Датчик для измерения давления в сублимационной камере

 

ОП ИС

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

""1 тн 667841

Союз Соввтских

Социалистических

Рвспубаик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.12.76 (21) 2444652/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 L 11/00

- Государствеииый комитет

СССР по делам изооретений и открытий

Опубликовано 15.06.79. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 25.06.79 (53) УДК 531.787 (088.8) (72) Авторы изобретения

Х.- М. Х. Байсиев, В. М. Ведерников, 1О. Н. Четвериков и И. Н. Горшков

Всесоюзный научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

В СУБЛИМАЦИОННОЙ КАМЕРЕ

Изобретение относится к технике измерения общего давления парогазовой среды в вакуум-сублимационной камере и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известен датчик для измерения парциального давления водяного пара в вакуумсублимационной камере методом «психометрической точки», представляющей собой кубик водяного льда с термопарой, вмороженной в его центр (1). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому датчику давления является датчик для измерения парциального давления в сублимационной камере (2), содержащий полый теплоизолированный корпус в виде станка с намороженным внутри льдом и размещенный внутри льда измеритель температуры.

Наличие теплоизоляции увеличивает срок службы льда до 30 — 40 ч. Однако этого недостаточно для обеспечения работоспособности датчика при контроле давления в установках сублимационной сушки непрерывного действия, которые могут эксплуатироваться непрерывно в течение длительного времени.

Кроме того, на точность измерения общего давления влияют внешние тепловые потоки, поступающие ка льду через отверстие стакана, состав парогазовой среды и температура в сублимационной камере.

Целью изобретения является повышение точности измерения общего давления в сублимационной камере и увеличение длительности непрерывного измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемом датчике во льду образована полость, сообщающаяся каналом с внешним пространством, а измеритель температуры размещен в этой полости.

На фиг. I изображен описываемый датчик с корпусом, выполненным в виде шара.

IS Ha внутреннюю поверхность полого шара

1 с отверстием, изготовленного из непроницаемого для радиационных тепловых потоков материала, например нержавеющей стали, наморожен слой водяного льда, образующий палую льдинку 2. Намораживание льда осуществляется, например, методом конденсации водяного пара на внутреннюю поверхность охлаждаемого полого шара 1, 3

В полость 3 введена термопара 4 с помощью пробки 5, которая плотно вставлена в отверстие полого шара 1. Для осуществления связи полости 3 с сублимационной камерой в пробке 5 предусмотрена трубка 6. Датчик устанавливают в сублимацион- ную камеру, где теплопритоки к поверхности шара 1 заведомо определены, например, экспериментальным путем. С учетом теплопритоков размеры трубки 6 подбираются таким образом, чтобы обеспечивалось истечение пара из полой льдинки 2 в среду сублимационной камеры со скоростью, исключающей возможность проникновения парогазовой среды сублимационной камеры в полость 3. Последнее условие правомерно лишь в том случае, если скорость истечения пара из полой льдинки 2 будет выше скорости диффузии газовой среды.

Последнее в условиях рабочего вакуума составляет около 2 м/с.

Общее давление в сублимационной камере определяют по температуре насыщения водяных паров в полой льдинке 2 с учетом перепада давления, обеспечивающего истечение. По расчетам для истечения пара со скоростью 10 м/с в среду с давлением 66,7 н/м (0,5 мм рт. ст.) — достаточно перепада давления 0,08 н/м, что составляет от измеряемого давления 0,12%.

Следовательно, при скоростях истечения 2—

10 м/с перепадом давления можно пренебречь и давление в сублимационной камере принять равным давлению насыщенных водяных паров в полости 3.

При измерении общего давления в сублимационной камере таким датчиком исключаются ошибки измерения, связанные с радиационным тепловым потоком, составом парогазовой среды и ее температурой, так как измеряется температура чистого насыщенного водяного пара в полости 3 ограниченной снаружи непроницаемой для радиационных тепловых потоков оболочкой.

На фиг. 2 показан датчик для измерения общего давления в сублимационной камере с цилиндрическим корпусом. Датчик содержит цилиндрический стакан 7, выполненный из непроницаемого для радиационных тепловых потоков материала, например нержавеющей стали. На внутреннюю поверхность стакана 7 нанесен пористый синтетический материал 8. Стакан 7 закрыт свер667841

3S

1О

s5

2S зо

4 ху крышкой 9, снабженной пробкой 5 с термопарой 4 и трубкой 6. С целью уменьшения тепловой инерционности термопары 4 спай прикреплен к металлическому «лепестку» 10 размерами 10х10х0,1 мм. Перед применением с датчика снимают крышку 9 и пористую внутреннюю поверхность (материал 8) смачивают водой до полного заполнения пор.

Затем влагу,в порах замораживают, например, помещая стакан 7 в холодильный шкаф.

После этого крышку 9 с пробкой 5, термопарой 4 и трубкой 6 плотно устанавливают на стакане 7 и датчик помещают в определенную точку сублимационной камеры, где тепловые притоки к датчику в течение всего периода сушки заведомо определены экспериментальным путем. Размеры трубки 6 с учетом тепловых притоков обеспечивают истечение генерируемого в полости 3 датчика насыщенного водяного пара в среду сублимационной камеры со скоростью 2 — 10 м/с.

Общее давление в сублимационной камере принимается равным давлению насыщенных водяных паров в полости 3 датчика.Перепад давления, обеспечивающий истечение пара со скоростью 10 м/с в условиях рабочего вакуума, ничтожен и составляет

0,12% от измеряемого общего давления, поэтому им можно пренебречь.

Применение датчика в промышленных сублимационных установках позволит осуществить непрерывный контроль общего дав- . ления с точностью +5%.

Формула изобретения

Датчик для измерения давления в сублимационной камере, содержащий полый теплоизолированный корпус с намороженным внутри льдом и измеритель температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения общего давления и увеличения длительности непрерывного измерения, в нем во льду образована полость, сообщающаяся каналом с внешним пространством, а измеритель температуры размещен в этой полости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 228307 кл. G 01 L 11/00, 1967.

2. Шумский К. П. Основы расчета вакуумной сублимационной аппаратуры. М., 1967, с. 191.

667841 фиг. 2

Составитель О. Полев

Редактор С. Хейфиц Техред О. Луговая Корректор Ю. Макаренко

Заказ 3438, 37 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4l5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4