Устройство для измерения дроссель-эффекта газа

 

Изобретение относится к исследованию термодинамических свойств веществ и позволяет повысить точность измерения дроссель-эффекта газа. В вакуумной камере размещены теплостат в виде металлического блока, дроссель с иглой и теплопроводы в виде прутков Термостат установлен на трубках подвода газа и холодильника , пропущенных через него и закрепленных в крышке камеры На выходе из термостата трубка подвода газа подсоединена к дросселю, соединенному с трубкой для отвода газа Соосно с иглой дросселя в крышке вакуумной камеры с возможностью осевого перемещения установлен шток с вакуумным уплотнением Теплопроводы одними концами закреплены на термостате, а другими соответственно на трубке для отвода газа и капиллярных датчиков давления, соединенных: с ней и трубкой для подвода газа После термостатирования исследуемый газ проходит через дроссель, в котором осуществляется его дросселирование с понижением давления и соответствующим изменением температуры. Степень падения давления регулируется иглой, положение которой устанавливается штоком через разъемное соединение его с иглой Температура и давление сдросселированногр газа измеряются соответствующими датчиками Теплообмен излучением в камере сводится к минимуму отражающими экранами 1 ЗоП ф-лы, 2 ило с (Я со ю Ј

ÄÄSUÄÄ 17321

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ)5 С 01 К 17./00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! . (21) 4745424/10 1 ,,(22) 22.08,89 (46) О 7. 05. 92. Бюл. N 1 7 (71) Московский энергетический институт (72) Е.К.Петров, В.Ф.Утенков, А.Е.Савинов и С,А.Кузнецов (53) 533.59 (088.8) (56) Силантьев В.Б. и др. Криостат я измерения адиабатического интегрального эффекта Джоуля-Томсона газовых и газожидкостных систем.Журнал физической химии, 1980, т.54, N - 2, с.523- 526.

Strakey I,Р,Bennet С.О,, Dodze В.P

Joule-Thomson coefficient of argoncarbon dioxide mixtures.-ATCHE Л.,,1974, ч.20, Ф 4, р.803-814. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДРОССЕЛЬ-ЭФФЕКТА ГАЗА (57) Изобретение относится к исследованию термодинамических свойств веществ и позволяет повысить точность измерения дроссель-эффекта газа.

В вакуумной камере размещены тепло- . стат в виде металлического блока, 1 дроссель с иглой и теплопроводы в виде прутков. Термостат установлен на трубках подвода газа и холодильИзобретение относится к области исследования термодинамических сВоНс TâB веществ и может быть использовано при разработке установки по измерению дроссель-эффекта газа.

Известно устройство для измере.ния дроссель-эффекта, содержащее

2 ника, пропущенных через него и закрепленных в крышке камеры. На выходе из термостата трубка подвода газа подсоединена к дросселю, соединенному с трубкой для отвода газа. Соосно с иглой дросселя в крышке вакуумной камеры с возможностью осевого перемещения установлен шток с вакуумным уплотнением. Теплопроводы одними концами закреплены на термостате, а другими соответственно на трубке для отвода газа и капиллярных датчиков давления, соединенных с ней и трубкой дня подвода газа. После термостатирования исследуемый газ проходит через дроссель, s котором осуществляется его дросселирование с понижени-. ем давления и соответствующим изменением температуры. Степень падения давления регулируется иглой, положение которой устанавливается штоком через разъемное соединение его c иглой. Температура и давление сдросселированного газа измеряются соответствующими датчиками. Теплообмен излучением в камере сводится к минимуму отражающими экранами. 1 з.п. ф лыу 2 HJIо ф дроссель с иглой и подсоединенные к нему трубки подвода и отвода газа.

Недостатком данного устройства является недостаточная адиабатичность и точность измерения дроссель-эффекта газов в результате кондуктивного

1732191 теплообмена элементов устройства с окружающей средой.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения дроссель-эффекта газа, содержащее вакуумную. камеру с герметичной крышкой и патрубком вакуумирования, размещенные в ней дроссель с иглой, подсоединенные к нему трубки подвода и отвода газа с капиллярами датчиков давления и капсулами термодатчиков, термостат, имеющий холодильник с трубками подвода и отвода охлаждающей среды и тракт термостатируемого riза.

Недостатком известного устройства является кондуктивный теплообмен и теплообмен излучением элементов устройства между собой и с окружающей средой, что ухудшает точность измерения дроссель-эффекта газа.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для измерения дроссель-эффекта газа, содержащее вакуумную камеру с крышкой,, s которой размещены термостат с трубчатым холодильником и нагревателем, дроссель с иглой и подсоединенные к нему трубки для подвода. и отвода газа, первая из которых на части своей длины

BblIIoJIHeHa спиральной и пропущена че рез термостат, датчики температуры, установленные в этих трубках, и датчики давления, соединенные с трубками своими капиллярами, введены цилиндрический шток с вауумным уплотнением, установленный в крышке вакуумной камеры соосно с иглой дросселя, с возможностью осевого перемещения, и теппопроводы в виде прутков, одни концы которых закреплены соответственно на трубке для отвода газа и капиллярах, а другие — на термостате, выполненном в виде металлического блока и установленном в вакуумной камере на трубках подвода rasa и холодильника, закрепленных s ee крышке.

Кроме того, нагреватель и холодильник выполнены в виде трубчатых спиралей и размещены соответствен« но снаружи и внутри спирали трубки подвода газа, в контакте с ней.

На фиг. 1 изображено устройство дпя измерения дроссель-эффекта rasa) на фиг. 2 - металлический термостат. .3

Устройство дпя измерения адиабати ческого дроссель-эффекта газа содер-. жит дроссель 1 с иглой 2 и подсоединенные к нему трубки 3 и 4 подвода и отвода газа с капиллярами 5 датчиков давления и капсулами 6 и 7 термодатчиков, металлический термостат

8, имеющий тракт 9 для термостатирующего газа; холодильник 10 с трубками 11 и 12 подвода и отвода .охлаждающей среды и нагреватель 13. При

1О этом тракт 9 термостатируемого газа переходит s. трубку 3 подвода газа перед капсулой 6 термодатчика. Устройство снабжено также вакуумной камерой 14 с герметичной крышкой 15 и патрубком 16 вакуумирования, в которой размещены термостат 8 и дроссель 1 с зазором относительно стенок камеры. Трубки 3 и 4 подвода и отво15

Ю да газа, трубки 11 и 12 подвода и отвода охлаждающей среды и капилляры 5 установлены газоплотно s герметичной крышке 15.

Устройство снабжено цилиндрическим штоком 17 постоянного диаметра

25 по его длине с разъемным соединением 19 с иглой 2 и вакуумным уплотнением 18, закрепленным на крышке 15.

30 Устройство снабжено также отражающими излучение экранами 20, размещенными вдоль внутренних стенок вакуумной камеры 14 и охватывающими поверхности дросселя 1, трубок 3 и 4 подвода и отвода газа, капилляров 5 и термостата 8, и теплопроводами 21 выполненными в виде прутков из sbrcoкотеплопроводного металла, закреп35 ленных одним концом на термостате 8, нием через трубку 3 поступает в тракт 9 термостата 8, при прохожде40.а другим — на трубке 4 отвода газа после капсулы 7 и на капиллярах 5.

Металлический термостат может быть выполнен в виде металлического стакана 22, наполненного легкоплаю45 ким металлом, и размещенных в последнем винтообразных металлических трубок холодильника 10, нагревателя 13 и тракта 9, расположенных в стакане коаксиальными чередующимися слоями

Я (Фиг. 2). Металлический термостат снабжен термометром 23, расположенным в металлическом стержне 24.

В трубке нагревателя 13 размещена изолированная электроспираль 25.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый газ с заданным давле

5 173 нии которого термостатируется при заданной температуре. Термостатирование обеспечивается регулированием расхода охлаждающей среды, поступающей по трубке 11 в холодильник 10, и отводимой по трубке 12, а также регулированием мощности тепповыделения нагревателя 13. Заданная температура контролируется термометром 23.

„ Исследуемый ras с заданной температурой и давлением из термостата 8 по. трубке 3 поступает s капсулу 6 термодатчика, где измеряется его температура перед дросселированием, Давление газа измеряется датчиком давления через капилляр 5, соединенный с трубкой 3. Дапее газ проходит через дроссель 1, s котором осуществляется

его дросселирование с понижением давления и соответствующим изменением температуры. Степень падения давления регулируется иглой 2, положение которой. устанавливается штоком 17 через..разъемное соединение 19. Температура и давление сдросселированного газа измеряются соответственно термодатчиком s капсуле 7 и датчиком давления через капилляр 5, соединенный с трубкой 4. Исследованный газ отводится по трубке 4... В процессе измерения дроссель-эффекта вакуум в камере 14 обеспечивается вакуумированием через патрубок

16, При этом устраняется конвективный теплообмен между элементами устройства, расположенными в камере 14, и окружающей средой. Благодаря креплению дросселя 1 и термостата 8 в ка.мере .14 посредством соединения трубок 3,4,11 и 12 и капилляров 5 с крыш кой 15 кондуктивнйй теплообмен с окружающей средой минимален и ограничен тепловыми потоками по укаэанным трубкам и капиллярам. При этом теплообмен по трубкам 3, 11 и 12 замкнут на массивный термостат 8 и не влияет на изменение температуры газа s капсуле 6. Теплообмен по трубке 4 устраняется потоком отводимого газа и не влияет на измерение температуры газа в капсуле 7. Для уменьшения кондуктивного теплообмена по трубке

4 и капиллярам 5 их тепловые потоки, замыкаются, на термостат 8 через теплопроводы 21.

Для изменения положения иглы 2, без,кондуктивного теплообмена с ок- руищющей средой шток 17 опускается

2191 6

s вакуумном уплотнении 18 до зацепления ответных частей разъемного соединения 19 между собой, Далее

5 шток 17 поворачивается на необходимое число оборотов, что приводит к вертикальному перемещению иглы 2 в дросселе I благодаря резьбовому соединению, и поднимается в исходное положение. Теплообмен излучением между элементами устройства и стен.ками камеры (4 сводится к минимуму отражающими экранами,20.

При термостатировании исследуемого газа эффективный теплообмен между газом, охлаждающей средой и нагревателем обеспечивается чередованием соответствующих винтовых каналов тракТа 9 холодильника 10 нагревателя

13, размещенных s легкоплавком метапле, заполняющем металлический стакан 25, формула изобретения

1. Устройство для измерения дроссель-эффекта газа, содержащее вакуумную камеру с крышкой, в которой размещены тремостат с трубчатым холодильником и нагревателем, дроссель

30 с иглой и подсоединенные к нему труб- ки для подвода и отвода газа, первая .из которых на части своей длины выполнена спиральной и пропущена через термостат, датчики температуры, уста35 новленные в этих трубках, и датчики давления соединенные с трубками своими капиллярами, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью -повышения точности измерения, s него введены

4Q цилиндрический шток с вакуумным уплотнением, установленный в крышке вакуумной камеры соосно с иглой дросселя, с возможностью осевого перемещения, и теплопроводы в виде

45 прутков, одни концы которых закреплены соответственно на трубке для отвода газа и капиллярах, другие— на термостате, выполненном в виде металлического блока и установлен5р ном в вакуумной камере на трубках подвода газа и холодильника, закрепленных в ее крышке.

2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что нагрева55 тель и холодильник BbIIIoJIHpHbl B виде трубчатых спиралей и размещены соответственно снаружи и внутри спирали трубки дпя подвода газа, в контакте с ней..

1732191

Фиг.2.

Составитель A.Ñàýníîâ

Техред А,Кравчук Корректор А, Обручар

Редактор В. Петраш

Заказ 1576 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101