УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ВЕСОВОГО УРОВНЯ ГАЗО-ЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ Советский патент 1969 года по МПК G01F23/16 

Устройство может быть использовано при исследованиях движения двухфазных сред применительно к условиям парогенерирующих, деаэрирующих, химических и других аппаратов, там, где необходимо определять весовой уровень и относительную плотность вспененной жидкости над барботажными устройствами.

Известно устройство для измерения плотности и газосодержания жидкости, включающее неподвижную трубку, внутри которой находится поплавок на гибком тросике. Уровень жидкости, регистрируемый с помощью обычной водоуказательной колонки, соответствует весу столба двухфазной смеси над плоскостью присоединения нижнего штуцера, т. е. он является весовым, но измеряется лишь в одной зафиксированной точке. Существующие устройства для просвечивания барботажного слоя узким пучком уЛучей имеют ряд систематических погрешностей, связанных, например, с неравномерным распределением легкой фазы по поперечному сечению потока, с ограниченной шириной пучка у-лучей и его энергетической неоднородностью. В частности, .измерения таким методом затрудняются при наличии в просвечиваемом сосуде внутренней защитной рубашки, так как в зазоре между ней и корпусом содержание легкой фазы существенно отличается от соответствующей величины в центральной части сосуда. К числу недостатков -просвечивания следует отнести также потенциальную радиационную опасность для обслуживающего персонала. Таким образом, Y-просвечивание не всегда оправдано, особенно на стендах атмосферного давления.

С целью устранения указанных недостатков, а также с целью определения весового уровня на различных участках барботируемого объема, в предлагаемом устройстве вертикальная измерительная трубка выполнена перемещающейся по высоте и в плоскости поперечного сечения аппарата и снабжена в нижней части гидрозатвором, имеющим форму стакана с узким кольцевым опускным участком.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для измерения весовых уровней в лю.бой точке газо-жидкостного объема выше перфорированного листа.

В нижней части вертикальной трубы / закреплен стаканчик-гидрозатвор 2, исключающий попадание в трубу пузырей. Внутри трубы находится поплавок 3, связанный через блок 4 гибкой, но не растягивающейся нитью или тросиком с небольшим противовесом 5, снабженным стрелкой. Диаметр поплавка на 4--5 мм меньше внутреннего диаметра

мещение и не затрудняет колебаний жидкости в трубе. Расположенный под поплавком грузик 6, не нарушая условий плавучести, поддерживает вместе -с противовесом натяжение нити прИ любых смещениях уровня в трубе. Противовес перемещается по шкале 7.

Благодаря гидрозатвору 2 внутри трубы 1 устанавливается уровень, соответствующий весу столба .смеси, находящейся выше входной кромки этого «стаканчика. Уравновешенный поплавок всегда следует за колебаниями весового уровня, а связанная с поплавком стрелка противовеса 5 отмечает эти изменения на шкале 7. Зная глубину погружения устройства в двухфазную смесь и показание по шкале, легко зафиксировать значение весового уровня в любой точке на различной высоте ,и в плоскости поперечного сечения барботажного аппарата, относительную плотность (содержание газа) выше гидрозатвора, а также оценить пульсации уровня при постоянной нагрузке и при неизменном положении устройства.

Нижнему Пределу измерений описанным устройством соответствуют тонкие слои, для которых весовой уровень сопоставим с размером поплавка по вертикали.

Характеризующееся наибольшей простотой устройство, изображенное на фиг. 1, предназначается для атмосферных стендов. Однако герметизация района движения противовеса 5 и уплотнение вокруг перемещающейся по

оси трубы 1 дают возможность использовать предлагаемую схему при повышенном давлении (фиг. 2). В последнем случае за движением противовеса наблюдают через устройство типа водоуказательной колонки парового котла. Небольшие разгрузочные отверстия, способствующие выравниванию давления в рабочей колонке .и внутри устройства, а также теплоизоляции внешних поверхностей, на

фиг. 2 не г(оказаны.

Использование в предлагаемой конструкции гидрозатвора с узким кольцевым опускным участком позволяет, не .искажая структуры потока, измерять местные значения весового уровня как при горизонтальном перемещении двухфазного потока, так и при восходящем движении газо-жидкостной среды, что особенно важно при экспериментальном изучении барботажных аппаратов.

т-т

Предмет изобретения

Устройство для измерения весового уровня

газо-жидкостной смеси, содержащее вертикальную трубку с поплавком внутри .и схему

регистрации сигналов, отличающееся тем, что, с целью определения весового уровня на различных участках барботируемого объема, вертикальная трубка выполнена перемещающейся по высоте и в плоскости поперечного сечения аппарата и снабжена в нижней части гидрозатвором, имеющим форму стакана с узким кольцевым .опускным участком.

1 |:я сон . КА к к tN;;

Фиг. 2