有TiO2和工藝氣體的流體的溫度在400(204.44℃)到1400(760℃)之間變化是很常見的事。帶有陶瓷襯里的管彎頭可以被有利地使用于TiO2生產(chǎn)過程的冷卻區(qū)。
在一個實施例中，將被使用的襯里包括一個基體襯里、一個切向入口襯里和一個切向出口襯里。在一個優(yōu)選實施例中，切向入口襯里和切向出口襯里具有基本上相同的形狀。即，切向入口襯里和切向出口襯里基本上是等同的?；w襯里可以包括一個單體連續(xù)的部件，或者是可以包括數(shù)個部件襯里。在一個優(yōu)選實施例中，基體襯里包括兩個基本上相同的基體部件襯里。兩個基本上相同的基體部件襯里具有一個圓筒形的形狀，其在一端開口并在另一端封閉。通過可移去地將一個端部固定在基體部件襯里上，或通過將基體部件襯里制造成一個具有一個封閉端的一個連續(xù)部件，封閉端可以被封閉。在一個實施例中，至少一個基體部件襯里具有一個被可移去地固定的端部，所述端部起到襯里的頂部或底部的作用，其可被移去，以對基體部件襯里內(nèi)部進行檢查或清潔。
圖8所示為一個部件800的分解圖，其為兩個基本上相同的部件中的一個，所述部件可以被可移去地固定至另一個，以形成如上所述的管彎頭。部件800類似于如圖5所示的頂部部件，并包括一個基體部件804、一個切向入口802和一個頂部814。需要注意的是，如果部件800不是被用作一個頂部部件，而是用作一個底部部件，那么切向入口802將起到一個切向出口的作用。部件800進一步包括一個切向入口襯里806、一個基體部件襯里808和一個頂部襯里810。在將部件800組裝在一起時，基體部件襯里808被插入基體部件804中，隨后切向入口襯里806被插入到切向入口802中，使得切向入口襯里806裝配進入位于基體部件襯里808內(nèi)的孔812中。切向入口襯里806和孔812的形狀被設置為切向入口襯里806的邊緣與孔812的邊緣對準。因此，基體部件襯里808的孔812的形狀和切向入口襯里806的插入端的形狀基本上一致。通過將頂部襯里810放置到基體部件襯里808之上，將絕緣件816放置到頂部襯里810之上，將一個墊圈818放置到基體部件804之上，在墊圈818之上施加一個密封墊圈820，及隨后將頂部814固定在基體部件804上，從而完成部件800的裝配。在圖8中，通過利用螺栓連接頂部814和基體804，頂部814被可移去地固定在基體部件804上。圖9所示為兩個部件800的分解圖，其可移去地相互固定，從而形成管彎頭。
圖10-11示出了切向入口襯里和切向出口襯里如何裝配進入基體襯里或基體部件襯里的一個孔中以形成襯里連接。圖10示出了如圖8和9所示的切向入口襯里806、基體部件襯里808和孔812。如圖10所示，切向入口806的插入端的形狀和基體部件襯里808內(nèi)的孔812的形狀基本上相同。圖11示出了切向入口襯里806，其被插入基體部件襯里808的孔812中，從而形成適合用于管彎頭的第一部件的襯里部件1100。出口或入口被插入基體襯里或基體部件襯里的位置此處可以被稱為襯里連接。
基體襯里或基體部件襯里內(nèi)的孔可以通過從由襯里材料制成的圓筒形部件中移去一個管塞來制造。例如，陶器的襯里材料可以從陶器保護公司(Ceramic Protection Corporation)購買得到。為了將管塞移去，對入口(或出口)軸線與基體的交點進行定位。沿著此軸線延伸方向，一個管塞被移去，所述管塞的直徑近似等于將要被插入的入口(或出口)的外徑加上任意指定的公差。管塞的深度被制成使入口(或出口)襯里的邊緣與基體襯里的內(nèi)表面齊平。圖12所示的示意圖示出了一個基體部件襯里1200，其外徑1202為131/2英寸(34.29厘米)，內(nèi)徑1204為12英寸(30.48厘米)，高度1206為171/2英寸(44.45厘米)?？?210的半徑1208是413/16英寸(12.22厘米)，從基體部件襯里1200的端部1214至孔1210的軸線1216之間的距離1212是53/4英寸(14.61厘米)。從孔1210的軸線1216到基體部件襯里1200的外緣之間的距離1218是43/4英寸(12.07厘米)。
切向入口襯里和切向出口襯里也可以通過從由襯里材料制成的圓筒形部件中移去一個管塞來制造。入口和出口襯里可以通過移去一個直徑大約與基體襯里的內(nèi)徑相等的柱狀管塞而制造，入口或出口襯里將被插入基體襯里中。圖13所示的示意圖示出了一個切向入口(或出口)襯里1300，其外徑1302為91/2英寸(24.13厘米)，內(nèi)徑1304為8英寸(20.32厘米)，高度(或長度)1306為12英寸(30.48厘米)。如圖13所示，切向入口襯里1300具有一個圓筒形的形狀，其高度1306為12英寸(30.48厘米)，外徑1302為91/2英寸(24.13厘米)。切向入口襯里1300圓筒形的形狀具有一個在切向入口襯里1300的端部被去除的圓筒形管塞，去除半徑1308為6英寸(15.24厘米)。圓筒形管塞的軸線1310與切向入口襯里1300的軸線1314之間的距離1312在其最近點處為2英寸(5.08厘米)。需要注意的是，此被移去的圓筒形管塞的半徑1308(其為6英寸(15.24厘米))與基體襯里1200的內(nèi)徑1204(其為12英寸(30.48厘米))相匹配。
此處所述類型的襯里與現(xiàn)有技術(shù)中使用的襯里相比具有多個優(yōu)點。在公知的現(xiàn)有技術(shù)中，當在工藝管路或設備中使用的耐熔磚或瓷片襯里系統(tǒng)時，襯里材料典型地是通過膠或水泥漿進行固定。一旦安裝后，每當襯里系統(tǒng)必須被去除時，需要破壞襯里系統(tǒng)。砌襯和破壞襯里系統(tǒng)耗時，并且每次都需要安裝新的材料。而另一方面，我們所描述的襯里允許襯里系統(tǒng)在一定應用場合中被重復地安裝和去除，而不損害襯里材料。
現(xiàn)有技術(shù)中的直管路中可以插入預制的襯里部件。然而，這些襯里部件通常仍然要被固定在某一位置，以避免襯里離開其位置或從基體中跌落。為接頭堆砌襯里，如為一個“T”形管或容器入口與容器基體之間的接頭堆砌襯里，典型地需要某種類型的定位、對準或鎖定方法或裝置。多數(shù)情況下，是通過將各部件灌膠泥或粘接在具體位置來實現(xiàn)上述操作。一旦完成這一工作，在不破壞襯里系統(tǒng)的情況下很難或不可能將襯里去除。此處所述的襯里提供一種接頭設計結(jié)構(gòu)，其使襯里的各部分之間相互定位并保持其位置，只需要少量、或者是幾乎不需要灌膠泥或粘接就能保持所述接頭的整體性。即，如圖8-13所示，只要一個基體襯里被插入一個管彎頭的基體中，例如，將一個切向入口襯里和一個切向出口襯里插入到基體襯里的孔中，就能保持基體襯里處于適當?shù)奈恢?，這一過程只需要少量的粘接，或者是幾乎不需要粘接。類似地，如果切向入口襯里和切向出口襯里被移去，基體襯里可以被移去以進行檢查或替換。這樣，切向入口襯里和切向出口襯里可移去地被插入基體襯里孔中，并且基體襯里可移去地被插入管彎頭的基體中。
此處所描述和顯示的襯里和以前現(xiàn)有技術(shù)中公知的襯里可以被有利地與根據(jù)本發(fā)明的多個方法一同使用，以用于檢測襯里的磨損情況。當襯里中包含有磨損性流體的流動或運動時，這樣的方法對于具體應用可能是極其重要的，不管是應用于一個容器、一個管段中，還是應用于所述類型的管彎頭中都是如此。一個這樣的方法中使用了一個導電線纜，其相對于流體的流動或運動來說被設置在襯里的外表面上。線纜的電阻被周期性地測量，以判定該線纜是否被磨破。如果線纜沒有損傷，則其將具有一個相對較低的電阻。然而，如果襯里被磨破，那么使襯里被磨破的磨損性環(huán)境將很可能還會引起線纜被磨破并使其變得不連續(xù)。如果線纜被磨破，那么線纜的電阻將會變得極高(基本上為無窮大)。因此，通過測量導電線纜的電阻，可以判斷線纜以及襯里是否被磨破。
導電線纜還可以被放置在接近襯里外表面的位置，以判斷出什么時候磨損情況嚴重，什么時候襯里還沒有被完全地磨損。以相似的方式，可以在襯里內(nèi)部與磨損性流體相距不同距離的位置處設置多個獨立的導電線纜，并且對這些單個的線纜的電阻進行測量，以評定襯里的磨損率。
一根導電線纜可以被設置在接近襯里外表面的位置，例如，通過將線纜構(gòu)造在襯里內(nèi)部。圖14和15中提供了一個實例。圖14示出了一個導電線纜1402被以″之″字形的方式設置在接近管襯里1400的圓筒形部件的外表面1404的位置。圖15所示為襯里1400的一個剖視圖，如圖所示，線纜1402被設置在襯里1400的內(nèi)部，并接近襯里1400的外表面1404。優(yōu)選地，線纜1402被設置成與襯里1400的外表面1404之間的距離小于其與襯里1400的內(nèi)表面1406之間的距離。
圖16和17示出了如何將一根導電線纜設置在接近襯里外表面處的另一個實例。圖16所示為一個管襯里1600的圓筒形部件，在接近襯里1600的外表面1604處，該圓筒形部件具有一根以螺旋方式設置的導電線纜。線纜1602處于一個凹槽1606中，所述凹槽1606被制造在襯里1604的外表面上。凹槽1606可以通過任意適合的方式制造。優(yōu)選地，選擇凹槽1606的深度，使得當線纜1602被放入凹槽1606中時，導電線纜1602與襯里1600的外表面1604之間的距離小于其與襯里1600的內(nèi)表面1608之間的距離。襯里1600內(nèi)的凹槽1606為螺旋形，但是其可以是適合于應用的任意形狀，比如和圖14中所示的″之″字形相類似的″之″字形狀?？梢酝ㄟ^使用溫度測量裝置來代替導電線纜，例如，通過一個熱電偶，以估計襯里的磨損情況。例如，如果一個襯里構(gòu)造被被應用于涉及高溫流體的場合，一個溫度測量裝置可以被有利地設置在襯里的外表面上，或者是設置在接近襯里外表面的位置。如果襯里具有隔熱性(比如，由陶瓷材料制成的襯里就具有這種性質(zhì))，那么隨著時間的推移對該裝置進行檢測，將會發(fā)現(xiàn)隨著襯里的磨損以及溫度測量裝置和高溫流體之間的隔離襯里材料的減少，測量到的溫度逐步增加。通過所述裝置對溫度進行監(jiān)測，可以估計襯里的磨損量。確定襯里被磨損成足以需要更換的判定溫度值取決于和襯里接觸的流體的溫度、襯里的隔熱性能以及位于溫度測量裝置和流體之間襯里材料的厚度。然而，可以在不進行過度實驗的情況下，通過定期地移去一個襯里，并目測磨損量，記錄襯里被移去時的溫度，來決定一個對于某一具體應用來說適當?shù)臏囟?。一旦磨損到足以要求更換襯里，則相應的溫度可以被記錄。從那時起，由相同隔熱材料制成的厚度相同的新襯里可以被插入，并且在這一溫度被檢測到或者是溫度接近這一溫度以前，襯里不需要更換。
在一個本發(fā)明的實施例中，一個線式熱電偶被有利地作為溫度測量裝置而使用?，F(xiàn)有技術(shù)中所公知，一個熱電偶可以包括兩種結(jié)合在一起的不同的金屬，通過接觸點之間產(chǎn)生的電勢差可測量得到各點之間的溫度差。在一個本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，線式熱電偶為一個J型或K型熱電偶。線式熱電偶可以被設置在襯里的外表面上或設置在接近襯里外表面的位置，其設置方式與如圖14-17所示的導電線纜的設置方式相同。在另一個優(yōu)選實施例中，線式熱電偶也能導電，使得通過測量導電的線式熱電偶的電阻，可以發(fā)現(xiàn)線式熱電偶的斷裂情況，其中測量電阻的方式與如上所述的測量導電線纜的電阻的測量方式相同。
盡管本發(fā)明已經(jīng)相對于具體的實施例進行了詳細的描述，但是應當理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在對上述內(nèi)容進行理解后，可以很容易地想到這些實施例的變更、變化，以及等效的替換。因此，本發(fā)明的范圍應當由所附的權(quán)利要求及等同特征進行限定。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測襯里中磨損情況的方法，所述襯里中包含或界定一種磨損性流體的流動，所述方法包括如下步驟在所述襯里的外表面上或接近所述襯里外表面的位置設置一根導電線纜；和對所述線纜的電阻進行測量，以判定所述線纜是否被磨破。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述線纜呈″之″字形布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述線纜呈螺旋形布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述襯里為陶瓷制品。
5.一個種用于檢測襯里中磨損情況的方法，所述襯里中包含或界定一種磨損性流體的流動，所述方法包括如下步驟在所述襯里的外表面上或接近所述襯里外表面的位置設置一個熱電偶；和監(jiān)測由所述熱電偶隨著時間的推移而測量得到的溫度，以估計所述襯里的磨損情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述襯里為陶瓷制品。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述熱電偶為一線式熱電偶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述線式熱電偶呈″之″字形布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述線式熱電偶呈螺旋形布置。
10.一種用于檢測襯里磨損率的方法，所述襯里中包含或界定一種磨損性流體的流動，所述方法包括如下步驟在所述襯里中與所述磨損性流體相距不同距離的地方設置多個導電線纜；和監(jiān)測多個線纜的各電阻值，以確定接近于所述磨損性流體的線纜何時被磨破。
11.一種襯里，其包括一個基本上呈圓筒形的基體，所述基體由一種在一使用期限內(nèi)易受磨損影響的材料制成；和一根導電線纜，其被設置在所述基體的外表面上或接近所述基體外表面的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯里，其中所述線纜呈″之″字形布置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯里，其中所述線纜呈螺旋形布置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯里，其中所述基體是陶瓷制品。
15.一種襯里，其包括一個基本上呈圓筒形的基體，所述基體由一種在一使用期間內(nèi)易受磨損影響的材料制成；和一個熱電偶，其被設置在所述基體的外表面上或接近所述基體外表面的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的襯里，其中所述熱電偶為一線式熱電偶。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的襯里，其中所述熱電偶呈″之″字形布置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的襯里，其中所述熱電偶呈螺旋形布置。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的襯里，其中所述基體是陶瓷制品。
全文摘要
用于檢測襯里(1400)磨損的方法和裝置。在本發(fā)明的一個實施例中，一根導電線纜(1402)被設置在襯里的外表面上或設置在接近襯里外表面(1402)的位置，并且測量所述導電線纜(1402)的電阻，以判斷所述線纜是否已被磨破。在本發(fā)明的另一個實施例中，隨著時間的推移監(jiān)測例如一個熱電偶的溫度測量裝置測量得到的溫度，以估計襯里的磨損情況。
文檔編號F16L9/18GK1856676SQ200480027247
公開日2006年11月1日 申請日期2004年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者羅伯特·O·馬丁, 喬·伯特·梅克, 朗尼·G·海維爾 申請人:特諾有限公司