Сигнализатор температуры жидкостей Советский патент 1992 года по МПК G01K5/50 

Изобретение относится к машино- и приборостроению, в частности к конструкции сигнализаторов температуры жидкостей, и может найти преимущественное использование при химической и электрохимической обработке и нанесении покрытий на детали из растворов.

Известно устройство для сигнализации и измерения температуры жидкостей, включающее датчик-термопару, вторичный прибор, источник тока и соединительные провода.

Недостатки данного устройства - его сравнительно высокая стоимость и сложность, а также необходимость подвода электроэнергии.

Известен также сигнализатор температуры жидкостей, включающий герметичный корпус, в котором размещены неподвижный и подвижный магниты, разделенные пластиной из ферромаг- ,нитного материала, причем подвижный магнит находится в сильфоне, частично заполненном легкокипящей жидкостью;

К недостаткам устройства относится то, что оно сигнализирует достижение только одной определенной температуры, непригодно для контроля в жидкостях, сильно различающихся по плотности, а также не может быть использовано там, где постоянные магниты устройства взаимодействуют с внешними магнитными полями. .

со со к ю

Известно устройство для измерения температуры жидкостей, содержащее корпус, в основании которого установлен неподвижный магнит, выполняющий роль груза. Другой магнит помещён в корпус с возможностью перемещения. Магниты расположены одноименными полюсами навстречу друг другу, и между ними находится экранирующий магнитное поле термочувствительный элемент . При достижении измеряемой температуры экранирование прекращается, подвижный магнит отделяется от неподвижного, вследствие чего положени iцентра тяжести устройства изменяется и оно поворачивается относительно горизонтальной оси. Для расширения класса контролируемых жидкостей на корпусе установлено с возможностью перемещения кольцо из немагнитного материала, а также нанесены метки, обозначающие местонахождение кольца.

К недостаткам этого устройства-пр тотипа относится невозможность его использования в емкостях из магнитных материалов и при электрохимической обработке. Это вызвано тем, что взаимодействие магнитного поля электрического тока с постоянными магни - тами устройства-прототипа приводит к его притяжению к ближайшему токонесущему элементу, устройство фиксируется, и его положение перестает зависеть от температуры контролируемой жидкости.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства за счет обеспечения возможности контроля температур в емкостях из магнитных материалов и при электрохимической обработке. Положительный эффект заключается в обеспечении возможности регулирования величины сигнализируемых температур.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в сигнализаторе температуры жидкостей, содержащем герметичный корпус, на наружной поверхности которого нанесены метки, обозначающие местонахождение кольца, выпол-ненного с возможностью осевого перемещения в зависимости от состава контролируемой жидкости, размещенный с одного из торцов корпуса неподвижный груз и расположенный внутри корпуса термочувствительный элемент, Предусмотрены следующие отличия: тер мочувствительный элемент выполнен в

0

5

0

5

0

5

5

0

5

виде резервуара с трубкой, заполненного рабочим веществом, и плунжера, размещенного в трубке с рабочим участком, параллельным оси корпуса; на наружной поверхности корпуса нанесены метки, обозначающие местоположение кольца в зависимости от сигнализируемой температуры; торцы корпуса имеют различную конфигурацию.

На фиг. 1 показан сигнализатор в горизонтальном положении (достигнута контролируемая температура), продольный разрез; на фиг. 2 - то же, положение в жидкости при температуре ниже контролируемой; на фиг. 3 - то же, положение .в жидкости при температуре выше контролируемой.

Сигнализатор температуры состоит из корпуса 1, в который помещены резервуар 2 с рабочим веществом 3 трубка k с компенсатором 5, имеющим теплоизоляцию 6. В трубке k перемещается плунжер 7, имеющий уплотнения 8, На корпусе 1 имеется прилив с резьбой 9, на котором нанесены метки, обозначающие местоположение кольца в зависимости от сигнализируемой температуры (не показаны), а также установлено кольцо 10 и контр-гайка 11. Трубка k удерживается внутри корпуса 1 упорами-амортизаторами 12. Один торец корпуса доканчивается колечком 13, противоположный торец закрыт пробкой 1.

Корпус 1 изготовлен из инертного материала, например, фторопласта, и имеет форму цилиндра, длина которого определяется длиной прямолинейного участка трубки 4, а диаметр выбирается так, чтобы объемная плотность сигнализатора находилась в пределах 0,6-0,9 г/см3, гарантируя его постоянную плавучесть и расположение резервуара 2 ниже уровня жидкости при любом положении сигнализатора. | Резервуар 2 и трубка k с компенсатором 5 изготовлены из металла или пластика, причем резервуар 2 расположен вплотную к стенке корпуса 1 вблизи его геометрической середины.

В качестве рабочего вещества 3. применяют газ, например азот, пар эфира или жидкость с большим коэффици - ентом объемного расширения, например сложный эфир, или газо- или паро- жидкостную смесь. При использовании в качестве рабочего вещества 3 газа,

целесообразно помещать его в резервуар 2 в виде гидратов.

Длина трубки А выбрана с таким расчетом, чтобы перемещаемый рабр- чим веществом 3 плунжер 7 с уплотнениями 6 находился в пределах ее прямолинейного (рабочего) участка при всех допустимых значениях сигнализируемой температуры. Диаметр трубки k определяется весом и, соответственно, диаметром плунжера 7. Нерабочие участки трубки k могут быть прямолинейными, как показано на фиг.1, или иметь, например, форму спирали.

Компенсатор 5 представляет собой полый герметично закрытый резервуар, служащий, вместе с теплоизоляцией 6 для повышения надежности действия сигнализатора и полного ис- iпользования прямолинейного участка (трубки k, если в качестве рабочего :вещества 3 применен пар или газ. Ес- ли рабочее вещество 3 жидкость, на личие компенсатора 5 с теплоизоляцией 6 необязательно.

Плунжер 7 изготовлен из тяжелого металла, например, свинца или ртути, его размеры выбирают так, чтобы минимальное изменение положения плун- жера (подвижного груза) при горизонтальном положении сигнализатора выводило бы его из положения равновесия.

Уплотнения 8 герметично прилета- ют к стенкам трубки , их изготавливают из пластмассы или эластомера, выбирая материал так, чтобы по отношению к трубке 4 их взаимный коэффициент трения был минимален, а коэффициенты линейного расширения - близки.

Прилив с резьбой 9 выполнен заодно с корпусом 1 , причем в месте -прижатия к внутренней стенке корпуса 1 резервуара 2 он имеет для улучшения теплопередачи пазы или лыску (не показано) .

Кольцо 10 и контргайка 11 изготовлены из того же материала,.что и корпус 1-й имеют на боковой-поверхности рифление или грани1, они являются верхним грузом.

Упоры-амортизаторы 12 изготавливают из эластичного материала напри мер, пенорезины. Колечко 13 выполнено из того же материала, что и корпус 1. Пробка 1 является нижним грузом, выполнена из того же матери0

5

0 S

0

5 0

5

Q

ала , что и корпус 1 и герметично с ним соединена.

Сигнализатор температуры работает следующим образом.

При погружении сигнализатора в жидкость происходит теплопередача и теплота через стенки корпуса 1 и резервуара 2 передается рабочему .веществу 3, которое, нагреваясь, заполняет соответствующий объем трубки k, a перемещаемый столбиком рабочего вещества 3 плунжер 7 с уплотнениями 8 занимает некоторое определенное положение на рабочем участке трубки k (фиг. 1). При этом кольцо 10 зафиксировано контргайкой 11 на метке, соответствующей контролируемой температуре. Если температура жидкости равна сигнализируемой, то расположение плунжера 7 таково, что сигнализатор плавает горизонтально. Если температура жидкости понизится, то рабочее вещество 3 в резервуаре 2 вслед за жидкостью начнет остывать, его объем в трубке Ц начнет уменьшаться и столбик рабочего вещества 3, а также подвижный груз - плунжер 7 с уплотнениями 8 - сдвинется и сместится в направлении неподвижного груза - пробки 1. Вследствие этого местоположение центра тяжести сигнализатора температуры изменится и сиг- нализатор примет вертикальное положение колечком 13 вверх, как показано на фиг. 2. . I . .

При повышении температуры жидкости выше сигнализируемой величины нагреваемое в резервуаре 2 рабочее вещество 3 займет в трубке k больший объем, сдвинув плунжер 7 с уплотнениями 8 в другую сторону от положения равновесия, т.е. ближе к колечку 13. При этом сигнализатор примет вертикальное положение пробкой 14 вверх, как показано на фиг. 3.

Предлагаемый сигнализатор может быть использован в жидкостях различного состава для сигнализации различных рабочих температур, причем при изменении состава жидкости и рабочей температуры необходимо изменение положения меток. Для предотвращения свободного перемещения устройства по поверхности ванны его можно прикрепить за колечко 13 к штанге ванны.

Предлагаемый сигнализатор температуры жидкостей имеет кроме указанных преимуществ также то, что его использование способствует улучшению условий труда и повышению культуры производства, а также дает некоторое снижение трудозатрат вследствие исключения дополнительной операции измерения температуры жидкостей.

Формула изобретения

Сигнализатор температуры жидкостей, содержащий герметичный корпус, , на наружной поверхности которого нанесены метки обозначающие местонахождение кольца, выполненного с возможностью осевого перемещения в зависимости от состава контролируемой жидкости, размещенный с одного из торцов корпуса неподвижный груз и расположенный внутри корпуса термочувствительный элементно тли чающийся тем, что, с целью повышения эффект

тивности устройства за счет обеспечения возможности контроля температур в емкостях из магнитных материалов и при электрохимической обработке, в нем термочувствительный элемент выполней в виде резервуара с трубкой, заполненного рабочим веществом, и плунжера, размещенного в трубке с рабочим участком, параллельным оси корпуса, на наружной поверхности ко5 торого нанесены метки, обозначающие местоположение кольца в-зависимости от сигнализируемой температуры, а торцы корпуса имеют различную конфигурацию.

Изобретение относится к термо-: метрии и позволяет повысить эффективность устройства за счет обеспечения возможности контроля температур в емкостях из магнитных материалов и при электрохимической обработ ке, а также осуществлять дистанцией- . . ный визуальный контроль температуры по положению плавающего на поверхности раствора сигнализатора температуры. Для этого в корпус сигнализатора температуры помещен резервуар с рабочим веществом - газом, паром, жидкостью или их смесью, которое при изменении температуры раствора изменяет объем и перемещает по трубке подвижный груз - плунжер. На наружной поверхности корпуса установлено кольцо с возможностью осевого перемещения, позволяющее изменять величину определяемой температуры. Торцы сигнализатора имеют различную конфигурацию, вследствие чего в зависимости от температуры раствора (больше, меньше и равна оптимальной) сигнализатор принимает три положения в растворе: плавает вертикально одним или другим торцом вверх или горизонтально. 3 ил. i

Фиг. 2

3 2 -1

Фиг 1

Фиг.З