Устройство для измерения расхода испаряющейся агрессивной среды

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социаамстичвским

Республик

<11>991171 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.. 01. 79(21) 2710607/18-10 (И } М. Кл.з а О1 Р 1|00 с присоединением заявки H9—

Государствеииый комитет

СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (33} УДК 681 ° 121 (088. 8) Опубликовано 230183. Бюллетень М3

Дата опубликования описания 23-01 ° 83, Ю.А. Рожков, А.И. Талалаев, Б.С.усачев, О. Д и- Н.И. Болотова (12) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ИСПАРЯЮЩЕЙСЯ

АГРЕССИВНОЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устрой-ствам дня измерения расхода агрессивных веществ и может быть использовано в металлургии, сельском хозяйстве и др.

Известны устройства для измерения расхода пара, содержащие приемный преобразователь соединительные устрой-10 ства и измерительный прибор 1 1.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения расхода испарякщейся агрессивной среды, содержащее герметичную камеру, в которой расположен источник испаряющейся среды, нагреватель, дополнительную каме-, ру, средство измерения положения источника испарякщейся агрессивной среды (2).

Известное устройство имеет низкую точность измерения.

Целью изобретения является повьааение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что s устройстве для измерения расхода испаряющейся агрессивной среды, содержащем герметичную камеру, в которой расположен источник испаряющейся среды, нагреватель, дополнительную камеру, средство измерения положения источника испаряющейся агрессивной среды и вторичный прибор, дополнительная камера подсоединена к дну основной камеры, дно основной камеры выполнено в виде эластичной, мембраны, при этом средство измерения положения источника испаряющейся .агрессивной среды связано с этой мембраной, в устройство введены источник давления, связанный расходной линией с дополнительной камерой, датчик расхода воздуха, связанный расходной линией через эапорный клапан с дополнительной камерой, датчик твмперату ры, расположенный в дополнительной камере, датчик давления в основной камере, причем выходы датчиков давления и температуры подсоединены к вторичному прибору и включены встреч" но-последовательно с выходом средства измерения положения источника испаряющейся агрессивной среды.

На фиг.1 представлена схема устройства для измерения расхода; на фиг.2 - схема электрических соединений дифференциальных трансформаторов вторичного прибора, датчика положения мембраны, ферродинамическо991 171 хо преобразователя измерителя темйературы и измерителя давления.

Устройство содержит основную герметичную камеру 1 и дополнительную камеру 2, разделенные мембраной 3, снабженной датчиком 4 положения мембраны, встречно-последовательно выходу которого включены выход расположенного в дополнительной камере измерителя 5 температуры и выход измерителя 6 давления, второй выход ко срого подключен на вход вторичного прибора 7 системы индикации положения мембраны.

Дополнительная камера соединена расходной линией 8 через эапорный ор-15 ган 9 с источником 10 давления и рас-,, ходной линией 11 через запорный орган 12 с расходомером 13, основнаяих камера содержит нагреватель l4 и соединена расходной. линией 15 с потребителем 16. Выход дифференциального трансформатора 17 датчика 4 положения мембраны включен встречно-последовательно с входом дифференциального трансформатора 19 измерителя 6 давления, соединенного с выходным . ферродинамическим преобразователем

18, и входом дифференциального трансформатора 20, при этом выходы дифференциального трансформатора 20 и выходного Фврродинамичвского преоб- 30 раэоватвля 18 включены на вход элвкт ронного усилителя 21.

Устройство работает следующим образом.

При наполнении камеры 1 агрессив- 35 ным веществом мембрана, 3 под дейст. вием веса этого вещества прогибается, при этом датчик системы индикации положения мембраны 4, состоящий из прикрепленного к мембране плун- 4() жвра и жестко установленного дифференциального трансформатора, подаст сигнал на вторичный прибор 7, что приведет к отклонению от нуля указателя вторичного прибора, после чего камеру 2 через эапорный орган 9 по расходной линии 8 наполняют газом иэ источника 10 давления до тех пор, пока мембрана займет исходное положение, о чем будет овидетельствовать возвращение на нуль указателя вторичного прибора. При нагревании агрессивного вещества в камере 1 оно испаряется и удаляется из камеры 1 по расходной линии 15 в потребитель 16, при этом расход испаряющегося агрессивного вещества будет пропорционален убыванию веса вещества над мембраной, следовательно вес агрессивного вещест ва в камере 1 уменьшается и мембрана

3 под действием давления газа в ем- е9 кости 2 прогибается вверх, при этом датчик 4 положения мембраны подаст сигнал на вторичный прибор 7 и он известным образом обеспечит открывание запорного органа на расходной . 65 линии 11, на которой установлен расходомвр 13, а так как количество израсходованного газа иэ дополнительной камеры Функционально связано с давлением в дополнительной камере, которое как и ввс расходуемого вещества, воздействует на положение мембраны, то можно вывести формулу зависимости массового расхода газа иэ дополнительной емкости от весового расхода испаряющегося агрессивного вещества.

Уравнение равновесия мембраны в начальный момент времени .

М +PoF (Р,-Р,I = или Р, . (<)

Уравнение равновесия мембраны чеpcs промежуток времени its (P>-Р,) F = (M - Ams.д или P>=

РоР ИД вЂ” am

F ()

Вычитая из уравнения (1) уравнение (2), получим д в О д э В

hP=P-Р =

1 2

591 (Р(= — „(3) По уравнению Клайперона-Менделее,ва при V=const, Т=соп 1 для начального состояния газа

Ф.

Р„Ч= — R Т, (,4) для состояния газа через время д

Р Ч= й\, (5)

Р. вычитая иэ уравнения (4) уравнение (5), получим (Р Р Р вп т (Ü) подставив вместо вР = Р -Р2 его значение иэ уравнения (3), получим

6 4

= — Ьп2т. (Ч

Разделив Уравнение (7) на dt получим зависимость массового расхода газа из дополнительной емкости от весового расхода испаряющегося агрессивного вещества гдв М - масса агрессивного вещества, ° кгпв у

Я2 - массовый расход rasa иэ дополнительной емкости, кг/с

991171

6 - и расход испаряющего- электронного усилителя 21 вторичноа — ввсово ся агрвссивного ввщества, го прибора 7 встрвчно-по д слв оватвльн/с.у . но с вторичными обмотками дифференF — плса адь мвмбраны, м . циального трансформатора 17 включены у - объем дополнитвльной полос- вторичные обмотки дифференциального ти мз трансформатора 19 измерителя 6 давлеТ - абсолютная температура газа ния, то произойдет алгвбраичвское

B дополнитвльной полости, .сложение сигналов с датчика положеК,. ния мвмбраны 4 и измврителя 6 давАвния, следовательно будет введена н/M>. . >0 коррекция на изменвние давления в пространствв, и/м в эа счвт испарения

h4 - интврвал времени, с l основной камере эа счвт исп

P - начальное давлвнив в подмемб- агрессивного вещества.

2 испытания опытного ран ном пространстве, -н/м . t Лабораторныв испы

P - авлвнив в подмвмбранном образца предлагавмог у р о ст ойства для

2 - давлв ив пространстве чврвз время, : 5 измерения Рахода о а показали, .что точн м2 ° ность измервния расхода, по сравнен/м встным составляют + 5Ъ за д щ — масса испарившвгося вещества нию с изввстным, 1 6 за время, кг 1. сче т того что расходомвр не имеет

1 о- . контактов с агрессивным ввщвством, ь mg - масса газа, истекшвго иэ до- . к в ы и мембрана выполнены полнитвльной емкости за вре- Я а стенки камеры и мембрана в о из антнкоррозионного материала, по и - газовая постоянная (М= . этим жв причинам у а м велнчил сь долго-, =8,3 Дж/моль K); вечность устройства до 10 ч.

p. - Молярная масса газа, :кг моль 25

: кг/моль

Формула изобрвтения

При нагревании агрессивного вещества в камврв 1, одноврвменно, устройство для из Р я изме ения расхода напримвр через мвмбрану произойдвт испарякщейся .агрвссивно . р ды, с вной.с еды, сонагрвв rasa в .дополнительной камере ЗО держащее герметичную ка Wi Ф кме, вко2 а значит расширение вго и, как

I горой расположвн источник сточник испаряюеватвль дополнитвльследствие, дополнитвльное повышение щвйся среды, нагрвватв давлвния в камере 2, следовательно ную камеру, срвдство ство иэмврвния поломвмбрана прогнвтся вверх, при этом жения источника испарякиявйся агреспвремвстится плунжвр диффврвнциаль- 35 сивной среди и вторичный пРиоор ного трансформатора 17 датчика поло- - л и ч а ю щ в в c я твме что с жвния мембраны 4 и на вго выходе поя- целью повыывния точности -измврвния вится сигнал, но так как на вход вто- дополнительная камера подсовдинвна к ричного прибора 7 встрвчно-послвдова- дну основной камвры, дно Основной катель но с вторичными обмотками диффе- мвры выполнено в вмдв эластичнОй мвмб40 рвнциального трансформатора 17 вклю- О Раны, при этом средство измерв чена рамка выходного Ферродинамичес- ложвния источника испарякщейся агрест и мемб аной кого првобразоватвля 18 измерителя сивной среды связано с этой Мвм р

5 температуры, то проиэойдвт алгебра- . в устройство вввдвны источник давле ичвсков сложение сигналов с датчика ния, связанный расходной линией с положвния мвмбраны 4 и выходного фер- 45 дополнительной камерой, датчик Расхо" родинамичвского преобразователя 18 да воэдуха, связанный Р нный асходиой линииэмвритвля 5 температуры, следователь- вй чврез. запорный кл и клапан с дополнительно на вход вторичного прибора 7,сис- ной камерой, датчик твмпвратуРа, Располнитвльной камере, темы индикации положения мембраны не .положенный в дополн поступи с т игнал о перемещении -мемб- 5{) датчик даэлвния s основной камере, аиы таким образом, будет введена причвм выходы датчиков да е ко екция на изменение давления в твмпвратуры присовдинвны . p исов нвны к вторичному корре чены вст вчно-послвдоополнительной емкости за счет изме- прибору и включв Р нвния твмцвратуры. ватвльно с выходом Рвд с ства измерения чника испа яяаейся агОдновременно с нагреванием агрес- .55 положения источника р сивного ввщества в основной камере рессиэной среды.

1 возникает избыточное давление эа Источники сто%ники информации счет испарвния агрессивного вещества. принятые во внимание при э нв и и экспертизе ский П.П. Расходомвры

П и наличии избыточного давления в . 1. Кремлевский G.

Р основной вмкостн мембрана 3 прогне - g) .и счетчики количвства. ва. М.-Л. Иашгиз, .. ся и переивстит плуижер дифференци- 1975. ального трансформатора 17 датчика по- 2. Сарахов А.

А.И Весы в физико-хиложения мембраны 4 и на его выходе мичвских исслвд ссл ованиях М., Наупоявится сигнал, но так как на вход ка, 1968, с.