Устройство для измерения давления в вакуум-сублимационной камере

 

.м

w 7

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>769378

Ф

5Ь

К=(61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено,17.10.?8 (21) 2674228/18-10 (51) М.Кл. G 01 1. 11/00 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 531.787 (088.8} (45) Дата опубликования описания 10.11.80 (72) Автор изобретения

Х.-М. Х. Байсиев

Всесоюзный научно-исследовательский институт консервной промышленности и специальной пищевой технологии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

В ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ КАМЕРЕ

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

Известны, различные датчики для измерения давления в вакуум-.сублимационной камере (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является датчик для измерения давления в сублимационной .камере, содержащий цилиндрический стакан, выполненный из непроницаемого для,радиационных тепловых потоков материала, например из нержавеющей стали. На внутреннюю поверхность стакана нанесены пористый синтетическии материал. Стакан закрыт сверху кры шкой, снабженной цробкой с термопарой и трубкой.

Для уменышения тепловой инерционности термопары спай прикреплен к металлическому «лепестку» размерами 1ОХ 10Х0,1 мм.

Перед применением с датчика снимается крышка и .пористая внутренняя поверхность смачивается водой до полного зайолнения пор. Затем влага в порах замораживается, например помещением стакана в холодильный шкаф. После этого крышка с пробкой, термопарой и трубкой плотно устанавливается .на стакане и датчик помещается в определенную точку сублимационной ка.меры, где величина тепловых притоков к датчику в течение всего периода сушки за5 ведомо определена экспериментальным путем. Размеры трубки с учетом тепловых притоков обеспечивают истечение генери.руемого в полости датчика насыщенного водяного лара в среду сублимационной каl0 меры со скоростью 2 — 10 м/сек. Общее давление в сублимационной камере принимается равным давлению насыщенных водяных паров в полости датчика. Величина . перепада давления, обеспечивающего исте15 чение пара со скоростью 1О м/сек .в условиях .рабочего вакуума ничтожна и составляет 0,1 2% от измеряемого общего давления, перепадом .давления можно пренеб,речь (21.

Срок службы намороженного льда составляет около 30 — 40 ч. Однако этого недостаточно для обеспечения работоспособности датчика при контроле давления в

25 установках непрерывного действия, которые могут работать непрерывно в течение длительного времени (нескольких суток) .

Кроме того, на точность измерения общего давления .влияют внешние тепловые

З0 притоки, поступающие ко льду через корпус

769378

25

Зо

40

65 датчика, которые в процессе сушки могут колебаться в широких пределах.

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

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения давления в вакуумсублимационной камере, содержащее полый корпус с намороженным внутри льдом и подсоединительным патрубком и измеритель температуры, размещенный в полости корпуса, введен термостат в виде сосуда с водой, а корпус выполнен из пористого материала .с уменьшающимися к периферии корпуса порами и помещен в упомянутый термостат.

Максимальный поперечный, размер,пор пористого материала, выбран по длине в пределах 0,01-1 мм.

На чертеже изображено устройство для измерения общего давления в сублимационной камере.

Устройство содержит полый корпус 1 (в данном случае .шаровидный), выполненный,,например, из пористого стекла с переменным сечением,пор по толщине стенки, помещенный в термостатирующую емкость 2 с водой 8. Размеры пор корпуса 1 возрастают при переходе от внешней ее п оверхности к внутренней соответственно с 0,01 до 1 л4м.

Полый корпус снабжен в верхней части металлиэированными соединительными пат,рубками 4 и 5. Через патрубок 4 с помощью пробки 6 в полость, полого корпуса 1 введена термопара 7, прикрепленная к металлическому лепестку 8. С помощью патрубка 5 .полость патолого корпуса соединена с вакуумной камерой, давление в которой изме ряется (камера на чертеже не,показана) .

Размеры канала патрубка 5 обеспечивают истечение генерируемого пара из полости полого .корпуса 1 в среду вакуумной камеры со скоростью, исключающей возможность проникновения газов ой среды вакуумной камеры .в полость полого корпуса 1.

Последнее в условиях, рабочего вакуума составляет 2 м/сек.

Устройство работает следующим образом.

Перед .применением, полый корпус 1 смачивается водой до полн ого заполнения пор и замораживается, например, в холодильном шкафу. После этого корпус с термопарой 7, введенной в полость через пробку б, перемещается в термостати рующую емкость 2 с водой. Полость корпуса 1 с помощью патрубка 5 соединяется со средой сублимационной .камеры, давление в которой измеряется. B результате тепловых притоков к полому корпусу от окружающей воды 8 и действия вакуума прои сходит интенсивное испарение льда на внутренней п оверхности корпу.са 1. По мере испарения льда граница фазового перехода начинает перемещаться от внутренней поверхности полого корпуса к внешней ее поверхности, где влага в мелких капиллярах в результате воздействия капиллярно-щелевого гидростатического эффекта и теплопритоков находит1ся;в жидкообразяом состоянии.

/При достижении границей фазового перехода данной зоны вода под влиянием перепада давления между атмосферой и давлением в вакуумной камере начинает перемещаться по капиллярам -к внутренней боковой поверхности корпуса 1. Однако при достижении зоны с крупными капиллярами, где капиллярно-щелевой гидростатический эффект наименее выражен, вода под действием вакуума переходит в кристаллическое состояние. Таким образом происходит непрерывное обновление льда в полости .полого корпуса. Размеры канала патрубка

5 обеспечивают, истечение генерируемого в полости пол ого корпуса 1 насыщенного водяного пара в среду сублимационной камеры со скоростью 2 — 10 м/сек. Общее давление в сублимационной камере принимается ,равным давлению насыщенных паров в полости корпуса 1. Величина перепада дав. ления, обеспечивающего истечение пара со скоростью 10 ni/сек в условиях рабочего вакуума, составляет 0,12О/о от измеряемого общего давления и перепадом давления можно пренебречь. Применение устройства в промышленных условиях позволит осуществить непрерывный контроль об1цего давления в сублимационных установках в течение длительного времени с точностью +5 /о.

Формула изобретения

1. Устройство для .измерения давления в вакуум сублимационной камере, содержащее полый корпус с намороженным внутри льдом и подсоединительным патрубком, и измеритель температуры, размещенный в полости корпуса, о тл ич а ю шее с я тем, что, с целью увеличения длительности непре рывного измерения и повышения точности, в него введен термостат в виде сосуда с водой, а корпус выполнен из пористого материала с уменьшающимися к перифе,рии корпуса порами и помещен в упомянутый термостат.

2. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что в нем максимальный поперечный .размер пор пористого материала выбран по длине в пределах 0,01 — 1 млl

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Автор ское свидетельство СССР № 228307, кл. G 01 1 11/00, 19б7.

2. Автор ское свидетельство СССР по заявке № 2444652/18-10, кл. G 01 L 11/00, 197á (протопит).

769378

Составитель Г. Максягин

Редактор О. Филиппова Техред О. Павлова Корректор С. Файн

Заказ 1228/1256 Изд. № 472 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»