SU667841A1

SU667841A1 - Sensor for measuring pressure in sublimation chamber

Info

Publication number: SU667841A1
Application number: SU762444652A
Authority: SU
Inventors: Хаджи-Мурат Хасанович Байсиев; Валерий Михайлович Ведерников; Юрий Николаевич Четвериков; Игорь Николаевич Горшков
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1979-06-15

Description

II

Изобретение относитс ктехнике измерени обшего давлени парогазовой среды в вакуум-сублимационной камере и может быть использовано .в пишевой, химической и других отрасл х промышленности.The invention relates to a technique for measuring the total pressure of the vapor-gas medium in a vacuum sublimation chamber and can be used in the food, chemical and other industries.

Известен датчик дл измерени парциального давлени вод ного пара в вакуумсублимационной камере методом «психометрической точки, представл юшей собой кубик вод ного льда с термопарой, вмороженной в его центр 1. Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому датчику давлени вл етс датчик дл измерени парциального давлени в сублимационной камере 2, содержаший полый теплоизолированный корпус в виде станка с намороженным внутри льдом и размешенный внутри льда измеритель температуры. Наличие теплоизол ции увеличивает срок службы льда до 30-40 ч. Однако этого недостаточно дл обеспечени работоспособности датчика при контроле давлени В установках сублимационной сушки непрерыв .ного действи , которые могутэксплуатироватьс непрерывно в течение длительного времени.A known sensor for measuring the partial pressure of water vapor in a vacuum sublimation chamber by the method of "psychometric point" is a cube of water ice with a thermocouple frozen in its center 1. The closest in technical drying to the proposed pressure sensor is a sensor for measuring the partial pressure in a sublimation chamber 2 containing a hollow heat-insulated body in the form of a machine with ice frozen in inside and a temperature meter placed inside the ice. The presence of thermal insulation increases the service life of ice up to 30-40 hours. However, this is not enough to ensure the operability of the sensor under pressure control. In freeze-drying plants have a continuous effect that can be used continuously for a long time.

Кроме того, на точность измерени обшего давлени вли ют внешние тепловые потоки, поступающие ко льду через отверстие стакана, состав парогазовой среды и температура в сублимационной камере.In addition, external heat fluxes entering the ice through the glass opening, the composition of the vapor-gas medium, and the temperature in the sublimation chamber affect the measurement accuracy of the total pressure.

Целью изобретени вл етс повь1шение точности измерени обшего давлени в сублимационной камере и увеличение длительности непрерывного измерени .The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the total pressure in the sublimation chamber and increase the duration of the continuous measurement.

Это достигаетс тем, что в предлагаемо.мThis is achieved by the fact that

датчике во льду образована полость, сообщаюша с каналом с внешним пространством , а измеритель температуры размешен в этой полости.A sensor is formed in the ice, communicating with the channel with external space, and a temperature meter is placed in this cavity.

На фиг. I изображен описываемый датчик с корпусом, выполненным в виде шара.FIG. I depicts the described sensor with a housing made in the form of a ball.

На внутреннюю поверхность полого шара I с отверстием, изготовленного из непроницаемого дл радиационных тепловых потоков материала, например нержавеющей стали, наморожен слой вод ного льда, обра зующий полую льдинку 2. На.мораживанне льда осуществл етс , например, методо.м конденсации вод ного пара на внутреннюю поверхность охлаждаемого полого шара 1.-.В полость 3 введена термопара 4 с помощью пробки 5, котора плотно вставлена в отверстие полого шара 1. Дл осуществлени св зи полости 3 с сублимационной камерой в пробке 5 предусмотрена трубка 6. Датчик устанавливают в сублимацион ную ка1йёр у, где теплопритоки к поверхности щара 1 заведомо определены, например, экспериментальным путем. С учетом теплопритоков размеры трубки 6 подбираютс таким образом, чтобы обеспечивалось истечение пара из полой льдинки 2 в среду сублимационной камеры со скоростью, исключающей возможность проникновени парогазовой среды сублимационной камеры в полость 3. Последнее условие правомерно лишь в том случае, если скорость истечени пара из полой льдинки 2 будет выще скорости диффузии газовой среды. Последнее в услови х рабочего вакуума составл ет около 2 м/с.On the inner surface of a hollow ball I with a hole made of a material impermeable to radiation heat fluxes, for example stainless steel, a layer of water ice forms a hollow piece of ice. On the inner surface of the cooled hollow ball 1. .-. A thermocouple 4 is inserted into the cavity 3 by means of a plug 5, which is tightly inserted into the hole of the hollow ball 1. In order to connect the cavity 3 with the sublimation chamber, cabin 6. The sensor is installed in a sublimation tube, where the heat flows to the surface of the shara 1 are deliberately determined, for example, by experiment. Taking into account the heat leakages, the dimensions of the tube 6 are selected so that steam will flow from the hollow ice 2 into the medium of the sublimation chamber at a rate that prevents the vapor-gas medium of the sublimation chamber from entering the cavity 3. The latter condition is valid only if the flow rate of steam from the hollow ice 2 will be higher than the diffusion rate of the gaseous medium. The latter, under operating vacuum conditions, is about 2 m / s.

Общее давление в сублимационной камере определ ют по температуре насыщени вод ных паров в полой льдинке 2 с учетом перепада давлени , обеспечивающего истечение. По расчетам, дл истечени пара со скоростью 10 м/с в среду с давлением 66,7 н/м (0,5 мм рт. ст.) -- достаточно перепада давлени 0,08 н/м, что составл ет от измер емого давлени 0,12%. Следовательно, при скорост х истечени 2- 10 м/с перепадом давлени можно пренебречь и давление в сублимационной камере прин ть равным Давлению насыщенных вод ных паров в полости 3.The total pressure in the sublimation chamber is determined from the saturation temperature of the water vapor in the hollow ice 2, taking into account the pressure drop that ensures the outflow. According to calculations, for steam to flow at a speed of 10 m / s into a medium with a pressure of 66.7 n / m (0.5 mmHg), a pressure differential of 0.08 n / m is sufficient, which is from the measured pressure 0.12%. Consequently, at flow rates of 2 to 10 m / s, the pressure drop can be neglected and the pressure in the sublimation chamber is assumed to be equal to the Pressure of saturated water vapor in cavity 3.

При измерении общего давлени в сублимационной камере таким датчиком исключаютс ощибки измерени , св занные с радиационным тепловым потоком, составом парогазовой среды и ее температурой, так как измер етс температура чистого насыщенного вод ного пара в полости 3 ограниченной снаружи непроницаемой дл радиационных тепловых потоков оболочкой.When measuring the total pressure in the sublimation chamber, such a sensor excludes measurement errors associated with the radiation heat flux, the composition of the vapor-gas medium and its temperature, as the temperature of pure saturated water vapor in the cavity 3 of the outer sheath impervious to radiation heat fluxes is measured.

На фиг. 2 показан датчик дл измерени общего давлени в сублимационной камере с цилиндрическим кррпусом. Датчик содержит цилиндрический стакан 7, выполненный из непроницаемого дл радиационных тепловых потоков материала, например нержавеющей стали. На внутреннюю поверхность стакана 7 нанесен пористый синтетический материал 8. Стакан 7 закрыт сверху крыщкой 9, снабженной пробкой 5 с термопарой 4 и трубкой 6. С целью у.меньщени тепловой инерционности термопарб 4 спай прикреплен к металлическому «лепестку 10 размерами 10x10x0,1 мм. Перед применением с датчика снимают крыщку 9 и пористуюFIG. Figure 2 shows a sensor for measuring the total pressure in a sublimation chamber with a cylindrical collar. The sensor comprises a cylindrical cup 7 made of a material that is impermeable to radiation heat fluxes, such as stainless steel. A porous synthetic material 8 is applied to the inner surface of glass 7. Glass 7 is closed from above by a lid 9 fitted with a stopper 5 with a thermocouple 4 and a tube 6. In order to reduce thermal inertia, thermocouple 4 junction is attached to a metal lobe 10 with dimensions 10x10x0.1 mm. Before using the sensor, remove the cover 9 and the porous

внутреннюю поверхность (материал 8) смачивают водой до полного заполнени пор. Затем влагу, в порах замораживают, например , помеща стакан 7 в холодильный щкаф. После этого крышку 9 с пробкой 5, термопарой 4 и трубкой 6 плотно устанавливают на стакане 7 и датчик помещают в определенную точку сублимационной камеры, где тепловые притоки к датчику в течение всего периода сушки заведомо определены экспериментальным путем. Размеры трубки 6 сThe inner surface (material 8) is moistened with water until the pores are completely filled. Then the moisture in the pores is frozen, for example, by placing the glass 7 in the cooling cabinet. After that, the cover 9 with the stopper 5, the thermocouple 4 and the tube 6 is tightly mounted on the glass 7 and the sensor is placed at a certain point of the sublimation chamber, where the thermal inflows to the sensor during the entire drying period are determined by experiment. Tube dimensions 6 s

учетом тепловых притоков обеспечивают истечение генерируемого в полости 3 датчика насыщенного вод ного пара в среду сублимационной камеры со скоростью 2-10 м/с. Общее давление в сублимационной камереConsidering the thermal inflows, the saturated water vapor sensor generated in the cavity 3 of the sublimation chamber at a speed of 2–10 m / s is exhausted. Total pressure in the sublimation chamber

принимаетс равным давлению насыщенных вод ных паров в полости 3 датчика -. Перепад давлени , обеспечивающий истечение пара со скоростью 10м/с в услови х рабочего вакуума, ничтожен и составл ет 0,12% от измер емого общего давлени ,is taken equal to the pressure of saturated water vapor in the cavity 3 of the sensor -. The differential pressure, which ensures the flow of steam at a speed of 10 m / s under operating vacuum conditions, is negligible and amounts to 0.12% of the measured total pressure,

поэтому им можно пренебречь.therefore, they can be neglected.

Применение датчика в промыщленных сублимационных установках позволит осуществить непрерывный контроль общего дав- .The use of a sensor in industrial sublimation plants will allow continuous monitoring of the total pressure.

лени с точностью ±5%.laziness with an accuracy of ± 5%.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 228307 Cl. G 01 L 11/00, 1967.

2. Shumsky KP Basics of the calculation of vacuum sublimation equipment. / U1., 1967, p. 191.

And 1 / measure / 7th ohm npufopy