Жидкостный дифференциальный манометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («)900137 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.12.78 (21) 2705133/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл

G 01 L 7/18

G 01 L 13/04

Гасударственных комитет (53) УДК 531.787..7 (088.8) Опубликовано 23.01.82. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 28.01.82 по делам нзооретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

В. Б. Нестеренко и I. А. Бида,, Ф

1,...

4

Институт ядерной энергетики АН ССР

1 (71) Заявитель (54) ЖИДКОСТНЪ|й ДИФФЕРЕНЦИАЛЪНЫИ МАНОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее, к жидкостным дифференциальным манометрам и может быть использовано преимущественно в исследовательских целях для измерения перепада давления быстроконденсирующихся паров.

Известны жидкостные дифференциальные манометры с наклонными трубками (1).

Недостатком таких дифманометров является то, что при использовании их для измерений давления быстроконденсирующейся среды и использовании в качестве манометрической жидкости конденсата измеряемой среды, при малых углах наклона трубки скорость накопления конденсата в самой трубке будет больше скорости удаления избыточного конденсата из этой наклонной трубки в чашку. Это может оказывать большое влияние на точность измерений перепада давления и надежность работы прибора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является жидкостный дифференциальный манометр, содержащий сосуд с вертикальной измерительной трубкой, частично заполненные манометрической жидкостью в виде конденсата измеряемой среды, и трубки для подвода измеряемой среды и удаления избыточного конденсата, которые введены в сосуд и в измерительную трубку (2).

Недостатком указанного манометра является возникновение в трубках встречных потоков избыточного конденсата и пара, образование парожидкостных пробок, что приводит к колебанию уровня жидкости и снижает точность измерений.

1о Цель изобретения — увеличение точности измерений при работе с быстроконденсирующимися парами.

Поставленная цель достигается тем, что в манометре измерительная трубка установлена с наклоном и термостатирована, а верхняя часть трубки для удаления конденсата выполнена в виде продольного желоба, установленного вдоль нижней образующей измерительной трубки и подсоединенного к ней посредством щелевидного паза, выполненно ного по длине измерительной трубки, причем угол наклона желоЪа превышает угол наклона измерительной трубки, а над щелевидным пазом установлена с возможностью плотного прилегания по его контуру и с натяжени900137 ем эластичная лента, одним концом закрепленная на внутренней поверхности измерительной трубки ниже щелевидного паза под острым углом к ней, при этом, верхняя образующая измерительной трубки, расположенная над щелевидным пазом, может быть образована пересечением двух плоскостей, пересекающихся под углом у, величина которого удовлетворяет условию:

<180 — 2Q, где @ — угол смачивания конденсатом материала измерительной трубки.

На фиг. 1 показан манометр при равенстве измеряемых давлений, общий вид; на фиг. 2 -- то же, при разности измеряемых давлений; на фиг. 3 — сечение A — Л на фиг. 2; на фиг. 4 — сечение  — В на фиг. 2; на фиг. 5 — вид Б на фиг. 2; на фиг. 6— вариант закрепления ленты за ребро жесткости.

Манометр содержит трубку 1 для удаления избыточного конденсата из сосуда (чашки) в область большего давления, -осуд 2 с конденсатом, наклонную трубку 3, продольный паз 4 по всей рабочей длине в наклонной трубки, эластичную ленту 5, желобок 6 для сбора и удаления избыточного конденсата из трубки 3, трубку 7 подвода большего давления, трубку 8 подвода меньшего давления, трубку. 9 для удаления избыточного конденса а в область меньшего давления, термостатирующую рубашку 10, трубку 11 подвода термостатирующей среды, трубку 12 отвода термостатирующей среды, термопару 13 для измерения температуры конденсата и пружину 14. Угол наклона измерительной трубки -- ., а угол наклона желоба 6, например d.+5 . Величина подъема К свободно"o конца эластичной ленты равна или больше трех толщин эластичной ленты.

Дифференциальный манометр работает следующим образом.

При подключении трубок 1, 7, 8 и 9 в систему измерения перепада давления происходит конденсация паров в чашке 2 и трубке 3 (фиг. 1) и заполнение конденсатом чашки 2 и наклонной трубки 3 до уровня верхнего среза трубки 1. Этот уровень является линией начала отсчета 0 — О. Ввиду того, что конденсация идет непрерывно, по трубке 1 постоянно удаляется избыточный конденсат из чашки 2 и уровень 0 — 0 в чашке и измерительной трубке 3 при отсутствии перепада давление в системе остается постоянным. Одновременно с этим на стенках трубки 3 идет также непрерывная конденсация паров, поступающих в нее по трубке 8. При этом пружина 14 постоянно натягивает эластичную ленту 5 под некоторым острым углом к плоскости паза 4 и этот паз остается постоянно открытым. Конденсат, образующийся на стенках измерительной трубки 3 по ее боковым поверхностям стекает к основанию трубки, а затем через продольный паз 4 попадает в желобок 6, угол наклона которого больше угла наклона измерительной трубки. По желобку 6 конденсат направляется через трубку 9 в область меньшего давления. На рисунке (фиг. 4) схематически показан харакI тер удаления избыточного конденсата из трубки, когда лента 5 не закрывает продольный паз 4. Вид продольного паза в трубке по стрелке А (фиг. 2) показан на фиг. 5. При этом, трубка 3 выполнена, например, треугольной формы и условие, согласно которого угол пересечения плоскостей ф измерительной трубки должен быть (180 — 20, соблюдено. Деформация эластичной ленты 5 в поперечном направлении при натяжении пружиной 14 предотвращается ребром жесткости (фиг. 6), выполненным на свободном конце эластичной ленты по ее ширине.

Таким образом, на участке 1 измерительной трубки 3, который используется для измерения перепада давления, происходит удаление конденсата, образовавшегося на стенках этой трубки. Одновременно с этим происходит удаление избыточного конденсата из чашки 2 через трубку 1 и уровень 0 — 0 сохраняется постоянным, а сама система в приборе конденсат-пар находится в динамическом равновесии.

При появлении перепада давления, например увеличении давления в чашке 2 (фиг. 2), жидкость в измерительной трубке 3 перемешается вдоль трубки в направлении от чашки 2 и своим весом прижимает эластичную ленту 5 к продольному пазу 4 (фиг. 3) закрывая этот паз на той длине, на которую переместилась эта жидкость. В этом случае устанавливается новое динамическое равновесие жидкость-пар, которое соответствует перепаду давления и (фиг. 2). Поскольку процесс конденсации идет непрерывно, то уровень жидкости в чашке постоянный. Постоянной, для данного перепада давления, сохраняется и величина и, так как на участке 1 (фиг. 2) происходит удаление конденсата образующегося на стенках трубки через паз 4, аналогично тому, как это происходят на участке Ф (фиг. 1). Ввиду того, что мениск жидкости в месте контакта с эластичной лентой имеет другой вид, чем показан на фиг. 2, отсчет перепада давления удобней вести по верхней части измерительной трубки (фиг. 2 параметр и).

При уменьшении давления в чашке 2, жидкость в трубке 3 переместится в направлении к чашке 2, а эластичная лента под действием пружины 14 откроет продольный паз 4 на той длине, на которую переместилась жидкость в трубке 3. Установится новое динамическое равновесие системы, когда избыточный коыденсат из чашки 2 удаляется через трубку 1, а конденсат, образующийся на увеличившейся поверхности измерительной трубки 3 удаляется по стенкам под эластичную ленту 5 и через паз 4 в желобок 6, из которого жидкость через труб900137

Формула изобретения

Фиг.! ку 9 попадает в область меньшего давления.

При измерении очень малых перепадов давления и при малых углах наклона трубки 3 крайне важно предотвратить орошение ленты 5 (на участке, где она в поднято л состоянии) конденсатом. В противном случае вес ленты 5 увеличивается и она произвольно закрывает паз 4, что вносит погрешность в измерения. Для предотвращения этого явления измерительная трубка 3 выполняется специальной формы в поперечном ее сечении.

Предлагаемое изобретение дает возможность измерять такие малые перепады давления, какие невозможно с достаточной точностью измерить при применении других манометров при работе с быстроконденсирующимися парами. Кроме того, форма и конструкция измерительной трубки позволяет значительно уменьшить влияние конденсата, образующегося на ее стенках, на точность измерений, а наличие термостатирующей рубашки обеспечивает выравнивание температуры жидкости в манометре, что увеличивает точность измерений. В предлагаемом дифманометре трубки удаления избыточного конденсата и трубки подвода давления выполнены раздельно, что увеличивает точность измерений и надежность прибора в работе.

1. Жидкостный дифференциальный манометр, содержащий сосуд с измерительной трубкой, частично заполненные манометрической жидкостью в виде конденсата измеряемой среды, и трубки для подвода измеряемой среды и удаления избыточного конденсата, которые введены в сосуд и в измерительную трубку, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений при работе с быстроконденсирующимися парами, в нем измерительная трубка установлена с наклоном и.термостатирована, а верхняя часть трубки для удаления конденсата выполнена в виде продольного желоба, установленного вдоль нижней образующей измерительной трубки и подсоединенного к ней посредством щелевидного паза, выполненного по длине измерительной трубки, причем угол наклона желоба превышает угол нЪклона измерительной трубки, а над щелевидным пазом установлена с возможностью

15 плотного прилегания по его контуру и с натяжением эластичная лента, одним концом закрепленная на внутренней поверхности измерительной трубки ниже щелевидного паза под острым углом к ней.

2. Манометр по п. 1, отличающийся тем, что верхняя образующая измерительной трубки, расположенная над щелевидным пазом, образована пересечением двух плоскостей, пересекающихся под углом у, величина которого удовлетворяет условию:

1г <180 — 2Q, где Q — угол смачивания конденсатом материала измерительной трубки.

Источники информации, зо принятые во внимание при экспертизе . Перри Д. Г. Справочник инженера-химика. Л., «Химия», 1969, т. 2, с. 389.

2. Авторское свидетельство СССР № 70556, кл. G 01 L 13/04, 23.11.1945 (прототип).

900137

А-А

Sup б

Фиг. б

Составитель А. Винокуров

Редактор Н. Рогулич Техред А. Бойнас Корректор Л. Бокшан

Заказ 12169/59 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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