Разделительное устройство для датчиков давления высокотемпературных сред

 

1. РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СРЕД, содержащее корпус с полостью, заполненной передающей жидкостью, и упругий разделитель сред, установленный в корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования и технико-эксплуатационных характеристик , оно снабжено вставкой, размещенной в полости корпуса с осевым зазором с образующей, причем температурные коэффициенты объемного расщирения вставки и корпуса вьгбраны из соотношения где Pg - температурный коэффициент объемного расширения мате- . риала вставки; i Р, - температурный коэффициент объемного расширения мате (Л риала корпуса. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3081 A

3(58 G 01 L 19 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3533346/18-10 (22) 05. 01. 83 (46) 30. 03. 84. Бюл. N 12 (72) В.П.Бушланов и В.Л.Кенингсберг (71) Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения (53) 531.787(088.8) (56) 1. Патент США N 4279160, кл. G 01 L 19/04, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 591735, кл. G 01 L .19/06, 1978, 3. Авторское свидетельство СССР

У 773468, кл. G 01 L 19/06, 1980 (прототип). (54)(57) 1. РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СРЕД, содержащее корпус с полостью заполненной передающей

I жидкостью, и упругий разделитель сред, установленный в корпусе, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования и технико-эксплуатационных характеристик, оно снабжено вставкой, размещенной в полости корпуса с осевым зазором с образующей, причем температурные коэффициенты объемного расширения вставки и корпуса выбраны из соотношения

/3В (Рк где P — температурный коэффициент

В объемного расширения мате- . риала вставки;

Pl(— температурный коэффициент объемного расширения материала корпуса.

2. Разделительное устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вставка выполнена цилиндрической и подпружинена с двух сторон, 3. Разделительное устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем вставка изготовлена из материала, плотность которого равна или близка плотности передающей жидкости.

1083081

4. Разделительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем, во вставке, выполнена по крайней мере одна герметичная полость, заполненная средой с плотностью, меньшей чем плотность передающей жидкости.

5. Разделительное устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем вставка выполнена составной из нескольких, по крайней мере из двух, отдельных элементов.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам, применяемым при измерении давления, например, расплавов пластмассы и других высокотемпературных сред, в том числе агрессивных и абразивных, когда необходимо предотвратить проникновение измеряемой среды в измерительный прибор.

Известен датчик давления, содержа!

О щий разделительное устройство, выполненное в виде корпуса с разделительной мембраной, внутренняя полость которого заполнена передающей ящцкостью, и термоманометрическое устройство для компенсации температурной погрешности при передаче давления через разделительное устройство 11.

Недостатком устройства является повышенная сложность конструкции,что ограничивает область применения.

Известен датчик давления расплава полимера, содержащий разделительное устройство, выполненное в виде корпуса (патрубка) с разделительной мембраной, внутренняя полость которого заполнена передающей средой, причем внутренняя часть полости корпуса с разделительной мембраной, находящаяся в области высоких температур, выполнена с капилляром, который заполнен легкоплавким материалом (сплавом металлов!(2).

Недостатками известного устройства являются температурная погрешность 35 .rУ вносимая разделительной мембраной, связанная с температурными изменениями объема передающей жидкости, дина2 мическая погрешность из-за большого гидравлического сопротивления узкого проходного сечения капилляра и малый срок службы разделительной мембраны, так как последняя выбирается малой жесткости и, следовательно, малой толщины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является разделительное устройство для манометрических приборов, содержащее корпус с разделительным упругим элементом

I в виде сильфона, внутренняя полость которого заполнена передающей жидкостью (Зj.

Недостатком устройства является температурная погрешность, вносимая разделительным упругим элементом изза изменения его положения при передаче давления, связанная с температурными изменениями объема передаю;щей жидкости.

Цель изобретения — повышение точности преобразования давления путем стабилизации положения упругого разделителя сред и повышение техникоэксплуатационных характеристик устройства (надежности, срока службы, технологичности) .

Поставленная цель достигается тем, что разделительное устройство для датчиков давления высокотемпера- турных сред, содержащее корпус с полостью, заполненной передающей жидкостью, и упругий разделитель сред, снабжено вставкой, размещенной в полости корпуса с осевым зазором по образующей, причем температурные!

1083 В к

3 коэффициенты объемного расширения, вставки и корпуса выбраны из соотношения

081 решность, связанную с тепловым расширением передающей жидкости. Полная компенсация температурной погрешности осуществляется при обеспечении зависимости

30 где и p — соответственно темпее ратурные коэффициенты объемного расширения материала вставки и корпуса.

При этом вставка может быть выполнена цилиндрической и подпружинена с двух сторон.

Вставка изготовлена из материала, плотность которого равна или близка плотности передающей жидкости.

Во вставке может быть выполнена по крайней мере одна герметичная полость, заполненная средой с плотностью, меньшей чем плотность передающей среды.

Кроме того, вставка может быть выполнена составной иэ нескольких, по крайней мере из двух, отдельных элементов.

На фиг. 1 изображено устройство, 25 общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Разделительное устройство состоит из корпуса 1, упругого разделителя

2. Передающей жидкостью заполнена

1 внутренняя полость корпуса 1.Вставки 4 и 5 размещены в полости корпуса 1 с осевым зазором по образующей и подпружинены к корпусу пружинами

6. Отверстие 7 служит для подсоединения датчика давления или уровня жидкости. Вставки 4 и 5 выполнены с пазом 8 для дополнительного перетекания жидкости помимо осевого зазора между корпусом 1 и вставка- 40 ми 4 и 5.

Разделительное устройство работает следующим образом.

Под воздействием измеряемого давления упругий разделитель 2 сред 45 прогибается и через передающую жидкость 3 передает измеряемое давление в полость отверстия 7, к которому подсоединен датчик давления.

Повышение температуры вызывает уве- 50 личение объема передающей жидкости 3, и тепловое расширение материалов корпуса 1 и вставок 4 и 5, при этом температурный коэффициент объемного расширения вставки аб выбирается меньше55 температурного коэффициента объемного расширения корпуса, что позволяет уменьшить температурную погаЧ,= V„- аи, где dV, aV, аЧ — соответственно изменение объемов жидкости,корпуса, вставок в температурном диапазоне.

Изменение объемов определяется выражениями ьч= р пТ, 0

aV 4 p T

О V& V8

80 В где Ч „ V, Ч вЂ” соответственно на

0 0 eо начальные объемы жидкости, внутренней полости корпуса, вставок при нормальной температуре; — температурные коэффициенты объемного расширения жидкости; корпуса, вставок.

Решая вышеприведенные выражения с учетом выражения Y = Ч вЂ” ЧВ жо ко Во имеем расчетное выражение для условий термокомпенсации

Ж В

"о» Р

Во Рж / К

Для повышения быстродействия, нат дежности работы вставки 4 и 5 выполнены подпружиненными пружинами 6 к корпусу 1, а для повышения технологичности при изготовлении и при обеспечении условий термокомпенсации вставки 4 и 5 могут быть выполнены составными иэ нескольких, по крайней мере из двух, отдельных элементов, в том числе в виде цилиндрических и сферических элементов, вставка может быть изготовлена иэ материала, плотность которого равна или близка плотности передающей жидкости, во вставке может быть выполнена по крайней мере одна герметичная полость, которая заполнена средой с плотностью, меньшей чем плотность передающей жидкости.

1083081

Составитель И.Панфилов

РедактоР С.Юско ТехРед И,Метелева КоРРектоР С.Шекмар

Заказ 1732/37 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4