Трубка для измерения потребления тепла

 

Изобретение относится к трубке для измерения потребления тела, содержащей трубчатый корпус, закрытый с первого конца и открытый со второго конца. В трубчатом корпусе находится испаряемая жидкость. Заполненный жидкостью участок трубчатого корпуса имеет канал, площадь поперечного сечения которого меньше площади круга диаметром 3,5 мм. Выше заполненного жидкостью участка канал имеет сужение, причем трубка заполнена до уровня непосредственно под сужением. Техническим результатом изобретения является возможность использования широкого ряда измерительных жидкостей для заполнения трубки в случаях, когда имеется большой риск повреждения трубки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к трубке для измерения потребления тепла, содержащей трубчатый корпус, закрытый с первого конца и открытый со второго конца, заполненный испаряемой жидкостью, которая удерживается в нем за счет капиллярного эффекта. Канал в заполненном жидкостью участке трубчатого корпуса имеет площадь поперечного сечения меньше площади круга диаметром 3,5 мм.

В устройствах для измерения испарительного типа заполненные жидкостью трубки используются для определения потребления тепла. Трубка выполнена прозрачной, и содержащаяся в ней жидкость имеет окраску, позволяющую различать уровень жидкости и считывать его по калибровочной шкале измерительного устройства, в котором трубка установлена.

Описанная в патенте DK 41024 трубка для измерения потребления тепла содержит трубчатый корпус с каналом, площадь сечения которого превышает площадь круга диаметром 3,5 мм. Трубка на одном конце имеет входной участок, площадь сечения которого меньше площади сечения трубки. Такая конструкция ограничивает испарение из трубки. В патентах DK 36321 и 69537 описаны аналогичные трубки. Входной участок конструкции по патенту DK 36321 имеет пробку с закрытым металлической пластиной центральным отверстием, в которой выполнено отверстие для выпуска паров жидкости.

Входной участок по патенту 69537 образован стенкой, которая в верхней части изогнута внутрь таким образом, что концевая кромка отогнутой внутрь части образует отверстие, через которое могут выходить пары. Обе конструкции трубок согласно уровню техники имеют проблемы, относящиеся к сравнительно большому диаметру трубчатого корпуса, что может привести к прохождению воздуха через жидкость и попаданию его в трубку в горизонтальном положении последней, а при повышении температуры объем воздуха и соответственно жидкости увеличивается, в результате чего жидкость выжимается из трубки. В результате частичного или полного вытекания жидкости трубка становится неработоспособной и, следовательно, если трубку использовать для измерений, вытекшая жидкость будет определяться как теплопотребление.

Кроме того, трубка вышеупомянутого типа известна из патента DK 156331. Трубки данного типа с каналом, площадь сечения которого меньше площади круга диаметром 3,5 мм, обладают способностью удерживать жидкость внутри трубки за счет капиллярного эффекта. Капиллярный эффект создает ряд значительных преимуществ для таких трубок. В качестве примера можно назвать возможность размещения трубки в различных положениях. При этом жидкость не вытекает из трубки, и воздух не проникает в трубку через заполняющую ее жидкость. Кроме того, трубки такого типа дают гораздо более точный результат считывания из-за небольшого мениска по сравнению с трубками, имеющими канал большой площади сечения. Такие трубки должны храниться и транспортироваться, преимущественно в пакетах с непроницаемым покрытием независимо от ориентации трубок.

Однако было установлено, что определенные комбинации площадей сечения канала и типов жидкостей являются менее выгодными. Удар при небрежном обращении с трубкой, площадь сечения канала которой приблизительно эквивалентна верхнему пределу площади, т.е. площади круга диаметром 3,5 мм, может в определенных трубках привести к вытеканию жидкости через отверстие. Это особенно относится к жидкостям с относительно небольшим поверхностным натяжением. Для предотвращения вытекания этих жидкостей через открытый конец трубки при небрежном обращении, например при ударах, необходимо выполнить заполняемый жидкостью участок трубки таким образом, чтобы он имел канал с меньшей площадью сечения или, как вариант, трубка должна иметь запорное устройство, например пробку, вставляемую в входной участок. Однако меньшая площадь сечения канала приводит к ухудшению считываемости, вызванной малой толщиной столба окрашенной жидкости. При более интенсивной окраске содержащийся в жидкости краситель будет осаждаться на стенке трубки и таким образом добавлять помехи при считывании.

Запорное устройство требует изготовления дополнительных элементов, что приводит к удорожанию изделия. Требование удаления запорного устройства перед установкой трубки занимает много времени и усложняет работу сборщика.

Кроме того, имеется опасность того, что запорное устройство останется на трубке и будет препятствовать испарению и тем самым считыванию результатов теплопотребления. Таким образом, установка запорных устройств на трубках нежелательна.

Задачей изобретения является создание трубки типа, описанной во вступительной части, которая позволяет использовать для заполнения широкий ряд жидкостей.

Для решения этой задачи трубка согласно изобретению имеет трубчатый корпус с суженным каналом над частью, заполняемой жидкостью, причем трубка заполнена до уровня непосредственно под сужением.

При этом возможны измерения с применением большого количества типов жидкостей и размеров поперечных сечений трубок с сохранением адекватной считываемости и исключением протечек из трубок, которые могут возникнуть при неосторожном обращении при изготовлении и транспортировке. Предотвращающие протечки устройства, например пробки, являются лишними, и транспортировка трубок в пакетах является необязательной.

В соответствии с приведенной в патенте конструкцией площадь суженной части канала в трубчатом корпусе меньше трех четвертей, предпочтительно меньше половины сечения канала заполняемой жидкостью части трубчатого корпуса.

Над сужением трубчатого участка канал может иметь обычные размеры и площадь сечения его может быть меньше площади круга диаметром 3,5 мм.

Длина суженной части в продольном направлении трубчатого корпуса должна составлять менее 10 мм, предпочтительно 6 мм. Таким образом, суженная ограничивающая часть будет иметь небольшое или несущественное влияние на диффузию через входной участок.

В качестве примера измерительной жидкости для трубок можно назвать 1-гексанол. Однако имеется большое количество альтернативных жидкостей, которые в ранее применяемых конструкциях не могли использоваться в комбинации с трубками.

Ниже предлагаемые изобретением конструкции трубок описаны со ссылкой на чертежи, где на фиг.1 показана в продольном разрезе первая трубка для измерения потребления тепла; на фиг.2 - в продольном разрезе вторая трубка для измерения потребления тепла; на фиг.3 - поперечное сечение трубок для измерения потребления тепла, приведенных на фиг.1 и 2.

На фиг. 1 показана трубка 1, закрытая с одного конца 2 и имеющая на противоположном конце отверстие 3. От закрытого конца 2 до сужения перед входным участком с отверстием 3 корпус 4 трубки имеет поперечное сечение с внутренним диаметром D. Сужение перед входным участком имеет отходящую внутрь кромку 6. Сужение имеет внутренний диаметр С. Длина суженого участка в продольном направлении составляет D. Общая длина трубки обозначена А.

Показанная в продольном разрезе на фиг. 2 трубка для измерения потребления тепла содержит конструктивные элементы, соответствующие элементам трубки, приведенной на фиг.1. Однако полость над сужением имеет трубчатый участок 7 с каналом, размеры которого соответствуют размерам канала под сужением.

На фиг.3 показаны профиль трубки в поперечном сечении, а также диаметры заполняемого жидкостью участка 5 и сужения на входном участке 3 для более детального описания.

На фиг.1 и 2 заполняющая жидкость показана точками.

Заполняемый жидкостью участок имеет достаточно большой диаметр, что позволяет свободно считывать уровень жидкости на градуированной шкале корпуса, в котором устанавливают одну или несколько трубок. Жидкость в трубках обычно бывает окрашенной. Сужение дает возможность использовать измерительные жидкости в случаях, когда при использовании жидкости в трубках обычной конструкции имеется большой риск повреждения трубки, например в случае удара, из-за малой капиллярной константы этих жидкостей.

Такие трубки заполняются жидкостью под вакуумом, как детально описано в DK патентах 116969 и 156331. При этом конструкция согласно фиг.2 имеет преимущества в том, что трубка заполняется до уровня, несколько ниже сужения и при более умеренной величине вакуума. При заполнении трубки уровень жидкости устанавливается выше сужения, при этом объем жидкости выше сужения соответствует объему воздуха в донной части трубки и объему сужения, и затем за счет центробежной силы жидкость смещается к донной части трубки.

Формула изобретения

1. Трубка для измерения потребления тепла, содержащая трубчатый корпус (1), закрытый с первого конца (2) и открытый со второго конца (3), который заполнен испаряющейся жидкостью, удерживаемой в корпусе за счет капиллярного эффекта и который в заполненной жидкостью части имеет канал с площадью поперечного сечения меньше площади круга диаметром 3,5 мм, отличающаяся тем, что выше заполненной жидкостью части корпуса канал имеет сужение, причем трубка заполнена до уровня непосредственно под сужением.

2. Трубка для измерения потребления тепла по п. 1, отличающаяся тем, что площадь сечения сужения меньше трех четвертей, предпочтительно меньше половины диаметра канала заполненной жидкостью части корпуса.

3. Трубка для измерения потребления тепла по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что выше сужения имеется трубчатый элемент, площадь поперечного сечения которого меньше площади круга диаметром 3,5 мм.

4. Трубка для измерения потребления тепла по пп. 1-3, отличающаяся тем, что длина суженной части в продольном направлении трубчатого корпуса меньше 10 мм, предпочтительно менее 6 мм.

5. Трубка для измерения потребления тепла по пп. 1-4, отличающаяся тем, что в качестве испаряемой жидкости используется 1-гексанол.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3