SU444947A1

SU444947A1 - Device for graduation gauges

Info

Publication number: SU444947A1
Application number: SU1647145A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Кабанов; Владислав Владимирович Плотников; Александр Борисович Буланов; Анатолий Митрофанович Домашенко
Original assignee: Предприятие П/Я А-3605
Priority date: 1971-04-15
Filing date: 1971-04-15
Publication date: 1974-09-30

Description

1 Изобретение относитс к криогенной технике и может быть исполь зовано дл градуировки различных видов уровнемеров криогенных жидкостей с имитацией условий работы датчиков уровн , близких к рабочим (перемещше: давление, температура , концентраци примесей и , Известны мерные емкости, содержащие цилиндрический бак, к которому на различных уровн х сбоку подсоединены переливные горловины, заканчивающиес прозрачными цилинд рами со шкалами дл визуального отсчета количества перелитой жидкости , успокоительный козырек,умен шающи а лплитуду колебани зеркала поверхности раздела путем разбрызгивани струи падащеи жидкости, конусообразные диски, жестко закрепленные на уровне переливных горловин, смотровое окно и сигнали заторы уровн . Однако эти мерные ешсости име |ют сложную конструкцию и их невозможно использовать дл градуировки уровнемеров криогенных жидкостей, так как вследствие малой величины теплоты парообразовани у криогенных амдкостей стабил зировать уровень путем разбрызгивани падащего потока не удаетс , а при переливании ее в мерные горлошны криогенна жидкость мгновенно вскипает и точность отсчета количества кип щей жидкости очень низка. Кроме того, из-за очень низких температур прозрачные мерные цилиндры с внешней стороны быстро покрываютс сконденсированным паром,образу непрозрачный слой снега и льда, что вооб ще исключает возможность визуального отсчета количества криогенной жидкости, Целью изобретени вл етс упро щение коне тру кщи и повышение точности градуировани . Это достигаетс тем, что внутри рабочего сосуда криостата (состо щего из трех концентрически располо женных один в другом сосудов: теплоизол ционного , предварительного захола}швани и рабочего ) размещена вертикальна труба-штанга, верхн часть которой соединена с системой подачи лшдкости, нижн - с успокоителем , выполненншл в виде перфорированного колпака, а к.наружной поверхности трубы по всей ее высоте один над другшл креп тс несколько стабилизаторов уровн жид1шсти накопительного типа, внутри которых размещены сигнализаторы наличи жидкости .. На фиг, I схематически изобрадено предлагаемое устройство дл гра дуировки уровнемеров; на фиг. 2 - гр фик характеристики режима заливки кр остата. Устройство содержит наружный со суд I, вспомогательный сосуд 2 (между стенками сосудов I и 2 засыпаетс теплоизол ционный материал), рабочий сосуд 3 (между стенкаш сосудов 2 и 3 заливаетс криогенна жидкость дл предварительного захолаживани рабочего сосуда 3), стабилизаторы 4 уровн жидкости накопительного типа, выполненные в виде цилиндрических чашек, датчик 5 наличи криогенной жидкости в стабилизаторе 4, трубу 6 дл подачи криогенной ЖИД1ШСТИ, успокоитель 7, выполненный в виде перфорированного колпака , теплообменник 8, трубопровод 9 дл подачи криогенной жидкости f через теплообме-Еник Б и успокоитель 7 в рабочий сосуд 3, трубопровод 10 дл подачи газа в рабочий сосуд 3 через патрубок II, пробку 12, трубопровод 13 дл подачи криогенной жидкости во вспомогательный сосуд 2, трубопровод 14 дл отвода паров из вспомогательного сосуда 2, уровнемер 15, крышка криостата 16, датчик 17 заполнени вспомогательного сосуда 2, токовыводы 18 от датчиков 5,17 и уровнемера 15. На фиг. I показана ось контроль ных уровней Ь с указа:Ш ем на ней реперных точек h,, положени которых по высоте соответствуют гори зонтальным плоскосТ г д, образованншл периметрами верхних кромок ста.билизаторов уровней жидкости. Рабоча высота н градуируемого уровнемера 15 и текущее значение уровн жидкости А которое и сравниваетс (дл испытываемого уровнемера) в момент достижени им величин контрольных уровней л, . , На фиг. 2 изображен граф1ас харак теристики режима заливки градуировочгюго устройства. По оси ординат тложены величины контрольных уровей жиди:ости и , т.е. 1j , о оси абсцисс-в егл заливки рабочего осуда криогенной жидкостью, Величиы At -.это врем подн ти (нарасани ), уровн жидкости в рабочем осуде в промежутке между двугл еперными токами, например между ;, , или „., и :, а вежчиы At,,... 4., определ ют врем стабилизатора уровн криогенной жидкости в рабочем сосуде криосТата , т,е, это промежуток времени, в- течение которого можно производить контрольные замеры градуируемого уровнемера. Датчшс уровнемера размещен в криостате, При установке уровнемера 15 четко фиксируют положение его рабочей высоты Н относительно верхних краев стабилизаторов уровн и определ ют при этом величины i текущего уровн , которые соответствуют положению контрольных уров .ней , После этого по трубопроводу 13 подают криогенную жидаость в сосуд 2 и заполн ют его до уровн , превышающего уровень размещени датчика 17, при этом пары отвод тс по трубопроводу 14, Криогенна жидкость сосуда 2 предваритвльно охлаждает до рабочей теглпературы трубопровод 9, теплообменник 8 и весь рабочий сосуд 3 с наход нщмс в нем. уровйемером 15 и устройством, обеспечивающим получение эталонных величин уровн стабилизаторы и арма-тура успокоени поверхности жидкости). Затем осуществл ют сам процесс градуировки уровнемера 15., дл чего по тру-оопроводу 9 подают криогенную жидкость с приблизительно посто нной скоростью, котора по теплообменнику 8 по.днимаетс вверх вокруг рабочего сосуда 3, постепенно приниьла температуру за счет оглывани теплообменника 8 той -же криогенной жидкостью, заполн ющей пространство между стенками сосудов 2 и 3, Из теплообменника 8 криогенна жидкость попадает в вертикально расположенную, трубу-6 и через успокоитель 7 поступает на дно рабочего сосуда 3, Накопление криогенной видкости в рабочем сосуде при посто нной скорости подачи (расходе) ее приводит к подн тию уровн жидкости и к постепенному погружению в нее уровнемера 15 и трубы 6 с закрепленныгли на ней стабилизаторами уровн жидкости. Наличие в трубе 61 The invention relates to a cryogenic technique and can be used for the calibration of various types of cryogenic liquid level gauges with imitation of the working conditions of level sensors close to the workers (displaced: pressure, temperature, concentration of impurities and, Measuring tanks containing a cylindrical tank to which overflow caps are attached to the various levels at the side, ending in transparent cylinders with scales for visually counting the amount of liquid overflowed, a soothing visor that decreases Due to splashing of a jet of a falling liquid, cone-shaped discs rigidly fixed at the level of overflow ports, a viewing window and level gauges, however, these measures are complex and cannot be used to calibrate cryogenic liquids level gauges, because the low value of the heat of vaporization in cryogenic amdotics cannot be stabilized by spraying the incident flow, and when it is transfused into a measuring volume, cryogen and the liquid boils instantly and the accuracy of counting the number of boiling liquid is very low. In addition, due to the very low temperatures, the transparent measuring cylinders on the outside quickly become covered with condensed steam to form an opaque layer of snow and ice, which generally excludes the possibility of visually counting the amount of cryogenic liquid. The purpose of the invention is to simplify the horseframe and improve accuracy. graduation. This is achieved by the fact that inside the working vessel of the cryostat (consisting of three concentrically located in each other vessels: insulating, pre-tapping} and working) there is a vertical rod-tube, the upper part of which is connected to the supply system damper, made in the form of a perforated cap, and to the outer surface of the pipe, along its entire height, one above another is attached several liquid-level stabilizers of the cumulative type, inside of which a detector is placed the presence of liquid .. In FIG, I izobradeno schematically, the device for the grading of level; in fig. 2 - the curve of the characteristics of the fill mode cr. The device contains an outer vessel I, an auxiliary vessel 2 (thermal insulation material falls asleep between the walls of vessels I and 2), a working vessel 3 (a cryogenic liquid is filled in between the walls of vessels 2 and 3 to pre-cool the working vessel 3) , made in the form of cylindrical cups, the sensor 5 of the presence of cryogenic liquid in the stabilizer 4, the pipe 6 for supplying cryogenic LIQUID, a damper 7, made in the form of a perforated hood, a heat exchanger 8, a pipeline 9 for supply of cryogenic fluid f through heat exchanger Enik B and damper 7 into working vessel 3, pipeline 10 for supplying gas to working vessel 3 through nozzle II, plug 12, pipeline 13 for feeding cryogenic liquid to auxiliary vessel 2, pipeline 14 for evaporating vapor from auxiliary vessel 2, level gauge 15, cryostat cover 16, sensor 17 for filling auxiliary vessel 2, current leads 18 from sensors 5.17 and level gauge 15. FIG. I shows the axis of the control levels b from the decree: the width of the reference points h on it, whose positions in height correspond to the horizontal plane of T e d, is formed by the perimeters of the upper edges of the stabilizers of the liquid level. The working height of the calibrated level gauge 15 and the current value of the liquid level A, which is compared (for the level gauge being tested) when it reaches the control levels l,. , FIG. 2 depicts the graph of the characteristics of the fill mode of the graduated device. The ordinates are the values of the control levels of the fluid: 1j, about the abscissa axis of pouring the working condem with a cryogenic liquid, Greatness At -.this is the time of raising (buildup), the liquid level in the working condemn in the interval between two-dimensional current currents, for example, between;,, or., And:, and at At ..., 4., determine the time of the stabilizer of the level of cryogenic liquid in the cryosTata working vessel, t, e, this is the period of time during which control measurements of the calibrated level gauge can be made. The sensor is placed in a cryostat. When installing the sensor 15, the position of its working height H relative to the upper edges of the level stabilizers is clearly fixed, and the values of i of the current level, which correspond to the position of the control levels, are determined. After that, the cryogenic liquid is supplied to the vessel 13 2 and fill it up to a level higher than the level of the sensor 17, while the vapors are discharged through line 14, the cryogenic liquid of the vessel 2 preliminarily cools the pipeline to the operating temperature. 9, the heat exchanger 8 and the entire working vessel 3 with a location in it. level gauge 15 and a device providing standard values for the level of stabilizers and reinforcement of the surface of the liquid). Then, the calibration of the level gauge 15 itself is carried out. For this purpose, a cryogenic liquid is supplied via pipe 9 with an approximately constant speed, which through the heat exchanger 8 moves upwards around the working vessel 3, gradually taking the temperature due to the heat exchanger 8 cryogenic liquid filling the space between the walls of vessels 2 and 3. From the heat exchanger 8, the cryogenic liquid enters the vertically located pipe-6 and through the damper 7 enters the bottom of the working vessel 3, the accumulation of cryogenic visibility in the working vessel at a constant feed rate (flow rate) leads to a rise in the level of the liquid and to the gradual immersion of the level gauge 15 and pipes 6 with it fixed to it by liquid level stabilizers. Availability in pipe 6

криогенной штдкости приводит к допол кит ел bHoi.iy выравниванию теглпературц между конструкцшй ш стабилизаторов 4 и самой жидкостью, заполн ющей рабочий сосуд.cryogenic production leads to the addition of bHoi.iy to the alignment of the temperateuretz between design stabilizer 4 and the liquid itself filling the working vessel.

При непрерывной подаче криогенной 7/лдкости в рабочий сосуд ее уровень И31-лен етс ступенчато Сем. фиг, 2), За врегл А г уровень криогенной ЛШД1ЮСТИ подниглаетс до первой реперной точки hi т.е. до горизонтальной плоскости, образованной верх1-шг.1И кроглкагли первого снизу стабилизатора . Затем жидкость в рабочем сосуде 3 удерхшваетс на одном уровне 1 в течение времени л, т.е. до тех пор, пока стабилизатор не заполн етс полностью жидкостью. Датчик 5 наличи жидкости, размещенный на дне стабилизатора 4, сигнализирует о начале заполнени последнего и, следовательно, о начале проведени контрольных замеров текущего уровн А по показани гл градуируемого уровнемера 15. Брем контрольных замеров Тих может быть несколько) Ai With continuous supply of cryogenic 7 / ldko to the working vessel, its level is I31-stepwise SEM. Fig. 2). For Vregl A g, the level of cryogenic LSD1 is reduced to the first reference point hi i. to the horizontal plane formed by top1-shg.1i kroglkagli first stabilizer from the bottom. Then the fluid in the working vessel 3 is lowered at the same level 1 during the time l, i.e. until the stabilizer is completely filled with liquid. The sensor 5 for the presence of liquid, placed at the bottom of the stabilizer 4, signals the beginning of filling the last one and, therefore, the beginning of the control measurements of the current level A according to the readings of the calibrated level gauge 15. There can be several Tym test measurements Ai

ДОЛЖНОMUST

гл. Ch.

AtAt

стабилизабыть меньше времени ции уровн . .Stabilize less time level. .

Далее уровень Я Next level I

:шд1гасти достижении поднирлаетс выше и пр„ им следующей реперной точки hi величина уровн стабилизируетс на врем Лт , за которое и производ тс контрольные замеры. Так повтор етс до тех пор, пока уровень жидкости не превысит крашюю верхнюю реперную точ1 л/,, после чего эксперимент по градуировке уровнемера прекращаетс . По трубопроводу 10 в рабочий сосуд криостата нагнетаютс пары жидкости или инертный газ,за счет чего криогенна жидкость выдавливаетс из рабочего сосуда 3 через теплообменшш 8 и трубопровод 9 в хранилще. После этого по трубопроводу 10 в рабочий сосуд подают тепловой газ, что приводит к быстроглу испарению остатков криогенной жидкости из стабилизаторов 4. Пары отвод тс через тот же трубопровод 10. После предварительного охлавдени рабочий сосуд вновь готов к работе.: When the achievement is reached, it rises higher and, next to it, the next reference point hi, the level value is stabilized by the time Lt, for which control measurements are taken. This is repeated until the liquid level exceeds the dye upper reference point 1 l / ,, after which the calibration of the level gauge stops. A pipeline 10 is pumped into the working vessel of the cryostat by liquid vapor or inert gas, due to which the cryogenic liquid is squeezed out from the working vessel 3 through heat exchanger 8 and pipeline 9 to the storage. Thereafter, a heat gas is supplied through the pipeline 10 into the working vessel, which leads to fast-mist evaporation of the cryogenic liquid residues from the stabilizers 4. The vapors are discharged through the same pipeline 10. After the preliminary cooling, the working vessel is again ready for operation.

При имитации рабочих условий работы уровнемера 15 в процессе градуироыш в рабочем сосуде 3 создают разр жение или избыточное давление, понижают или повышают теьшературу криогенной жидкости (за счет откачки или нагнетани паров по трубопроводуWhen imitating the working conditions of the level gauge 15 in the process of a graduate in the working vessel 3, they create a discharge or overpressure, reduce or increase the temperature of the cryogenic liquid (due to pumping or injection of vapor through the pipeline

10). Это ведет к изменению электрофизичес1С0х характеристик криогенной жидкости и, следовательно, к изменению показаний испытываег.шх уровнемеров, а положение реперных точек /J не мен етс , т.е. не зависит от действи дестабилизирующих факторов. В этом большое преилтущество применени предложенного устройства, реализуще10 го эталоны контрольных величин уровн , за счет применени пр мого метода сравнени , над всеми другшли юзможными видами косвенных изменений уровн , претендующих на рольten). This leads to a change in the electrophysical characteristics of the cryogenic fluid and, consequently, to a change in the readings of the test level gauges, and the position of the reference points / J does not change, i.e. does not depend on the action of destabilizing factors. This is a great advantage of the application of the proposed device, which implements the standards of control levels, through the use of the direct method of comparison, over all possible types of indirect changes in the level that pretend to be

5 эталона при райоте в условшос закрытых металлических сосудов.5 standards for the area in the condition of closed metal vessels.

Устройство разработано дл градуировки уровнемеров криогенных жидкостей, имеющее рабочуюThe device is designed for calibration of cryogenic liquid level gauges, having a working

20 высоту // 3 м,или; отдельных секции по 2,5-3 м дл уровнемеров с общей высотой до 12-15 м. Точность таких уровнемеров лежит в пределах от ± 5 до 4; 1%. В перерасчете на линейные размеры дл 20 height // 3 m, or; separate sections of 2.5–3 m for level gauges with a total height of up to 12–15 m. The accuracy of such level gauges ranges from ± 5 to 4; one%. In terms of linear dimensions for

25 уровнемера с Н 3 м точность измерени равна от 150 до -30 мгл.A 25 gauge with an H 3 m measurement accuracy is between 150 and -30 mg.

Расчеты на ЭЩ показали, что предложенное устройство может обеспечить точность стабилизации Calculations on the ESH showed that the proposed device can ensure the accuracy of stabilization

30 уровн криогещой жидкости в-пределах Л ± I мм, т.е. на много выше (в 15-150 раз) гарантируемой точности ( градуируемых уровнемеров.Level 30 of cryogenic fluid within L ± I mm, i.e. much higher (15-150 times) guaranteed accuracy (calibrated level gauges.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Device for calibration of level gauges, made in the form

a cryostat supplied with a stabilizer, a cumulative type, a signaling device for the presence of liquid in them, a fluid supply system and a liquid level caliper, characterized in that, in order to simplify the design and improve the calibration accuracy, a vertical pipe is installed in the cryostat

0 part of which is connected to the fluid supply system, and the bottom - with a damper.

2. A device according to claim I, characterized in that, in order to enable graduation at several reference points, the stabilizers are arranged one above the other and attached to a vertical pipe.

3. The device according to p. I, characterized in that the damper is made in the form of a perforated cap.

h.n-1

h

1

FIG. 2