Устройство для измерения уровня криогенной жидкости в сосуде Советский патент 1982 года по МПК G01F23/14 F17C13/02 

(S) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ КРИОГЕННОЙ жидкости в СОСУДЕ

I

Изобретение относится к устройствам измерения уровня криогенных жидкостей в различных сосудах и, может j, найти применение в транспортных цистернах, а также в промышленных резервуарах с криогенными жидкостями различных объемов, использующихся в. газовой, химической, энергетической промышленностях, сельском хозяйстве и других областях народного хозяйства, где применяются сжиженные газы их хранение и перевозка.

Известно устройство для измерения уровня криогенной жидкости, содержащее верхнюю и нижнюю импульсные трубки , установленные в сосуде и подсоединенные к измерителю перепада давления. Нижняя импульсная трубка через кожух и изоляционный слой под ведена открытым концом вниз к стакану,, установленному на днище сосуда, при этом подъемный участок трубки около места ее соединения со стаканом, связан с теллопроводящей шиной с кожухом tl 1

Недостатком устройства является дополнительный теплоприток к жидкости по поверхности стакана и недостаточная надежность. Наличие застойного участка в нижней части стакана способствует скоплению и дальнейшему вымораживанию влаги и остатков растворителя в нем, что может привести

10 к забивке стакана.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для измерения уровня криоISгенной жидкости в сосуде, содержащее минусовую Импульсную трубку, соединенную с газовым пространством сосуда, плюсовую импульсную трубку, погруженную в жидкость, снабженную вааокуумированным кожухом и расположенной внутри коаксиально теплопроводящей шиной, и измеритель перепада давление t213.

Недостатком известного устройства является недостаточная чувствительность и надежность измерения из-за возможности попадания жидкости в импульсную трубку при резких колебаниях, давления и чрезмерно интенсивном испарении жидкости при значительной поверхности теплообмена жидкости с теплопроводящей шиной. Цель изобретения - повышение чувс вительности и надежности измерения. Поставленная целъ достигается тем что на конце теплопроводящей шины установлен экран с развитой поверхностью из теплопроводящего материала, в основании которого выполнены зубчатые прорези, при этом экран за. крыт вакуумированным колпачком. На фиг. 1 схематически изображено размещение устройства в транспорт ной цистерне; на фиг. 2 - устройство в разрезе с выводом импульсной трубки сверху, общий вид; на фиг. 3 - ,то же, с выводом импульсной трубки снизу. Устройство для .измерения уровня криогенной жидкости состоит из верхней 1 и нижней 2 импульсных трубок, соединенных с измерителем 3 перепада давления. Импульсные трубки выведены через вакуумно-многослойную изоляцию t, размещенную на сосуде 5 и сосуде 6. Трубка 2 проходит внутри трубы 7 через днище сосуда под колпачок 8. Колпачок 8 и трубка 2 изолированы от слоя жидкости вакуумным кожухом из трубы 7 и крышки 9, сообщающимся с вакуумной полостью цистер ны. Внутри колпачка 8 расположен экран 0 из теплопроводящего материала, например, меди, соединенный шиной 11 с кожухом 6. Шина 11 может быть выполнена из медной проволоки, на которую навита стеклянная нить 12 для исключения непосредственного кон такта шиныс трубкой 2. Для уменьшения теплопритока экран 10 установлен внутри колпачка 8 с зазором, а основание экрана имеет зубчатые прорези. В верхней части экрана 10 имеются отверстия 13 для прохода газа. Крышка крепится на дне сосуда с помощью пластин 1. Устройство работает следующим образом. Криогенная жидкость под действием силы тяжести затекает под колпачок 8 (и, касаясь нижней поверхности основания экрана, испаряется. При этом, выполнение на основании экрана зубчатых прорезей обеспечивает первоначальный точечный контакт криогенной жидкости с теплопроводящим экраном, образование газа и соответственно высокую чувствительность измерения. Образовавшийся газ находится внутри коЛпачка 8 под давлением, уравновешивающим давление столба жидкости и передающимся по импульсной трубке 2 на измеритель перепада давления 3. Испарение небольшого дополнительного количества жидкости, коснувшейся экрана 10, приводит к росту давления газа под колпачком 8 и часть газа, вытесняя жидкость из-под колпачка, выходит наружу, В следующий мойент времени давление газа под колпачком 8 падает, жидкость снова затекает под колпачок и испаряется. В целом работа устройства связана с повторением указанных режимов, при этом в верхней части колпачка постоянно находится газ за счет испарения жидкости на нижней поверхности основания экрана 10, а наличие вакуумной изоляции колпачка исключает возможность конденсации газа на его внутренней поверхности. При повышении давления в сосуде 5 запас тепла, аккумулированный массой экрана 10 обеспечивает испарение дополнительного количества затекаюи ей под колпачок жидкости, предохраняя от попадания ее в импульсную трубку2. Для сферических промышленных резервуаров и транспортных цистерн с вакуумно-порошковой изоляцией предпочтительнее использование исполне-ния устройства, показанного на фиг.З в связи с увеличением длины вакуумного кожуха для вывода нижней импульсной трубки и сложностью обеспечения эффективной вакуумной изоляции коллачка 8. ТРубка 2 подведена под колпачок 8 снизу, через слой изоляции t и фасонный фланец 15 с зазором к внутренней поверхности фланца, сообщающимся с изоляционной полостью резервуара. Крышка 9 имеет в верхней части трубку 16 для предварительного вакуумирования межстенного пространства 17 колпачка. . Надежная работа предложенного устройства обеспечивается наличием постоянной газовой фазы внутри колпачч, ка и невозможностью затекания криогенной жидкости под действием силы тяжести в нижнюю импульсную трубку 2. Формула изобретения Устройство для измерения уровня криогенной жидкости в сосуде, сод1ер жащее минусовую импульсную трубку, соединенную с газовым пространством сосуда, плюсовую импульсную трубку, погруженную в жидкость, снабженную вакуумированным кожухом и расположенной внутри коаксиально теплопро86водящей шиной, и измеритель перепада давления, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности измерения, на конце теплопроводящей шины установлен экран с развитой поверхностью из теплопроводящего материала, в основании которого выполнены зубчатые прорези, при этом экран закрыт вакуумированным колпаком. Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 527597, кл. G 01 F аЗ/, 1975. 2v Патент США М- i 020690, кло 73-2991 1977 (прототип).

1Z

11

/7

16

13