[發(fā)明專利]一種基于氧探頭的陶瓷管套接密封結構及其制備方法

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• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112344024A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 潘少杰;潘一凡;楊家富
• 申請（專利權）人: 南京林業(yè)大學
• 主分類號: F16J15/10
• 分類號: F16J15/10;G01N27/409;C04B37/02
• 代理公司: 滁州創(chuàng)科維知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 34167
• 代理人: 吳向青

本發(fā)明公開了一種基于氧探頭的陶瓷管套接密封結構及其制備方法，包括高鋁管以及插接于高鋁管端部的氧化鋯管，所述氧化鋯管與高鋁管之間設置有密封裝置，密封裝置包括填充于高鋁管與氧化鋯管管壁間隙的高溫陶瓷膠以及位于高鋁管的端部并與氧化鋯管連接的陶瓷釉涂層，所述陶瓷釉涂層環(huán)狀設置且整體覆蓋高溫陶瓷膠端面，制作時在高鋁管內(nèi)限位放入定心輔助棒，然后將氧化鋯管插入到高鋁管內(nèi)，從高鋁管與氧化鋯管連接處的管口向氧化鋯管與高鋁管間隙填充高溫陶瓷膠至膠體填充滿兩者間的環(huán)形間隙，在高鋁管管口位置涂上陶瓷釉料形成陶瓷釉涂層，本發(fā)明在現(xiàn)有氧探頭可測距離基礎上，可以根據(jù)工況要求，保證氣密要求，實現(xiàn)遠距離氧量的測定。

技術領域

本發(fā)明涉及傳感設備技術領域，具體涉及一種基于氧探頭的陶瓷管套接密封結構及其制備方法。

背景技術

目前測氧傳感器(氧探頭)的應用十分廣泛,主要用于保護氣氛熱處理、氣體滲碳及大型鍋爐的節(jié)能等方面。氣體滲碳是機械制造工業(yè)中應用最廣泛最重要的熱處理方法之一。滲碳零件質(zhì)量的好壞在很大程度上取決于表面碳濃度，然而長期以來,一般都是憑經(jīng)驗和定期檢查試棒來控制滲碳工藝過程,滲碳零件表面碳濃度波動大,表層金相組織中常出現(xiàn)大量碳化物,嚴重影響了產(chǎn)品質(zhì)量,降低了滲碳件的使用壽命。近年來,測氧傳感器(氧探頭)的出現(xiàn)給氣體滲碳熱處理帶來了一場技術革命,使?jié)B碳過程中對爐氣碳勢進行精確控制成為可能,并有利于實現(xiàn)微機自動控制，這對提高滲碳熱處理的質(zhì)量及對井式滲碳爐進行技術改造都具有深遠意義。

測氧傳感器由內(nèi)外兩個鉑(Pt)電極和其間的穩(wěn)定氧化鋯陶瓷組成，當探頭外側與待測氣體接觸,而內(nèi)側通入?yún)⒈瓤諝鈺r,由于氧化鋯管兩側的氧濃度不一樣而形成了氧濃度差電池,在內(nèi)外電極上產(chǎn)生電勢，從而可以測得待測氣體中的氧含量。

基于此，測氧傳感器上的陶瓷管在整個測氧傳感器應用過程中起到了關鍵性作用，其為測氧工作中的關鍵部件，然后現(xiàn)有規(guī)格的測氧傳感器中的陶瓷管應用長度為200mm～1200mm，其無法適應所有需求，一旦待測區(qū)域位于較深位置則無法有效實現(xiàn)氧量的測定，針對于此，現(xiàn)目前缺少一種行之有效的套接結構的加長陶瓷管結構，以達到工業(yè)應用的要求。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術問題

為了克服現(xiàn)有技術不足，現(xiàn)提出一種基于氧探頭的陶瓷管套接密封結構及其制備方法，可以解決現(xiàn)有氧探頭陶瓷管長度局限的問題，可以根據(jù)工況要求，保證氣密要求，實現(xiàn)遠距離氧量的測定。

(二)技術方案

本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)：本發(fā)明提出了一種基于氧探頭的陶瓷管套接密封結構，包括高鋁管以及插接于高鋁管端部的氧化鋯管，所述氧化鋯管與高鋁管之間設置有實現(xiàn)兩者連接間隙密封的密封裝置，所述密封裝置包括填充于高鋁管與氧化鋯管管壁間隙的高溫陶瓷膠以及位于高鋁管的端部并與氧化鋯管連接的陶瓷釉涂層，所述陶瓷釉涂層環(huán)狀設置且整體覆蓋高溫陶瓷膠端面。

進一步的，所述高鋁管為兩端通孔的貫穿管，所述氧化鋯管為單側開口的管體結構且開口側與高鋁管承插連接。

一種基于氧探頭的陶瓷管套接密封結構的制備方法，包括如下步驟：

1)定同心：在高鋁管內(nèi)限位放入定心輔助棒，然后將氧化鋯管插入到高鋁管內(nèi)，使得高鋁管與氧化鋯管套接連接的同時同心度達到0.1mm以內(nèi)；

2)填充高溫陶瓷膠：從高鋁管與氧化鋯管連接處的管口向氧化鋯管與高鋁管間隙填充高溫陶瓷膠至膠體填充滿兩者間的環(huán)形間隙，然后取出定心輔助棒，該處填充以無法繼續(xù)填充且高溫陶瓷膠在高鋁管管口溢出作為檢測填充完成的標準；

3)凝膠：將步驟2)中結構穩(wěn)定放置于室溫下靜置24小時；

4)逐步固膠：依次將其放入到80℃、100℃、150℃的烤箱中分別烘烤1小時；5)高溫固化：將其放進950℃的箱式電爐中進行加熱固化，時間為20～30分鐘；