Устройство для измерения гидродинамических и тепловых параметров низкокипящих жидкостей Советский патент 1982 года по МПК G01N25/00 F25D3/10 

Сочий э.юмспт установки не требует особой тепловой изоляции. Тем11е|)атурс1 кипения гелня около -268С, суихествеино от.чичается от темиературы окружающей среды. Рабочий элемеит для гелия требует экранио-вакуумиой изоляции и охлаждения иесущих конструкций, т. е. тепловых мостов. В связи с этим устройство не пригодно для научения жидкого гелня. Во вращающихся крностатах ожндается сложное влняиие иа теилообмеи движения паров и удара струи входящего гелия, ио так как рабочий элемент -выполнен в виде трубки, то это влняиие выделить на описанной установке невозможно. Указанная установка с сосудом Дьюара во вращающемся объеме центрифуги ие нозволяет детально исследовать теплофизические свойства л идкости.

Цель изобретения - расщирение диапазона исследований вплоть до включения возможностн исследования жидкого гелия.

Это достигается тем, что ротор выполнен в виде пустотелого цилиндрического диска с диаметрально расиоложеииыми окнами, имеет две обечайки и иомещеи в вакуумную разъемную оболочку внутри теилового экрана, причем обечайки ротора изготовлеиы заодно с концами вала, а уплотнены по большему диаметру при иомощи упругого элемента, зажатого между прокладками, а по меньшему диаметру - ири помощи вращающихся уплотнений с масляным затвором, который выполнен заодно с уилотнеииями канала выхода гелия.

Кроме того, каналы выхода гелия расположены спирально ио валу, канал выхода гелия осуществлен ио виутреииему отверстию в вале ири иомощи вакуумио-изолированного трубопровода, который с одной стороны закончен подводящим патрубком, а с другой стороны - вращающимся уилотнением.

На фиг. 1 дана общая схема установки в продольном разрезе; иа фиг. 2 - вид установки со стороны боковой крышки; на фиг. 3 - креилеиие оиоры вала ротора и узлов уплотиеиия со стороны иривода; иа фиг. 4 - креилеине оиоры вала ротора и узлов уплотнения со стороны ввода л идкого гелия; на фиг. 5 - быстроразъемное унлотиение вращающегося объема; иа фиг. 6 - нодсоединение токосъемного устройства к вращающемуся валу.

Устройство содержит вращающийся ротор 1, который окружен ненодвижной вакуумной оболочкой 2. Между вращающимся ротором и вакуумной оболочкой находятся невращающиеся азотные экраны 3. Ротор вращается в опорных подшипниках 4 и состоит из двух обечаек 5, которые выиолнены заодно с верхними кожухами сборного вала 6. На валу 6 расположены вращающиеся вакуумные уплотнения 7 и газовые уилотнения 8. Опорные подшипники вместе с узлами уплотнений размещены в трубках

9, выполненных заодно с торцовыми крыщкамн ваку)мной оболочки. Узлы уплотненнй 7 и 8 омываются маслом, которое постунает ио штуцерам 10. Выходящий но валу гелий отводится ио штуцерам 11. Жидкий гелий иодается внутрь ротора через уилотнительное устройство 12 и вакуумноизолированный трубопровод 13. Внутри ротора имеется разделительная диафрагма

14, на которой монтируются датчики давления и температуры. Нровода от этих датчиков проходят по омываемым газообразным гелием каналам 15 к токосъемному устройству 16.

Для изучения ироцесса кииения и удара гелия о вращающуюся стенку в роторе установлен нагревательный элемент 17 и предусмотрены смотровые окна 18. Вакуумный кожух и экраны имеют соответственно окиа 19 и отверстия 20. С целью удобства экснлуатации стык обечаек 5 выполнен в внде быстроразъемного соединения с упругим элементом 21, который замыкается на иидиевые прокладки 22. Ротор вращается

клиноременной нередачей через шкив 23, установленный на валу со стороны токосъемного устройства 16.

В описанном устройстве расширение дианазона исследований достигается за

счет исиользования ротора в виде цилиндрического диска и размещения его в экранио-вакуумной изолированной полости. Это дает возможность реализовать больщие угловые скорости ротора (до 600 об/мин),

ирнчем внутри ротора может находиться жидкий гелий, так как внешние тенлопритоки снимаются выходящими холодными парами гелия, а тепловое излучение воспринимается экраном. Наличие окон доиолнительно позволяет визуализировать исследуемые процессы. Разборность устройства обеспечивает расширение диаиазона исследуемых параметров за счет сменности рабочих участков, датчиков и пр.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения гидродинамических и тепловых параметров низкокипящих жидкостей ири воздействии перегрузок до SOOOg, содержащее вращающийся ротор, размещеииый на валу электрический привод, токосъемное устройство и аппаратуру для диагностики исследуемых

жидкостей, каналы входа и выхода гелия, отличающееся тем, что, с целью расширения диаиазона исследований, ротор состоит из двух обечаек, помещен в вакуумную разъемную оболочку внутри теплового

экрана и выполнен в виде пустотелого цилиндрического диска с диаметрально расположенными окнами, причем обечайки ротора выполнены заодно с концами вала, а уплотнение их осуществлено но большему

диаметру при помощи упругого элемента,

зажатого между прокладками, а по меньшему диаметру-при помощи вращающихся уплотнепий с масляным затвором, который выполнен заодно с уплотнениями канала выхода гелия.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что каналы выхода гелия расположены спирально по валу, а канал выхода гелия осуществлен по внутреннему отверстию в вале при помощи вакуумно-изолированного трубопровода, который с одной

стороны закончен подводящим патрубком, а с другой стороны - вращающимся уплотнением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Scurlock R. G., Thornton G. К. «Gryogenics. 1973, 13, № 9, p. 558.

2.Бутузов A. M. и др. Сб. Теплообмен и гидродинамики в двухфазных средах. К.,

«Наукова думка, 1967, с. 54-62.

f2