SU662851A1 - Устройство дл определени температуры насыщени пара жидких металлов - Google Patents

Description

;..- I

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно, к устройствам дл  определени  температуры насыщени  пара жидких металлов и может быть использовано в, установках дл  исследовани  свойств щёлочных металлов и их соединений, а также дл  контрол  непрерывных технологических процессов;

Известен датчик дл  определени  темпер фатуры насыщени  пара веществ (1 . Датчик содержит камеру с расположенной в ней конденсационной площадкой из твердотельных конструкционных материалов, терМопа-ру , с помощью которой измер ют температуру этой площадки и систему периодического, нагрева и охлаждени  конденсационной площадки в процессе измерений.

Работа датчика основана на фиксировании , температуры конденсационной площадKri при конденсации пара и испарении во врем  термоциклировани  площадки. Термоциклические нагрузки конденсационной площадки разрущают ее при-длительной непрерывной работе датчика в |{оррозинной ере де. , /

Наиболее близким к изобретению по тех нической сущности  вл етс  датчик дл  определени  темпе гатуры насыщени  пара 2, который содержит трубчатый корпус с полостью дл  конденсата и пара и датчик температуры .

Корпус известного дatчикa выполнеи в виде трубки, нижний конец которой заглущен герметично, ас верхнего конца внутрь датчика введены термётично через гермовводы электроды термопары., Патру)брк подсое 1инени  датчика к контролируемому рабочетиу о&ьену-раснбЛбЖЩ вблизи вводаэглектродов термопары в полость корпуса. Спай электродов термопары присоединен к нижнему заглушённому концу корпуса. При работе корпус датчика устанавливают вертикаль о заглушенным концом вниз. Датчик помещают в услови : хеплообмена, при котором верх его н4 одитгСй при Максимально температуре , а Низ при минимальной с тем, чтобы вдоль корпуса датчика установилс  посто нный градиент температуры. Это создает возможность самопроизвольного установленй  уровн  жидкой фазы до состо ни  равновеси  ее с, паровой фазой.

Термопйра датчика пиказывает ГЭДС, соответствующую температуре поверхностнбго сло  жидкой фазы, равную температу ре насыщени  пара.

К недостаткам данного датчика ОТНОСЯТ С  неравномерное распределение температур1г По поперечному сеченйю корпуса при керавномерном отводе тепла с Kojpnyca по радиусу , вследствие чего возникает трудность обеспечени  посто нства температуры по попёречнбмусёчени1б; трудность вб1спройзведени  ГрШуирбвОчиого распределени  температурного пол  по высоте корпуса при флуктуирующей интенсивности теплообмена корпуса с внешней средой. Другим недостатком

дайН|ОГО датчика  вл етс  наличие в его конструкции расйЬложен ых Тййутри корпуса электродов термопары и гермовводов. Гермоввод содержит вакуумноплотный спай металла с керамикой. Вакуумиоплотные же спаи металла с керамикой недостаточно надежны , так как невозможно надежно npoBieрйть качёстТвЬ спа  toro гермоввода, который использован в данном датчике. Это обусловлено тем, что качество спа  металла с керамикой в гёрмоввбдах можно проверить только выборочно, разрушающим контролем - по УСИЛИЮ отрыва металла от керамики . По качеству спа  части партии нспыtaHHbix-гермовводов суд т о качестве спа  остальных. Кроме того, наличие гермрввоД09 Н электрЬ 1Ов с рй:знбродньг1 й материалами снижает коррозиониую cToAKoctb датчика в коррозионных средах, например в щелочных металлах при высокой температуре, что сннжает, в свою очередь, срок службы

Датчика н его надежность.

Целью изобретени   вл етс по йышение надежности измерений.

Указанна  Цель достигаетс  тем, что в устройство видены продольные теплопровод ща  и теплоотвод ща  тепловые трубы с узлами регулировани  teплoпoдвoдa и теплоотвода , теплопровод щие ребра и расположенные аксиально корпусу, по всей его длине , кольцевые тепловые трубы,, часть из которых , через одну по длине корпуса, имеет тепловой контакт через теплопровод щее ребро с продольной теплоподвод Щей тепловой трубой, а часть имеет тепловой контакт через Др|угое теплопровод щее ребро с тродольHofl теплоотвод щей тепловой трубой, причем теплопровод щие ребра выполнены, соОт fcfBeHHo , С увеличивающимс  и уменьшаю-щимсйтермическим Сопротивлением радиаль 1юй/г еплопер(, а расположенный в кор: пуСёустТГбйства даТЧйК тбмпературы выпОлней в виде уровнемера жидкого металла, например , потенциометрического типа.

Такое выполнение устройства обеспечивает достижение посто нного градиента темпер&туры по длине корпуса устройртаа, по сто нство температуры по поперёчн%ну сечению , коррозионную стойкость устройства.

На чертеже изображен продольный разрез устройства.

Устройство содержит трубчатый корпус Г, по всей .высоте которого поверх его акстгально расположены кольцевые тепловые трубы 2 и 3. Наружной поверхностью эти кольцевые трубы через параллельные оси

корпуса теплопровод щие ребра 4.и 5 соединены с Продольными теплоподвод щей 6 и теплоотврд щей 7 тепловыми трубами . Теплоподвод ща  труба 6 снабжена узлом регулировани  теплоподвода 8, а теплоотвод ща - узлом регулирований теплоотвОда 9.

Кольцевые тепловые трубы 2 и 3 своей внутренней контактной поверхностью имеют теп , левой контакт с корпусом через слой с повйщенным термическим сопротивлением 10, наприк1ер ел биокерамической засыпки. Это необходимо дл  создани  более плавного изменени  температуры стенки корпуса по его высоте. ПолобиНа из кольцевых тепловых труб, через одну по высоте их расположени , (тепловые трубы 2), нмеет через ребро 5 теплqвoй конта1д; спр9дол1ьнойдеплоподбо;

0 д щей тепловой трубой 6, друга  ke поло вина - тепловые трубы 3, через другое ребро 4, иМеет тепловой контакт с продольной теплоотвод щей тепловой трубой 7. Причем теплопередающее ребро 5 продольной теплопоДвод щёй тепловой трубы 6 выполнено с постепенно увеличивающимс  от верхне- части устройства к ниАней термическим сопротнвлением раДнаЛьНой теплопередаче, а ребро 4 продольной теплоотвод щей теплбйой трубы 7 ыполнен6 с постепенно уменьшающнмс  от верхней части устройства к нижней термическим сопротивлением радиальной теплопередаче. Этого можно достигнуть, в частнОстн, перфорацией ребра с постепенным изменен немПЛОТНОСТИ отверстий в нем по его длине. Назначение продольных тепловых труб н ребер с измен ющимс  пО длине термическим сопротнйл(ением - создать градиент температуры по длине корпуса уст .ройства..

НазначёТйне кольцевых тепловых труб -

выравн ть температуру стенки корпуса по его поперечному сечению.

В качестве датчика дл  измерени  температуры открытого поверхностного сло  конденсата использован уровнемер жндкого металла ,18 данном случае потенциометрнческоч ) тнпа с Двум  зондами, расположенный в полости корпуса устройства .Зонды представ )1 ют собой две капилл рные трубки 11, ввеКёННы€ в ПОЛОСТЬ Корпуса через его заглушенный ннжний конец, с к оторым они соединены

.герметично; Верхние концы трубок герметично заглушены. Внутри них расположены изолированные проводники 12, соединенные с йерхними заглушенными концами трубок П. УровнёШр Градуируют в градусах температуры пОВ1ГрхнОСТНОГО сло  конденсата в по

лости корпуса.

Узел регулировани  теплоподвода 8 выполнен в виде обычного нагревател  сопротиЕ ени , узел регулировани  теплоотвода 9 выполнеи по типу известных теплообменных устройств, в частности - в виде теплообменной рубашки 13 с нагревателем 14, располо-. женным в кольцевом пространстве между рубашкой итеплоЬтвбд шей тепловой трубой 7 и изолированным от них диэлектриком 15. Диэлектриком в данном случае может быть керамики. Материал корпуса I устройства и капилл рных трубок 11 выбирают в зависимости от рабочей среДы - жидкого металла .

Термопары 16 и 17 слулат ДЛй контрол  температуры концов корпуса.

Устройство работает следующим образом . .; , -. .: . , . . .

Корпус устройства располагают вертикально , заглушенным концом вниз, открытым верхним концом корпус подсоедин ют к контролируемому рабочему объему. По длнНе корпуса устройства устанавливают с помощью узла регулировани  теплоподвЬда-8 и узла регулировани  теплоотвода 9 градунровочный тепловой режим, при котором вниз корпуса устройства имеет мннимально необходимую температуру, а верх - максимальную в пределах измер емых значений температур насыщени  пара жидкого Металла При этом значени  температур Низа корпусз н его верха устанавливают посто нными Н контролируют по показани м термопар 16 и 17. В завнснмости от температуры насыщени  пара жндкогд металла в полосой рабочего объема установкн пар в полостн корпуса 1 конденсируетс  или фаза испар етс  дб самопроизве льного устанба ени  уровн  жидкой фазы, соответствующего значению температуры насыщени  пара в полости корпуса 1. Показани  уровнеМера, преД варитё ьно проградуйрованногр в значени х, темпёратуры oTKpuforo lioiBepxHocTHoro сло  жидкого металла йрн заданном значеннН тем« ператур низа и верха корпуса 1, соответствуют в состо нии равновеси  фаз темпера туре насыщени  пара.

Таким образом, определение температуры насыщени  пара в полйСти корпуса устройства состоит в йймёрёийй йзвёстиом прибором температуры поверхностного сло  жидтого металла, при этом о достижении равновеси  фаз суд т по прекращению изменени 

уровн  жидкого Металла в полости корпуса устройства.

Благодар  использованию в конструкции устройства системы продольных и кольцевых тепловых труб достнгаетс  посто нный граднент температуры по длине корпуса устройства , посто нство температуры по поперечному сечению, что приводит к самопроизвольному установлению уровн  жидкой фазы до состо ни  равновеси  ее с парозоб фазой прн флуктуирующей интетенвности

теплообмена корпуса с внешней средой.

Использование в качестве датчика температуры уровнёйера Жидкого металла и подбор протнвЬкоррОзнйного Материала корпуса и капилл рных трубок повышают надежность устройства.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  температуры

   насыщенн  пара жидких металлов, содержа ,щее трубчатый корпус с полостью дл  конденсата и пара н датчик температуры, отличающеес  тем, что, с целью повышени  на дежности изме{)ений, в него введены продоль ые теплоподвод ща  и тепЛoOf Вбд ЩаЯ тен

   ловые трубы с узламН рёгулнрова и  теплоподвода и тедлоотвода, теплопровод щие реб ра и расположённые аксиально корпусу, по ,всей его длине, кольцевые тепловые трубы, часть нз которых через одну по длнне корпуса имеет тепловой контакт через теплопровод щее ребро с продольной теплоподвод щей тепловой трубой, а часть имеет тепловой контакт через другое теплопровод щее ребро с продольной теплоотвод щей тепловой трубой, прнчем теплопровод щие ребра

   выполнены, соответственно, с увеличивающимс  н уменьшающимс  термическим сопротивлением радиальной теплопередаче , а дасположенййи в кЬрпусе устройства датчик 1: 1«пературы выполнен в виде уровнемера

   Жидкого металла.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   t. Патент США № 2697933, кл. 73-17, 1960.
2. 2. Авторское свидетельство СССР

   № 516950, кл. G 01 N 25/14, 1974.