Устройство для определения температуры насыщения пара жидких металлов
Союз Советских Социалистйческих Республмк ОПИСАНИЕ ,И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-вву— (22) Заявлено 14.06.76 (21) 2370724/18-10 с присоединением заявки № — (51) М. Кл. G 01 N 25/02 Гаеударатаеннмй камнтет.СССР ав делам нзвбретеннй и вткрытнй (23) Приоритет— (53) УД К536.423..15 (088.8) Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18 lIàòà опубликования описания 25.05.79 (72) Автор . изобретения Л. Г. Хмелев 71) Заявитель с (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАСЫЩЕНИЯ ПАРА ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ l 2 .: Изобретение относится к измерительнА ределения температуры насыщения пара (2)., технике, а именно, к устройствам для опре- который содержит трубчатый корпус с поделения температуры насыщения пара жид- лостью для конденсата и пара и датчик темких металлов и может быть использовано в, пературы. установках для исследования свойств ще- Корпус известного датчика выполнен в лочных металлов и их соединений, а также виде трубки, нижний конец которой заглудля контроля непрерывных технологических шен герметично, а с верхнего конца внутрь процессов; датчика введены терметично через гермовво- Известен датчик для определения. темпе ды электроды термопары. Патрубок подсое:. -.-.- ратуры насыщения пара веществ 111 . Дат- .динения датчика к контролируемому рабочечик содержит камеру с расположенной в ней . му обЖму.-расйоложен., вблизи ввода электконденсационной площадкой из твердотель- Ж родов термопары в полость корпуса. Спай ных конструкционных материалов, термопа-. электродов термопары -присоединен к нижру,. с помощью которой измеряют температу- нему заглушенному концу корпуса. При рабору этой площадки и систему периодического, те корпус датчика устанавливают вертикаль-, нагрева и охлаждения конденсационной пло- но заглушенным концом вниз. Датчик помещадки в процессе измерений. щают в условия теплообмена, при котором Работа датчика основана на фиксирова- верх его нахадиг и йри максймальнои темl$ нии температуры конденсационной площад- пературе; и нйз — при минимальной с тем, ит1 при конденсации пара и исйарении во чтобы вдоль корпуса датчика установился время термоциклирования площадки, Термо- постоянный градиент температуры. Это созциклические нагрузки коне1енсационной пло- дает возможность самопроизвольного устащадки разрушают ее при длительной непре- Z новления уровня. жидкой фазы до состояния рывной работе датчика в коррозинной сре. равновесия ее с. паровой фазой. де. Наиболее близким к изобретению по тех . Термопара датчика юказывает ТЭДОМ, нической сущности является датчик для оп- соответствующую температуре поверхностный нижний кбнец, с которым" они соединены в .герметично; Верхние концы трубок герметично заглушены. Внутри них расположены изолированные проводники 12, соединенные с верхними заглушенными концами трубок 11. Уровнембр градуируют в градусах температуры поверхностйого слоя конденсата в полости корпуса. Узел регулирования теплоподвода 8 выполнен в виде обычного нагревателя сопро66285! ного слоя жидкой фазы, равную температу Устройство содержит трубчатый корпус ре насыщения пара. 1, по всей, высоте которого поверх его акК недостаткам данного датчика относят. сиально расположены кольцевые тепловые ся неравномерное распределение температу- трубы 2 и 3. Наружной поверхностью эти ры по поперечному сечению корпуса при не- кольцевые трубы через параллельные осн равномерном отводе тепла с корпуса йо ра- корпуса теплопроводящие ребра 4.и 5 соедндиусу, вследствие чего возникает трудность неиы с продольными теплоподводящей 6 и, обеспечения постоянства температуры по по- теплоотводящей 7 тепловыми трубами . Теп "-перечному"сечению, трудность воспроизведе- лоподводящая труба 6 снабжена узлом рения градуировочного распределения темпе- гулирования теплоподвода 8, а теплоотводя ратуфного поля по высоте корпуса при флук-- щая — узлом регулировануня теплоотвода 9. туирующей интенсивности теплообмена кор- М Кольцевые тепловые трубы 2 н 3 своей внутпуса с внешней средой. Другим недостатком ренией контактной поверхностью имеют теп" " данного датчика является наличие в его, ловой контакт с корпусом через слой с покоиструкуции расположенных внутри" корпуса вйшенным термическим сопротивлением 1О, электродов- термопары и гермовводов. Гер- например слой керамической засыпки. Это -моввод содержит вакуумноплотныи спай ме- необходимо для создания более плавного изталла с керамикой. Вакуумноплотные же менения температуры стенки корпуса но его спаи металла с керамикой недостаточно на- высоте. ПолоЬина из кольцевых тепловых дежны, так как невозможно надежно прове- труб, через одну по высоте их расположения, рятькачествоспая того гермоввода,который (тепловые трубы 2), имеет через ребро 5 использован в данном датчпке. Это обуслов- тепловой контакт с продольной теплоподаолено тем, что качество скан металла с ке- зв дкпсен тепловой трубой б, друтвв ке поло рамикой. в гермовводах можно проверить вина — тепловые трубы 3, через другое ребтолько выборочно, разрушающим контро- ро 4, имеет тепловой контакт с продольной лем — по "усилию отрыва металла от кера- теплоотводящей тепловой трубой 7. Причем мики, По качеству спая частя" партии испы- теплопередающееребро5продольной теплотаниых -гермовводов судят о качестве спая йодводящей тепловой трубй 6 выполнено с остальных. Кроме того, наличие гермовво- постепенно увеличивающимся от верхнеи часl5 Ю дов и электродов с разнороднымя материала- ти устройства к ниЖней термическим сопромн снижает коррозионную стойкость датчи- тивлением радиальной теплопередаче, а ребка в коррозиоиных .средах, например в ще- ро 4 продольной теплоотводящей тепловой лочных металлах прн высокой температуре, трубы 7"выполнено с постепенно уменьшаючто снижает, в свою очередь, срок службы эв щимся от верхней части устройства к ниждатчика и его надежность, ией термическим сопротивлением радиальЦелью изобретения является"повышение иой теплопередаче. Этого можно достигнуть, надежности измерений. .. в частности, перфорацией ребра с постепеиУказанная йель достигается тем, что в ным изменением плотности отверстий в ием устройство введены продольнзые теплопро- по его длине. Назначение продольных тепловодящая и.теплоотводящая тепловые трубы 55 вых труб и ребер с изменяющимся по длис узлами регулирования теплоподвода и теп- не термическим сопротивлением — создать лоотвода, теплопроводящие ребра и располо- градиент температуры по длине корпуса устжениые аксиально корпусу, по всей его дли-,ройства. не, кольцевые тепловые трубы,. часть из ко- Назначение кольцевых тепловых труб— торых, через одну по длине корпуса, имеет выравнять температуру стенки корпуса по тепловой контакт через тенлопроводящее реб- его поперечному сечению. ро с продольной теплоподводящей тепловой В качестве датчика для измерения:темтрубой, а часть имеет тепловой контакт че- йературы открытого поверхностного слоя кон рез другое теплонроводящее ребро с продоль- денсата использован.уровиемер жидкого меной теплоотводящей теплово, с и щей тепловой трубой, йрйчс " " талла, в данном случае потенциометрнчес оныйв теплойроводящие ребра выполнены, соот- о типа с двумя зондами, расположен ы в вещественно, с увеличивающимся и уменьшаю - полости корпуса устройства. Зонды представ-щимся термическим сопротивлением радиаль ляют собой две капиллярные трубки 11, ввеной теплопередачес, а расположенный в кор- Йенные в полбсть корпуса через его заглушеннуюе устройства датчик температуры: выполнен в виде уровнемера жидкого металла, например, потенциометрического типа. Такое выполнение устройства обеспечивает достижение постоянного градиента тем пературы по длине корпуса устройства, по стоянство температурй по йоперечноиу сечению, коррозионную стойкость устройства. На чертеже изображен продольный разрез устройства. (662851 уровня жидкого Металла в полости корпуса устройства. Благодаря использованию в конструкции устройства системы продольных и кольцевых тепловых труб достигается постоянный rpaj диент температуры по длине корпуса устройства, постоянство температуры по поперечному сечению, что приводит к самопроизвольному установлению уровня жидкой фазы до состояния равновесия ее с паровой фазой при флуктуирующей интенсивности И теплообмена корпуса с внешней средой. Использование в качестве датчика температуры уровйемера жидкого металла и подбор противокоррознйного Материала корпу са и капиллярных трубок повышают надежность устройства. Формула изобретения S тивления, узел регулирования теплоотвода 9 выйолнен по типу известных теплообменных устройств, в частности — в виде теплообменной рубашки 13 с нагревателем 14, расположенным в кольцевом пространстве между рубашкой и тейлоотводящей тепловой трубой 7 и изолированным от них диэлектриком 15 Диэлектриком в данном случае может быть керамика. Материал, корпуса l устройства и капиллярных трубок ll выбирают в зависимости от рабочей среды — жидкого металла. Термопарй 16 и 17 служат для контроля температуры концов корпуса. Устройство работает следующим обра зом. Корпус устройства располагают верти квльно, заглушенным концом вниз, открытым верхним концом корпус подсоединяют к контролируемому рабочему объему. По длине корпуса устройства устанавливают с помощью узла регулирования теплоподвода 8 и узла регулирования теплоотвода 9 градун- И ровочный тепловой режим, при котором вниз . корпуса устройства имеет минимально необходимую температуру, а верх — максимальную в пределах измеряемых значений температур насыщения пара жидкого металла. При этом значения температур низа корпуса и его верха устанавливают постояннйми и контролируют по показаниям термопар 16 и 17. В зависимости от температуры насыщения пара жидкого металла в полости рабо. чего объема установки, пар в полости кор- 3ф пуса 1 конденсируется или жидкая фаза ис- паряется до--самопроизвольного установления уровня жидкой фазы, соответствующего значению температуры насыщения нара в нолости корпуса 1. Показания уровнемера, пред» варительно проградуированного в значениях. 1Ф температуры открытого пбверхиостного слоя жидкого металла йри заданном значений тем* ператур низа и верха корпуса I, соответст-. вуют в состоянии равновесии фаз темпера туре насыщения пара. и Таким образом, определение температуры насыщения пара и полости корпуса устройства состоит в измерейий йзвестном Прибором температуры поверхностного слоя жйд-. .<ого металла, при этом î достижении равновесия фаз судят по прекращению изменения Устройство для определения температуры насыщения пара жидких металлов, содержа:щее трубчатый корпус с полостью для конденсата и пара и датчик температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности измерений, в него введены продольные геплоподводящая и теплооТВбдяФая тей- ловые трубы с узлами "регулирпвания теплоПодвода и теплоотвода, теплопроводящие ребра н расположенные аксиально корпусу, по ,всея его длине, кольцевые тепловые -трубы, часть из которых через одну но длине корпуса имеет тепловой контакт через теплопроводящее ребро с продольной теплоподводящей тепловой трубой, а часть имеет тепловой контакт через другое теплопроводящее ребро с продольной теплоотводящей тепловой трубой, причем теплопроводящие ребра выполнены, соответственно, с увеличивающимся и уменьшающимся термическим сопротивлением радиальной теплопередаче а расположениЫй в корпусе устройства датчик Фемпературы выполнен в виде уровнемера жидкого металла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе i, Патент США ¹ 2697933, кл. 73 в 17, 1960. 2. Авторское свидетельство СССР № 516950, кл G 01 N 25/!4, 1974. 662851 Составитель Г. Мухина Редактор Л. Бибер Техред О. Луговая Корректор Е, Лукач Заказ 2990/49 Тирах 1089 lIO4llNC HOC ° ЦН И И П И Государстреннато комитета СССР но делам изобретений н открытий 113936, Москва, Ж вЂ” 36, Раупская наб., д. 4/6 .Фнлпал II till ° Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
