Устройство для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкостном потоке Советский патент 1980 года по МПК G01N27/02 

1

Изобретение предназначено для изме рения электропроводности жидкой фазы в газожидкостном потоке в горизонтальной плоскости на контактных тарелках, например, для изучения структуры потока жидкости на тарелках с цепью установления истинной модели механизма массообмена в двухфазных потоках.

Известны устройства для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкостных средах, содержащее проточную кондуктометрическую ячейку с двумя измерительными электродами, погруженными в анализируемую жидкую фазу, предварительно отделенную от газа из газожидкостного потока, и регистрирук шую схему l.

Однако с целью отделения жидкости от газа в газо жидкостном потоке необходим предварительный отбор проб.

Ближайшим техническим решением к . изобретению 5юляется устройство для измерения электропроводности жидкой фазы в газожи;вкостных средах, содарк

жашее два измерительных электрода, установленные на поверхности диэлектрического корпуса и снабженные электропроводным экраном, причем, экран обра-, зует с поверхностью измерительных электродов сужающийся книзу капиллярный канал, и регистрирующую схему для двуэлектродной кондуметрнческой ячейки 2.

10

Погрешностью известного устройства для измерения электропроводности жидкой фазы газожидкостных сред шляется то, что оно может быть использовано для измерения электропроводности

15 жидкой фазы в газожидкостных средах, движущихся с очень малой скоростью в горизонтальном направлении, так как известно, что всплывание пузырьков газа в жидкости в капиллярах происхо30дит медленно и время запаздывания результатов замера электропроводности жидкой фазы в движущемся газожидкосгном потоке будет очень велико. Известное устройство непргаусенимо в условиях больших скоростей движения газожидкостнь1х сред и тем более в условиях струйных газожидкостных потоков, движущихся с большими скоростями; например, на струйных или струйнових{эевых контактных тарелках, когда сплошной фазой является газ, а дисперсной - жидкая фаза в виде капель и брызг. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет непрерывной сепарации фаз и непрерывного измерения электропроводности жидкой фазы в движущихся с большой скоростью газожидкостных потоках. Достигается это тем, что в известном устройстве диэлектрический корпус выполнен в виде пересекающихся под острым углом двух вертикальных пластин, расходящихся навстречу газожидкостному потоку, а электропроводный экран выполнен в виде двух вертикальных пластин, установленных параллельно пластинам диэлектрического корпуса с внутренней стороны, пластины диэлект ческого корпуса и пластины электропроводного экрана плотно установлены на электропроводную горизонтальную плиту, причем пластины электропроводного экр на выступают навстречу газожидкостному потоку на 1/3 своей ширины, а элек троды, плотно установленные на диэлект ческий корпус в нижней наружной его части имеют высоту, равную 1/3 высоты пластин диэлектрического корпуса и в местах соединения электродов с диэлектрическим корпусом верхние кром ки их совпадают, наружные боковые тор цы капиллярных каналов закрыты герметично, а с внутренней стороны торцов капилля исых каналов между пластинами диэлектрического корпуса и электропроводного экрана установлены перегородки, верхние кромки которых совпадают с верхними кромками электропроводного экрана и диэлектрического корпуса, а нижние крсж1ки совпадают с нижними кромками электродов, и между пластина ми электропроводного экрана плотно установлена наклонная перегородка, вер няя кромка которой совпадает с наружными боковыми кромками электропровод ного экрана на уровне 2/3 их высоты от плиты, а нижняя кромка прилегает к плите и совпадает с внутренними боко выми кромками пластин электропроводно го экрана. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху в увеличенном масштабе, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез на фиг. 1, на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. Устройство состоит из диэлектрического корпуса, выполненного в виде двух пересекающихся под острым углом пластин 1 из диэлектрического материала, расходящихся навстречу газожидкостному потоку, электропроводного экрана, выполненного в виде двух вертикальных пластин 2, установленных параллельно пластинам 1 диэлектрического корпуса с внутренней стороны. Пластины 1 диэлектрического корпуса и пластины 2 электропроводного экрана плотно установлены на электропроводную горизонтальную плиту 3, которая одновременно является электрическим шунтом пластин 2. Ширина пластин 2 электропроводного экрана и пластин 1 диэлектрического корпуса одинаковы и пластины 2 выступают навстречу газожидкостному потоку на 1/3 своей ширины. На нижнюю наружную часть пластин 1 со стороны пластин 2 плотно установлены электроды 4 на некотором рассто5тии от плиты 3 для прохода жидкости, причем электроды 4 в месте стыковки с пластинами 1 имеют одинаковую с ними высоту, равную. 1/3 высоты пластин 2 диэлектрического корпуса и верхние кромки юс совпадают для перелива жидкости, а в остальных местах высота пластин 1 и 2 одинакова. Электроды 4 установлены на пластины 1 (см, фиг. 1 и 4) так, что между электродами 4 и пластинами 2 образуются капиллярные каналы 5, сужающиеся книзу. Наружные боковые торды капиллярных каналов 5 герметично закрыты крышками 6 (см. фиг. 1 и 2) из диэлектрического материала, а с внутренней стороны торцов капиллярных каналов 5 между пластинами 1 диэлектрического корпуса и пластинами 2 электропроводHoix экрана установлены перегородки 7 из диэлектрического материала, верхние кромки которых совпадают с верхними кромками пластин 1 и 2, а нижние кромки перегородок 7 совпадают с нижними кромками электродов 4 для прохода жидкости через капиллярные каналы 5 скиду вверх. Между пластинами 2 электропроводного экрана (см. фиг. 1 и З) плотно установлена наклонная перегородка 8, верхняя кромка которой совпадает с наружными боковыми кромками пластин

2 электропроводно1Х экрана на уровне 2/3 их высоты от плиты 3, а нижняя кромка перегородки 8 плотно прилегает к плите 3 и совпадает с внутренними боковыми кромками пластин 2 электропроводного экрана. Через тепо пластин 1 к электродам 4 подсоединены (см. фиг. 1 и 4) токосъемные проводники 9, подключенные к измерительной схеме (не показано).

Работает предлагаемое устройство следующим образом. При погружении устройства в газожндкостный поток так, что передняя открытая часть его напра&лена навстречу потоку, газ и жидкость в виде капель и брызг или пена поступает через верхнюю кромку наклонной перегородки 8 в пространство между пластинами 2 электропроводного экрана и далее в пространство между пластинами 1 диэлектрического корпуса, образук щими острый угол, где происходит разделение фаз. Осветленная жидкость собирается на плите 3 и под действием гидростатического напора, составляющего до 2/3 высоты пластин 2, протекает между пластинами 1 и 2 и под перегородками 7 в вертикальные капиллярные каналы 5 (см. фиг. 2 и 4), сужащиеся сверху вниз, по которым поднимается вверх и переливается через верхние кроки электродов 4 обратно в газожидкостный поток. Устройство будет работоспособно во всех случаях независимо от содержания жидкости в газожидкостном потоке, так как высота жидкости, отбираемой вместе с газом, может быть равной 2/3 высоты пластин 2, а высота верхних кромок электродов 4, через которые жидкость переливается .из капиллярных каналов, равна 1/3 высоты пластин 2. В случае большого количества жидкости в газожидкостном потоке, когда жидкость не успевает проходить через капиллярные каналы 5, избыток ее переливается через верхние кромки пластин 1 и 2 в двухфазный поток. В стгучае проникновения отдельных пузырьков газа в капиллярные каналы 5 они под действием Архимедовых сил быстро поднимаются вверх и в капиллярных каналах 5 будет протекать преимущественно светлая жидкость, через которую будут проходить силовые линии электриЧ9СК01Х) ПОЛЯ между измерительными электродами 4 и пласт1шами 2 электропроводного экрана.

Применение предлагаемого устройст ва для замера электропроводности жидкости в газожидкостном потоке позволяет значительно упростить и автоматизировать процесс замера электропроводности жидкости в двухфазном газожидкостном потоке как в виде пены, так и в виде капель и брызг жидкости (при струйном режиме работы).

Формула изобретения

10

1. Устройство для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкос-г- . ном потоке, содержащее два измеритель-.

ных электрода на поверхности диэлектрйческого корпуса, снабженные электрюпроводным экраном, вертикальные капиллярные канагы, сужающиеся в нижней части, образованные поверхностями измерительных электродов и электропроводного экрана,

и регистрирующую схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, диэлектрический корпус, выполнен в виде пересекающихся двух вертикальных пластин, расхояящихся навстречу газожидкостному потоку, и электропроводный экран, выполненный в виде двух вертикальных пластин, укрепленных параллельно пластинам диэлектрического корпуса с внутренней

стороны, установлены на электропроводной горизонтальной плите, причем пластины электропроводного экрана выступают навстречу газожидкостному потоку на 1/3 своей ширины, а электроды, установленные на диэлектрическом корпусе в нижней наружной его часту;, имеют высоту, равную 1/3 высоты пластин диэлектрического корпуса и в местах соединения электродов с диэлектричесКИМ корпусом верхние кромки irx совпадают, причем между пластинами электропроводного экрана плотно установлена наклонная перегородка, верхняя кромка которой совпадает с наружными боковыми

крсжгками пластин электропроводного экрана на уровне 2/3 их высоты от плиты, а нижняя кромка прилегает к плите и совпадает с внутренними боковыми крсмками пластин электропроводного

экрана.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что наружные боковые ториы капиллярных каналов закрыты герметично, а с внутренней стороны

торцов капиллярных каналов между пластинами диэлектрического корпуса и электропроводного экрана установлены перегородки, верхние кромки которых совпадают с верхними кромками электропроводного экрана и диэлектрического корпуса, а нижние кромки совпадают с нижними кромками электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 174421, кл. (3 01N 27/О2, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР № 572627, кл. Q 01N 27/О2, 1977 (прототип).

к- А

Фиг.2

0-В

Фиг.