Газовый разделитель

 

(11) 553505

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2601.76 (21) 2318443/10 (511 М. Кл,е,601 L 19/06 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный иомнтет

Совета Министров СССР по делам изобретений

H 9TNPblTMH (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,04,77. Бюллетень № 13 (53) УДК

531.787 (088.8) (45) Дата опубликования описания :28.06.77 (72) Авторы изобретения

К. С, Петров и А. В. Шлемин (71) Заявитель (54) ГАЗОВЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам для замера давления жидких сред и может быть использовано в гидравлических системах преимущественно низкого давления, в Которых используются агрессивные и высокотемпературные жидкие среды, например расплавленные металлы.

Известны устройства, в которых в качестве измерительного прибора используется стандартный газовьй измерительньй прибор (манометр, вакуумметр, датчик давления и т.п,). Последний соединяется с источником давления через так называемую газовую подушку (1). Основным элементом в таких устройствах является гаэовьй разделитель, предназначенный для передачи давления жидкой среды к газовой среде и обеспечивающий ограничение положения границы фазораздела "жидкая среда — газ" в пределах рабочего объема разделителя.

Известно устройство с автоматическим поддержанием границы фазораздела в заданном интервале посредством специальной газовакуумной системы с автоматически управляемыми клапанами, В качестве командных датчиков в такой системе используются обычно электроконтактные сигнализаторы уровня, установленные в рабочем объеме разделителя (2) . Основными недостатками устройства являются сложность схемы, низкая надежность и повышение весогабаритной характеристики ввиду наличия вспомогательных систем: измерения уровня, газова.куумной и автоматического управления.

Известно также устройство, в котором граница фаэораздела ограничивается в пределах рабочего объема разделителя с помощью запорных элементов, 10, Кроме того, известно приспособление для изоляции манометра (3), выполненное в внде камеры с двумя горловинами, соединенными соответственно с источником давления и измерительным прибором. Внутри камеры помещен подвижньй поршень

15 (пробка) иэ упругого материала типа резины, который совместно с каждой из горловин образует запорные элементы, предотвращающие соответственно утечку газа в источник давления и попадание жидкой среды в измерительный прибор. Однако

20 отмечается относительная сложность выбора материала поршня, совместимого с агрессивными и высокотемпературными жидкими средами, недостаточная надежность при длительной работе вследствие наличия в устройстве механически

25 сопряженных подвижных частей, а также появление

553505 доцолнительной погрешности в измерении малых давлений за счет сил трения, Цель издбретения — создание газового разделителя дня агрессивных и высокотемпературных жидких сред, имеющего более простудно и надежную конструкцию, а также расширенную область применения в сторону более агрессивных и высокотемпературных жидких сред. Это достигается тем, что в .газовом разделителе, вьшолненном в виде камеры двумя горловинами, соединентпями соответственно источником давления и измерителъным прибором и снабженными запорными элементами, предотврапта, ющими утечку газа в источник давления и попада ние млдиой среды в измерительный прибор, эанорные элементы выполнены в виде капиллярно — nopHcTbIx, перегородок установленных в горловинах камеры, При этом перегород<а в горловине, соединетплой с истопплком давлеши, вьпголнена из материала, смачиваемого жидкой средой, а перегородка в горловине, соещлненной с измерительным прибором, выполнена из материала, не смачиваемого жидкой средой, Газовый разделитель состоит иэ камеры 1 с двумя горловинами 2 и 3, В горловине 2, соединенной с источтплком давления, JcTBHUBIfeHR капиллярно-пористая перегородка 4, выполненная из материала, смачиваемого жидкой срецой (налример, ст Х18Н10Т) .

В горловине 3, соединенной с пзмерительнь.м прибором, установлена каппллярно-гористая перегородка.5 иэ материала, не сма яваемого средой (например, фторопласт Ф вЂ” 4,1 <

1lpHfHIHH действия газового разделителя заключается в следующем.

При измерении давления в источнике в боль шую или меньшую сторону уровень жидкой среды в разделителе увеличивается илн уменьшается. а iaa, эаполняющип газовую полость разделителя и нзмерительньп» прибор, соответственно сжимается или разрежается до тех пор, по.са давление жидкой среды Ря< и газа Р пе сравняются. Таким образом, в установившемся реяиме цавление газа в разделителе в пределах диапазона измерений всегда равно давлению жицкой среды.

При превышении давления в разделителе сверх допустимого, определяемого соотношением начального и конечного объемов газовой полости (выражение 3), и лри снижении давления в исто пгнке ниже начального значения Ро (выражение 4) предотвращение попадания 1Мд<ой среды в измерительный прибор и cooTBeTclBeEIHo газа в источник давления осуществляется за счет сил поверхностного натяжения м ц1<ой среды, которые создают соо1нгтствующие капиллярные давления: а) на сма гяваемой капиллярно-пористой перегорслке 4 (77 б) на несмачиваемой капиллярно-пористой перегородке 5

26 — Соз &

КАп 1

2 где 1", и 4 » - соонзетствующие эквивалентные ра диусы капилляров; 6, и Йз краевые углы смачивания перегородок 4,5:

Ц вЂ” коэффициент поверхностного натяжения жидкой среды.

Верхнее и нижнее значения рабочего диапазона давлений жидкой среды, измеряемые с помощью газового раздели еля, определяются из соотношений

I37 р p «p о жн кдп а верхнее допустимое давление, при котором eHII. рецотврапгается попадание жидкой среды в измерительный прибор, опред< эется выражением

Р «» Р +р

f

С57

Формула изобретения

Газовый разделитель, выполненный в виде камеры с двумя горловинами, соединенными соответственно с источником давления и измериеельным прибором и снабженными эапорнь1ми элементами, предотвращаю цими утечку газа 8 и го аллк давления и понадаш1е жиш. и «репы в изм< Рн е11ьный прибор, oтличаюшийся нм, что, с где Po — нижнее значение рабочего диапазона давления (начальное давление газа), Р, — верхнее значение рабочего диапазона измерения давления;

Ржн — минимально возможное нижнее давление в исто лплке (для систем, сообщающихся с вакуумной средой Рх<м =О);

Ржв — максимально возможное верхнее давление в нсточ:шке;

Vo — объем камеры разделителя;

Vff — объем импульсной линии и рабочей полости измерительного прибора.

Использование в газовом разделителе капиллярных сил, образующихся на входе в капиллярные поры смачиваемой и несмачиваемой капиллярно — пористых нерегороцок и предотвращающих соответственно утечку газа в источник давления и попадание жидкой среды в измерительный приборь значительно упрощает конструкцию разделителя, повышают его надежность и расширяют область применения в сторону более агрессивных жидких сред и высоких температур.

553505 чз с

Составитель И. Орлова

Техред С, Беда

Редактор О. Филиппова

КоРРектоР И. 1 оксич

Заказ l90/38

Тираж 1101 Подписное

fIHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР

IIo делам изобретений и открьггий

) 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/б

Филиал I llll I "Патент", г. Ужгород, ул. П роек гная. 4 целью расширения области применения, упрогцения конструкции, повьшгения надежности и точности, эапорные элементы выполнены в виде капиллярно — пористых перегородок, установленных в горловинах камеры, при этом перегородка в горловине, соединенной с источником давления, выполнена иэ материала, смачиваемого жидкой средой, а перегородка в горловине, соединенной с измерительным прибором, выполнена из материала, не смачиваемого жидкой средой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Канаев А.А..и.др. "Судовые и стационарные жидкометаллические энергетические установки".

Л. Судостроение, 1968 r. стр. 236.

2. Яловега Н.В.."Специфика измерений теплофиэических параметров высокотемпературных энергетических установок" М, 1970 г. стр. 175 — 188.

3. Патент США 1че 3718046, кл. 73 — 395 1972 r.