Манометрический измерительный преобразователь температуры Советский патент 1985 года по МПК G05D23/12 

Изобретение относится к приборо- , строению и может найти применение при выпуске и эксплуатации манометрических жидкостных термометров, а также может быть использовано в химической, нефтехимической и любой другой отрасли промьппленности, где требуется автоматическое точное измерение и регулирование температуры промьшшенных технологических процессов,

Известны манометрические термометры, содержащие измерительную термосистему с сильфоЧш 4И и с устройством защиты от перегрузок fll,

- Недостатком этих манометрических термометров является то, что при температурных перегрузках давление термометрической жидкости в термосистеме достигает- очень больших (близких к критическим) значений из-за чрезмерного сжатия пружины узла защиты от перегрузки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является манеметрический термометр, содержащий измерительный сильфон, сильфон защиты от 1;ермоперегрузок и специальную с клапаном для сброса избыточного давления из термосистемы. В этом термометре термосистема раз- ; гружена от термоперегрузок (от ЧрезмернЕях давлений) .}.

Существенньм недостатком известного устройства является его недостаточная эксплуатационная надежность, обусловленная необходимостью очень точно восстанавливать первоначальный объем термометрической жидкости в защитном узле термосистемы, в против ном случае изменится предел измерения термометра

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности манометрического измерительного преобразователя температуры путем снижения предельных давлений термометрической жидкоеги при перегрузках и обеспечении при постоянства объема рабо.чеЙжидкости в термосистеме о

Поставленная цель достигается тем, что манометрический измерительный преобразователь температуры, содержащий герметизированные заполненные термочувствительной жидкостью измерительную и компенсационную термосистемы с сильфонами сильфон защиты от температурных перегрузок и|

блок преобразования сигнала, содержит дополнительную герметизированную обойочку, обхватывающую сильфон защиты от температурных перегрузок, полость между оболочкой и сильфоном защит от температурных перегрузок заполнена сжатым газом под давлением,

сильфоны измерительной системы и сильфон защиты от температурных перегрузок снабжены ограничителями предельных перемещений,/причем

(«оке. Tftfwtt. стч.. rajj P(jon-ыдоьср. J

где cjtt.stJjR Давление сжатого

газа, заполняющего полость между оболочкой и сильфоном защи ты от температурных перегрузок;

PMQiic.TepM.xeuiQK. - максимальное давление термочувст(вительной жидкости;

P(jon. олльср. - давление, допустимое для силь фонов термосистемы.

На чертеже представлена схема конструкции манометрического изме- . рительного преобразователя температуры.

Измерительная термосистема манометрического термометра содержит термобаллон 1 соединительный капилляр 2 и блок 3 упругих чувствитель ных элементов, содержащий рабочий 4 и задающий 5 сильфоны и задающую пружину 6. Опорный, фланец 7 блока 3 закреплён на раме 8 преобразователя. С противоположной от блока 3 стороны фланца 7 приварен сильфо 1,9 защиты от температурных перегрузок внутренняя полость которого сообщена с внутренней полостью блока 3 кана- лом to. К опорному фланцу 7 приварена дополнительная герметизированная оболочка 11. С противоположных фланца 7 закреплены ограничители предельных перемещений 12 (задающего сильфона 5) и 13 (защитного сильфона 9) . Рабочая полость измерительной термосистемы заполнена термометрической жидкостью 14, а полость между сильфоном 9 и оболочкой 11 - сжать м газом 15. Подвижный бурт рабрчего сильфона 4 соединен с входным рычагом 16 блока 17 преобразования сигнала усилия в выходной пневматический сигнал, содержащий также опору 18 вращения и узел сопло-заслонка 19, Компенсационная термосистема содержит блок 20 упругих чувстви, тельных элементов, в который входят рабочий 21 и задающий 22 сильфоны и задающая пружина 23, Опорный фланец 24 блока 20 закреплен на раме 8 термометра. Внутренняя полость компенсационной термосистемы заполнена термометрической жидкостью 14, Подвидный бурт рабочего сильфона соединен с входным рычагом 16 ка 17. Для обеспечения нормальной работы термометра объем термометрической жидкости в компенсационной термосистеме согласован с объемом термо. метрической жидкости в наружной .части измерительной термосистемы и в обеих термосистемах создано начальное избыточное давление термометрической жидкости, Преобразователь работает следующи образом. Термобадлон 1 погружают в контро лируемута среду 25, температуру котбi рой необходимо измерять. При измене:НИИ, например .повьшении температуры среды 25, повьшается температура :термометрической жидкости 14 в тер- мобаллоне 1, При этом лпвеличивается : объем жидкости в термобаллоне и избыточный ойъем этой жидкости по капилляру 2 перетекает в полость блока 3, сжимая при этом задающий сильфон 5 и пружину 6. Это сжатие сильфона 5 и пружины 6 приводит к повыгшению давления термометрической жидкости в измерительной термосистем вследствие реакции деформируемых сил фона 5 и прзгасины 6 на термометрическую жидкость 14. Повышение давления жидкости в измерительной термосистем :вызывает увеличение усилия, развиваемого рабочим сильфоном 4 термосис|темы и передаваемое через подвижное донышко этого сильфона на рычажную систему блока 17. При этом рычаг 16 поворачивается на соответствующий . угол против часовой стрелки, приближает заслонку к соплу в узле 19, что увеличивает выходное давление Pgbtx термометра пропорционально изменению контролируемой температуры среды 25. При понижении температуры контролируемой среды 25 происходит обратны 1 834 процесс: объем термометрической жидкости в измерительной термоСистёме уменьшается, задающий сильфон 5 и пружина 6 растягиваются, давление термометрической жидкости понижается, усилие на рабочем сильфоне 4 уменьшается, Т-образный рычаг 16 поворачивается по часовой стрелке, зазор в узле сопло-заслонка увеличивается и выходное давление термометра уменьшается пропорционально уменьшению температуры контролируемой среды, При изменении температурыокружающей среды, воздействию которой подвержены все элементы термометра кроме термобаллона, происходит следующее явление. При увеличении температуры увеличивается объем термометрической жидкости внутри блоков 3 и 20, При этом сжимаются задающий сильфон 5 с пружиной 6 измерительной термосистемы и задающий сильфон 22 с пружиной 23 компенсационной термосистемы. Соответственно увеличиваются давления термометрической жидкости в обеих термосистемах и увеличиваются усилия, развиваемые этими давлениями на рабочих сильфонах подсистем (сильфонах 4 и 21 соответственно). При уменьшении окружающей температуры происходит обратньш процесс: объем : термометрической жидкости внутри блоков 3 и 20 уменьшается, сильфон 5 с пружиной 6 и сильфоны 22 с пружиной 23 растягиваются5 реакция этих сильфонов и пружин на тёрмометрическзто жидкость уменьшается, соответветственно уменьшается давление тер мометрической жидкости в термосистемах и уменьшаются усилия, развиваемые рабочими сильфонами 4 и 21 на рычаг 16 блока 17. Температурные нагрузки термометра возможны при следующих обстоятельствах. Если термометр настроен на измерение температур ниже окружающиз (например, на предел измерения от -50 ° до -40 С)J что при транспортировании термометра (или при хранении его) при температуре, например 50 С воздействию этой температуры (50°С) подвергается вся измерительная термосистема, включающая термобаплон. Так как объем жидкости в термобаллоне составляет 50-80% от общего объема жидкости в термосистеме, то г.ри изме1 ении температуры термобаллона от о объем жидкости изменяется 511 на такую величину, которая вызывает недопустимую деформацию з-адающего сильфона 5 и пружины 6, что приводит к выходу термометра из строя. Для предотвращения чрезмерных перемещени сильфона 5 и пружины 6 в термосистем имеется ограничитель 12. При достижении подвижным донышком сильфоня 5 упора 12 сильфон прекращает свое сжатие и давление жидкости в термосистеме с этого момента может резко возрастать. Для предотвращения увеличения давления термометрической жидкости вьппе установленного предел используется узел защиты от перегру ки. В исходном состоянии (при рабочем положении термометра) давление сжатого газа 15 в защитной полости термосистемы . несколько превышает максимально возможное рабочее давление термометрической жидкости Рр . Давление прижимает подвижное доньшко защитного сильфона 9 к торцу упора 13 и удерживает его (донышко сильфона 9) в этом положеНИИ при работе термометра. При температурных перегрузках при прекраще нии перемещения сильфона 5 давление термометрической жидкости Рр становится больше давления газа и термометрическая жидкость по каналу 10 начинает перетекать из полости блока 3 в полость сильфона 9. При этом подвижное доньшко сильфона 9 отходит от упора 13 на такую величи ну, которая обеспечивает переток избыточного объема жидкости из рабо чей полости термосистр.мы (ия блока 3). Таким образом, обеспечивается разгрузка термосистемы от недопустимых давлений: при перетоке жидкости из полости блока 3 в сильфон 9 происходит увеличение давления жидкости Рр и давления газа Pj на незначительную (по сравнению с начальным значением давления газа ) величину, обусловленную уменьшением объема, занимаемого газом под оболочкой 11, величину увеличения объема, занимаeMoj o в этой полости сильфоном 9. При уменьшении температуры транспортирования (или хранения) уменьшается объем термометрической жидкости в термосистеме, давление Рр опять становится меньше давления газа Ра,слщ, и под воздействием последнего термометрическая жидкость по каналу 10 возвращается из полости сильфона 9 в полость блока 3, сильфон 9 опять упирается в упор 13 и термометр возвращается в рабочее состояние. Указанные температурные перегрузки термометра возможны не только при транспортировании и хранении, но и при эксплуатации термометра, когда по каким-либо (например, аварийным) причинам резко изменяется контролируемая температура (например, вместо изменится до ) . В этом случае термометр не выходит из строя: срабатывает система защиты, которая после снятия перегрузки возвращает термометр в нормальное рабочее состояние.

МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий герметизированные заполненные .термочувствительной жидкостью измерительную и компенсационную термосистемы с сильфонами, сильфон защиты от температурных перегрузок и блок преобразования сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, он содержит дополнительную герметизированную оболочку, обхватывающую сильфон Защиты от температурных перегрузок, полость между оболочкой и сильфоном защиты от температурных перегрузок заполнена сжатым газом под давлением, сильфоны измерительной системы и сильфон защиты от температурных перегрузок снабжены ограничителями предельных перемещений, причем , MOiic.Tepat.K.uqi- о roiyi Pgon.cuvit -. ле PcK.iayi давление сжатого газа, заполняющего полость между оболочкой и сильфоном защиты от температурных перегрузок; MQKc.TE(M.yicM j«. - максимальное давление (Л термочувствительной жидкости; давление, допустимое gon- СИльср. для сильфонов термосистемы. 00 эо рд