РАЗДЕЛИТЕЛЬ СРЕД Российский патент 1999 года по МПК G01L19/06 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной аппаратуры, а именно к разделителям мембранного типа, преимущественное использование которых целесообразно в химической, энергетической, микробиологической, пищевой и медицинской промышленности для измерения давления агрессивных, токсичных, загрязненных рабочих сред в комплекте с измерительным прибором, например, манометром.

Известен разделитель к манометрическим приборам, содержащий установленную в корпусе эластичную разделительную перегородку в виде трубы [1].

Наиболее близким к заявленному техническому решению является разделитель, выбранный в качестве прототипа, содержащий установленную в корпусе эластичную мембрану с защитной пленкой, образующую две изолированные полости [2].

Указанные разделители сред мембранного типа имеют небольшой вытесняемый объем измерительной жидкости, что предъявляет повышенные требования к тщательности заполнения разделителя и манометра. Наличие воздушных включений не позволит мембранному элементу разделителя вытеснить объем жидкости, достаточный для функционирования манометра во всем диапазоне рабочих давлений, что приведет к потере точности измерения давления. Также указанные конструкции не предусматривают возможности демпфирования пульсаций измеряемого давления, что приводит к усталостным разрушениям мембранных элементов разделителей и деталей манометров и, как следствие, к снижению надежности устройств и точности измерения давления.

Предлагаемое изобретение направлено на увеличение точности передачи давления рабочей среды к измерительному прибору и повышение надежности разделителя сред.

Увеличение точности передачи давления рабочей среды к измерительному прибору достигается увеличением вытесняемого объема измерительной жидкости. Для этого в качестве разделительного элемента используется тонкостенный фторопластовый сильфон, имеющий малую жесткость и больший по сравнению с прототипом вытесняемый объем, для более полного использования которого предусмотрен стопорный винт, фиксирующий сильфон в положении максимального объема в момент его заполнения измерительной жидкостью. Кроме того, на корпусе разделителя предусмотрена канавка для выхода воздуха и излишков измерительной жидкости при сборке разделителя. Для повышения надежности разделителя сред путем уменьшения амплитуды возможных циклических нагружений сильфона в конструкции предусмотрен демпфирующий элемент, представляющий собой жиклер, проходное сечение которого заполнено пористым материалом, и защищенный со стороны выходы жидкости фильтром.

Разделитель сред изображен на чертеже, где на фиг. 1 представлен разрез его вдоль осей линии; на фиг. 2 - поперечное сечение канавки для выхода воздуха; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Позиции на чертеже обозначают: 1 - корпус, 2 - сильфон, 3 - крышка, 4 - стопорный винт, 5 - фильтр, 6 - жиклер, 7 - пористый материал, 8 - канавка.

Разделитель состоит из корпуса 1, выполненного в виде стакана, имеющего со стороны входа рабочей жидкости манометрический штуцер. Внутрь корпуса вставлен фторопластовый сильфон 2, имеющий фланец для крепления между корпусом 1 и крышкой 3. Дно сильфона выполнено с утолщением в центре, имеющим внутреннюю резьбу для крепления винта 4. Винт 4 служит для фиксации сильфона 2 относительно корпуса 1 в положении, соответствующем максимальному объему во время заполнения сильфона измерительной жидкостью. В крышке 3 со стороны крепления манометра выполнен выходной штуцер, соответствующий штуцеру манометра, а с внутренней стороны установлен фильтр 5, закрепленный жиклером 6. Проходное сечение жиклера 6 заполнено пористым материалом 7. Для выхода воздуха и излишков измерительной жидкости при сборке разделителя сред на наружной поверхности корпуса 1 выполнена канавка 8.

Заполнение разделителя сред происходит следующим образом.

При снятой крышке 3, в которой установлены фильтр 5 и жиклер 6, разделитель устанавливается в вертикальное положение. Усилием руки сильфон 2 до упора вдавливается внутрь корпуса 1 и фиксируется в таком положении винтом 4. Внутренняя полость сильфона 2 заполняется измерительной жидкостью. Крышка 3 наворачивается на корпус 1, вытесняя измерительную жидкость. Воздух и излишки измерительной жидкости вытесняются через жиклер 6, заполненный пористым материалом 7, и канавку 8. Разделитель сред соединяется с манометром, упругий чувствительный элемент которого заполнен той же измерительной жидкостью. Винт 4 выворачивается из сильфона 2.

Разделитель сред работает следующим образом.

Давление измеряемой среды через канал входного штуцера попадает во внутреннюю полость корпуса 1. Сжимая сильфон 2, давление измеряемой среды передается во внутреннюю полость сильфона 2, заполненную измерительной жидкостью. Вытесняемая измерительная жидкость через жиклер 6, проходное сечение которого заполнено пористым материалом 7, и фильтр 5 поступает в выходной штуцер и далее - в упругий чувствительный элемент манометра, фиксирующего среднее значение измеряемого давления. Возможные пульсации измеряемого давления демпфируются жиклером 6, проходное сечение которого заполнено пористым материалом 7.

Таким образом, предлагаемый разделитель сред передает измеряемое давление рабочей среды к измерительному прибору во всем диапазоне рабочих давлений с высокой точностью за счет увеличения вытесняемого объема измерительной жидкости и устранения воздушных включений. Кроме того, предлагаемый разделитель сред имеет высокую надежность за счет уменьшения амплитуды возможных пульсаций измеряемого давления.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 775643, кл. G 01 L 19/06, опубл. 30.10.80. БИ N 40.

2. Авторское свидетельство СССР N 882296, кл. G 01 L 19/06, опубл. 23.10.82. БИ N 39 (прототип).

Устройство предназначено для использования в контрольно-измерительной технике для измерения давления агрессивных, токсичных, загрязненных рабочих сред. Разделитель сред содержит цилиндрический корпус и крышку, разделенные на две заполненные жидкостью полости. Нижняя полость предназначена для заполнения измеряемой средой, а верхняя - измерительной жидкостью и подсоединена к измерительному прибору. Разделительный элемент выполнен в виде тонкостенного сильфона из химически стойкого эластичного материала, например фторопласта. Стопорный винт фиксирует сильфон на корпусе в положении максимального объема в момент заполнения его измерительной жидкостью. На наружной поверхности корпуса выполнен дренажный канал или канавка. В крышке разделителя сред установлен демпфирующий элемент в виде жиклера, проходное сечение которого заполнено пористым материалом. Технический результат заключается в повышении точности передачи давления рабочей среды к измерительному прибору и повышении надежности разделителя сред. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Разделитель сред, содержащий корпус и крышку со штуцерами и разделительный элемент, отличающийся тем, что разделительный элемент выполнен в виде сильфона, дно которого выполнено с элементом для крепления приспособления, фиксирующего сильфон относительно корпуса. 2. Разделитель сред по п. 1, отличающийся тем, что указанный элемент образован несквозным резьбовым отверстием, а указанное приспособление выполнено в виде винта, вворачиваемого в отверстие через штуцер корпуса. 3. Разделитель сред по п.1 или 2, отличающийся тем, что сильфон выполнен из фторопласта. 4. Разделитель сред по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что на наружной поверхности корпуса выполнен дренажный канал или канавка. 5. Разделитель сред по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что снабжен расположенным в крышке жиклером, заполненным пористым материалом. 6. Разделитель сред по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что снабжен фильтром, размещенным между жиклером и штуцером крышки.