CS248836B1 - Zařízeni pro měřeni průměrné teploty proudícího média v potrubí - Google Patents

Abstract

Řešení se týká měření a řeší zařízení pro měřeni průměrné teploty média proudícího v potrubí. V potrubí je oboustranně vetknutá nosná konstrukce, uvnitř které je trubková sonda. Vetknutí je provedeno ve dvou souosýoh návarcích, jejichž osa protíná osu potrubí. Uvnitř trubkové sondy jsou čidla měrných členů. Trubková nosná konstrukce i trubková sonda jsou v místech, kde jsou uložena čidla měrných členů opatřena průchozími kanály. Aktivní průřez kanálu leží v rovině kolmé na osu potrubí. Řešeni se vy- . užije ve zkušebnách a v potrubních systémech.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření průměrné teploty proudícího media_} zejména tekutin v potrubích velkého průměru a při vyšších mechanických namáháních způsobených rychlostí proudícího media nebo zvýšenou úrovní chvění v provozu·

Jsou známé různé speciální sondy pro měření oasového průběhu rychlých změn teploty proudíoího media. Tyto sondy se zaměřují pravidelně na vybraný parametr, jemuž se věnuje nejvyšší pozornost podle požadovaného cíle měření. Jsou to např· sondy s extrémně krátkou časovou konstantou pracující na principu ochlazovaného žhaveného vlákna· Jsou známé také termočlánkové sondy zhotovené z velmi tenkých termočlánkových vodičů. Nevýhodou obou těchto typů sond, které obvykle měří teplotu v sacím potrubí stroje, je velmi nízká mechanická odolnost vlastních měrných členů, to je žhaveného vlákna, nebo termočlánkových vodičů· Sondy jsou v potrubí jednostranně vetknuty a vlivem mechanického a dynamického namáhání té části sondy, která jě uložena v potrubí doohází k ulomení vnitřní části sondy· Tím se sonda vyřadí z funkce a je třeba ji nahradit novou sondou· Současně vzniká nebezpečí poškození rotorových lopatek stroje nebo dokonce havárie stroje ulomenou částí sondy·

V každém případě je třeba měření přerušit, stroj odsta-* vit, zabudovat novou sondu a odstranit ulomenou část z potrubí či dokonce opravit stroj· DáLe jsou známé sondy, které se zaměřují na dosažení velmi přesných výsledků měření· V těchto sondách se používají dlouhodobě stabilní čidla vytvořená z přesných platinových teploměrů, která

-3 248 836 jsou chráněná různými plášti proti nežádoucímu přestupu tepla z okolních ploch. Nevýhodou těchto sond je značně dlouhá časová konstanta* Sondy mají sice vysokou přesnost, ale pouze jen ve velmi omezené rychlostní oblasti měření. Pro velké rozsahy rychlosti proudění media tyto sondy nevyhovují. Další nevýhodou je jednostranné vetknutí sond, které nezaručuje dostatečnou mechanickou tuhost.

Jsou známé též sondy pro měření při vysokých i nadzvukových rychlostech proudění media. Tyto sondy jsou kompaktní a mají malé rozměry. Jejich nevýhodou jsou značné chyby při nižších rychlostech proudění media.

Další nevýhodou je značně dlouhá časová konstanta při těchto rychlostech. Při větších mechanických namáháních je nedostatečné jednostranné vetknutí sond. Souhrnnou nevýhodou všech těchto typů sond je, že jsou nevhodné k měření průměrné teploty media proudícího v potrubí, které má průměr řádově několik metrů. Současně je třeba měřit teplotu při proměnlivém rozsahu rychlostí proudění media řádově od jednoho m/sec do téměř sto m/sec. Tím vzniká střídavě dynamické namáhání, které se nepříznivě projevuje zejména u jednostranně vetknutých sond. Jednostranné vetknutí zajišťuje jen částečně požadovanou tuhost systému při provozních mechanických namáháních u proudových strojů a většinou i nízkou odolnost vlastních měrných členů.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení podle vynálezu určené pro měření průměrné teploty proudícího media v potrubí. Zařízení je umístěno v potrubí, ve kterém je trubková sonda s měrnými členy vyjímatelně uložena v trubkové nosné konstrukci. Podstata^výnálezu spočívá v tom, že trubková sonda je oboustraano votteaute uvnitř trubkové nosné konstrukce. Trubková nosná konstrukce je oboustranně / 1/ 248 836

4ί/0Ζ&ΐ4, · _f ve dvou souosých návarcích upevněných v potrubí. Osa návarků protíná osu potrubí· Trubková nosná konstrukce a trubková sonda jsou v místech, kde jsou uložena čidla měrných členů sondy, opatřeny průchozími kanály· Aktivní průřez průchozích kanálů leží v rovině kolmé na osu potrubí·

Výhodou tohoto uspořádání je, že zařízení je možno využít i v potrubích velkého průměru řádově i několik metrů při jmenovitém tlaku i několik MPa· Další výhodou je, že teplotní čidla je možno rozmístit uvnitř sondy v místech požadovaného rozboru měření· Zařízení umožňuje zajišťovat přesné měření průměné teploty proudícího media s nízkou oasovou konstantou u proudových strojů, časová konstanta se pohybuje řádově v sekundách· Její nízká hodnota se zajišťuje umístěním měrného členu v průchozím kanálu· Tím se měrný člen přímo stýká s měřeným médiem· Trubková sonda i trubková nosná konstrukce jsou v potrubí oboustranně vetknuty, tím je zařízení odolné proti dynamickým účinkům proudění,a to i v místech velkého mechanického namáhání, kde je zvýěená úroveň vibrací i chvění potrubí·

Příklad uspořádání podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, kde je zařízení s jednou trubkovou sondou, v níž jsou dva měrné členy, v nárysném řezu·

V potrubí 12 je upevněno zařízení vetknutím na jedné straně v předním návarku atocaaš v zadním návarku £· Oba návarky 2 ^a 4 Jsou vytvořeny z oceli a jsou do potrubí 12 zavařeny· Přední návarek 2 je opatřen vnějším závitem pro první převlečnou matici £. Trubková nosná konstrukce 2 vytvořená z neřeži je upevněna v potrubí 12 na jedné straně první převlečnou maticí £

248 836

- 5 a nerezovým těsnícím prstencem 15. Na druhé straně je trubková nosná konstrukce 2 zasunuta uvnitř vybrání vytvořeného v zátce Převlečná matice 2 doléhá přes přivařeaý nerezový těsnící prsten 15 pomocí měděných těsnících kroužků, které nejsou na výkrese znázorněny k přednímu návarku 2* Přední návarek 2 první převlečná matice 2 umožňují osový vývod trubkové nosné konstrukoe 2'· a trubkové nerezové sondy £· Zadní návarek £ je opatřen vnitřním závitem, který umožňuje zašroubování zaslepovací zátky 6 a měděným těsnícím kroužkem 14. Trubková nosná konstrukce £ je v místech měrných členů £ opatřena průchozími kanály 8. Průchozí kanály 8 jsou také vyfrézovány na souhlasných místech trubkové nerezové sondy £· Trubková sonda 1 je vyjímatelně uložena v trubkové nosné konstrukci 2 a je zajištěna druhou převlečnou maticí £ s tlakovým těsněním na levé straně zařízení. Trubková sonda £ má uvnitř druhé převlečné matice £ umístěnu tlakovou průchodku 16. Průchodka 16 zajištuje tlakovou těsnost vnitřní a vnější části zařízení. Trubková sonda i je opatřena dvěma měrnými členy £. Měrné členy £ jsou upevněny v držácích 13. které jsou vytvořeny z materiálu s nízkou tepelnou vodivostí, např. z tvrzené tkaniny. Vývody měrných členů £ jsou pomocí pájecích oček spojeny a přívodními vodiči spojovacího vedení 11. Spojovací vedení 11 je vyvedeno přes tlakovou průchodku 16 na hlavici 10 se svornicí a odtud na vstup měřícího převodníku, který není na výkrese znázorněn. Pro zvýšení počtu měřicích míst, ve kterých se snímají teploty proudícího media, je možno do potrubí 12 zabudovat dvě nebo i více trubkových sond £, které jsou navzájem pootočeny. Při použití dvou trubkových sond £ je vzájemné pootočení 90°. Při použití tří trubkových sond £ je vzájemné pootočení 60°. Měřicí rovina se při více trubkových sondách £ rozšiřuje o šířku trubkové nosné konstrukce 2. U potrubí velkého průměru, to je jeden

248 838

- 6 nebo více metrů, je v držáku 13 více měrných členů X·

Počet měrných Členů X je vždy sudý· Tato uspořádání nejsou na výkrese znázorněna·

Zařízení pracuje takto· Proudící medium, které je kapalina nebo plyn, uvnitř potrubí 12 prochází jednak průohozíml kanály v trubkové nosné konstrukci χ a v trubkové sondě χ a současně toto zařízení obtéká· Měrné členy χ v držácích 13 měří teplotu procházejícího media· Výstupy ze dvou měrných členů X se zpracovávají v jednom měřicím převodniku* U potrubí 12. jejichž průměr je meněí než polovina metru, stačí k měření průměrné teploty media jedno trubková nosná konstrukce 2 se dvěma měrnými členy χ a s jedním měřicím převodníkem, který vytváří průměrnou hodnotu teploty z obou měrných členů X· U potrubí 12. jejiohž průměr je větěí, se používají dvě nebo více trubkových nosných konstrukoí χ, případně s více měrnými členy χ se průměrná hodnota teploty proudícího média získává na výstupu všech měřicích převodníků· Rázy a vibrace potrubí vznikající v důsledku proudění média i v důsledku ohvění kompresorů, tlumí trubková nosná konstrukce £ a jednak trubková sonda χ, takže namáhání měrných členů χ a držáku se značně snižuje·

Zařízení se využije na zkušebnách proudových strojů, to je kompresorů, výměníků a na potrubních systémech pro plyn i kapaliny.

Claims (2)

1» Zařízení pro měření průměrné teploty proudícího media v potrubí, ve kterém je trubková sonda s měrnými členy vyjímatelně uložena v trubkové nosné konstrukci, vyznačující se tím, že trubková sonda (1) je uÍo&nct, uvnitř trubkové nosné kongtrukce (2) a trubková nosná konstrukce (2) je _ve dvou souosých návarcích (3 , 4), jejichž osa protíná osu potrubí (12) v jehož stěně jsou návarky (3 , 4) upevněny, přičemž trubková nosná konstrukce (2), i trubková sonda (1), v místech, kde jsou vložena čidla měrných členů (7),trubkové sondy (1), jsou opatřeny průchozími kanály (8), jejichž aktivní průřez leží v rovině kolmé na osu potrubí (12)·

2· Zařízení podle bodu 1? vyznačující se tím, že trubková sonda (1) je opatřena alespoň dvěma měrnými členy (7) uloženými v držáku (13), který je vytvořen z materiálu s nízkou tepelnou vodivostí, např, z tvrzené tkaniny·