Жидкостный дифференциальный манометр Советский патент 1982 года по МПК G01L7/18 G01L13/04 

(54) ЖИДКОСТНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛБНБШ МАНОМЕТР

1

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее, к жидкостным дифференциальным манометрам и может быть использовано преимущественно в исследовательских целях для измерения перепада давления быстроконденсирующихся паров.

Известны жидкостные дифференциальные манометры с наклонными трубками 1.

Недостатком таких дифманометров является то, что при использовании их для измерений давления быстроконденсирующейся среды и использовании в качестве манометрической жидкости конденсата измеряемой среды, при малых углах наклона трубки скорость накопления конденсата в самой трубке, будет больше скорости удаления избыточного конденсата из этой наклонной трубки в чашку. Это может оказывать большое влияние на точность измерений перепада давления и надежность работы прибора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является жидкостный дифференциальный манометр, содержащий сосуд с вертикальной измерительной трубкой, частично заполненные манометрической жидкостью в виде конденсата измеряемой среды, и трубки для подвода измеряемой среды и удаления избыточного конденсата, которые введены в сосуд и в измерительную трубку 2.

Недостатком указанного манометра является возникновение в трубках встречных потоков избыточного конденсата и пара, образование парожидкостных пробок, что приводит к колебанию уровня жидкости и снижает точность измерений.

Цель изобретения - увеличение точнос10ти измерений при работе с быстроконденсирующимися парами.

Поставленная цель достигается тем, что в манометре измерительная трубка установлена с наклоном и термостатирована, а верх15няя часть трубки для удаления конденсата выполнена в виде продольного желоба, установленного вдоль нижней образующей измерительной трубки и подсоединенного к ней посредством щелевидного паза, выполнен20 ногр по длине измерительной трубки, причем угол наклона желоба превышает угол наклона измерительной трубки, а над щелевидным пазом установлена с возможностью плотного прилегания по его контуру и с натяжеиием эластичная лента, одним концом закрепленная на внутренней поверхности измерительной трубки ниже щелевидного паза под острым углом к ней, при этом, верхняя образующая измерительной трубки, расположенная над щелевидным пазом, может быть образована пересечением двух плоскостей, пересекающихся под углом у, величина которого удовлетворяет условию: ,° 180° -2Q°, где Q - угол смачивания конденсатом материала измерительной трубки. На фиг. I показан манометр при равенстве измеряемых давлений, общий вид; на фиг. 2 - то же, при разности измеряемых давлений, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 6 - вариант закрепления ленты за ребро жесткости. .анометр содержит трубку 1 для удаления избыточного конденсата из сосуда (чашки) в область большего давления, сосуд 2 с конденсатом, наклонную трубку 3, продольный паз 4 по всей рабочей длине в наклонной трубки, эластичную ленту 5, желобок 6 для сбора и удаления избыточного конденсата из трубки 3, трубку 7 подвода большего давления, трубку 8 подвода меньшего давления, трубку 9 для удаления избыточного конденсата в область меньшего давления, термостатирующую рубашку 10, трубку 11 подвода термостатирующей среды, трубку 12 отвода термостатирующей среды, термопару 13 для измерения температуры конденсата и пружину 4. Угол наклона измерительной трубки -- ot, а угол наклона желоба 6, например Л + г,°. Величина подъема К свободного конца эластичной ленты равна или больше трех толщин эластичной ленты. Дифференциальный манометр работает следующим образом. При годключении трубок 1, 7, 8 и 9 в систему измерения перепада давления происходит конденсация паров в чашке 2 и трубке 3 (фиг. i) и заполнение конденсато.м чашки 2 и наклонной трубки 3 до уровня верхнего среза трубки 1. Этот уровень является линией начала отсчета О-О. Ввиду того, что конденсация идет непрерывно, по трубке 1 постоянно удаляется избыточный конденсат из чашки 2 и уровень О-О в чашке и измерительной трубке 3 при отсутствии перепада давление в системе остается постоянным. Одновременно с этим на стенках трубки 3 идет также непрерывная конденсация паров, поступающих в нее по трубке 8. При этом пружина 14 постоянно натягивает эластичную ленту 5 под некоторым острым углом к плоскости паза 4 и этот паз остается постоянно открытым. Конденсат, образующийся на стенках измерительной трубки 3 по ее боковым поверхностям стекает к основанию трубки, а затем через продольный паз 4 попадает в желобок 6, угол наклона которого больше угла наклона измерительной трубки. По желобку б конденсат направляется через трубку 9 в область меньшего давления. На рисунке (фиг. 4) схематически показан характер удаления избыточного конденсата из трубки, когда лента 5 не закрывает продольный паз 4. Вид продольного паза в трубке по стрелке А (фиг. 2) показан на фиг. 5. При этом, трубка 3 выполнена, например, треугольной формы и условие, согласно которого угол пересечения плоскостей у измерительной трубки должен быть 180°-20°, соблюдено. Деформация эластичной ленты 5 в поперечном направлении при натяжении пружиной 14 предотвращается ребром жесткости (фиг. 6), выполненным на свободном конце эластичной ленты по ее ширине. Таким образом, на участке t измерительной трубки 3, который используется для измерения перепада давления, происходит удаление конденсата, образовавшегося на стенках этой трубки. Одновременно с этим происходит удаление избыточного конденсата из чашки 2 через трубку I и уровень О-О сохраняется постоянным, а сама система в приборе конденсат-пар находится в динамическом равновесии. При появлении перепада давления, например увеличении давления в чашке 2 (фиг. 2), жидкость в из.мерительной трубке 3 перемеш,ается вдоль трубки в направлении от чашки 2 и своим весом прижимает эластичную ленту 5 к продольному пазу 4 (фиг. 3) закрывая этот паз на той длине, на которую переместилась эта жидкость. В этом случае устанавливается новое динамическое равновесие жидкость-пар, которое соответствует перепаду давления п (фиг. 2). Поскольку процесс конденсации идет непрерывно, то. уровень жидкости в чашке постоянный. Постоянной, для данного перепада давления, сохраняется и величина п, так как на участке ii (фиг. 2) происходит удаление конденсата образующегося на стенках трубки через паз 4, аналогично тому, как это происходит на участке I (фиг. 1). Ввиду того, что мениск жидкости в месте контакта с эластичной лентой имеет другой вид, чем показан на фиг. 2, отсчет перепада давления удобней вести по верхней части измерительной трубки (фиг. 2 параметр п). При уменьшении давления в чашке 2, жидкость в трубке 3 переместится в направлении к чашке 2, а эластичная лента под действием пружины 14 откроет продольный паз 4 на той длине, на которую переместилась жидкость в трубке 3. Установится новое динамическое равновесие системы, когда избыточный конденсат из чашки 2 удаляется через трубку 1, а конденсат, образующийся на увеличившейся поверхности измерительной трубки 3 удаляется по стенкам под эластичную ленту 5 и через паз 4 в желобок 6, из которого жидкость через трубку 9 попадает в область меньшего давления. При измерении очень малых перепадов давления и при малых углах наклона трубки 3 крайне важно предотвратить орошение ленты 5 (на участке, где она в поднятом состоянии) конденсатом. В противном случае вес ленты 5 увеличивается и она произвольно закрывает паз 4, что вносит погрешность в измерения. Для предотвращения этого явления измерительная трубка 3 выполняется специальной формы в поперечном ее сечении. Предлагаемое изобретение дает возможность измерять такие малые перепады давления, какие невозможно с достаточной точностью измерить при применении других манометров при работе с быстроконденсирующимися парами. Кроме того, форма и конструкция измерительной трубки позволяет значительно уменьшить влияние конденсата, образуюшегося на ее стенках, на точность измерений, а наличие термостатирующей рубашки обеспечивает выравнивание температуры жидкости в манометре, что увеличивает точность измерений. В предлагаемом дифманометре трубки удаления избыточного конденсата и трубки подвода давления выполнены раздельно, что увеличивает точность измерений и надежность прибора в работе.

Формула изобретения

меряемой среды и удаления избыточного конденсата, которые введены в сосуд и в измерительную трубку, отличающийся тем. Что, с целью увеличения точности измерений при работе с быстроконденсируюшимися парами, в нем измерительная трубка установлена с наклоном и.термостатирована, а верхняя часть трубки для удаления конденсата выполнена в виде продольного желоба, установленного вдоль нижней образующей измерительной трубки и подсоединенного к ней посредством щелевидного паза, выполненного по длине измерительной трубки, причем угол наклона желоба превышает угол н&клона измерительной трубки, а над щелевидным пазом установлена с возможностью плотного прилегания по его контуру и с натяжением эластичная лента, одним концом закрепленная на внутренней поверхности измерительной трубки ниже щелевидного паза под острым углом к ней.

J-X180° -2Q°,

где Q - угол смачивания конденсатом материала измерительной трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 70556, кл. G 01 L 13/04, 23.11.1945 (прототип). 2

Л-Л

ф1Аг.1

В-В