Устройство для определения температуры кристаллизации плава Советский патент 1982 года по МПК G01N25/04 

(St)УСТРОЙСТВО ДЯЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПЛАВА

.1 .

Изобретение относится к средствам контроля параметров технологических процессов и может быть использовано в химической, нефтехимической и фармацевтической промышленности, в частности для определения температуры кристаллизации плава в производстве аммиачной селитры.«

Известно устройство для измерения температуры кристаллизации, содержащее пробоотборник в виде цилиндра, торцы которого являются отсекающими клапанами в форме усеченных конусов, выполненных с возможностью возвратнопоступательного перемещения, термрдатчик и узел теплоотвода в виде стержня, вмонтированного одним концом в отверстие в стенке кристаллизационной камеры, на другом конце которого жестко закреплено кольцо, ось которого параллельна оси стержня 1.

Сложность конструкции пробоотборпика и наличие подвижных элементов

обуславливает низкую надехшость и точность этих устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения температуры кристаллизации плава, содержащее пробоотборник, выполненный в виде коаксиальных пустотелых цилиндров, внутренний из которых ccJeдинен с источником воздуха для про10дувки, а наружный - с источником охлаждающего воздуха, узел теплоотвода, размещенный в кристаллизационной камере, выполненный в виде двух спиралевидных трубок, соосно размещенных

15 гОДна внутри другой и термочувствительный элемент 2.

Конструкция узла теплоотвода не обеспечивает быстрый и равномерный

20 отвод тепла из кристаллизационной камеры, что обуславливает низкую точность и быстродействие работы устройства.

Цель изобретения - повышение быстрбдействия и точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем пробоотборник, выполненный в виде коаксиальных пустотелых цилиндров, внутренний из которых соединен с источником воздуха для продувки, а наружный - с источником охлаждающего воздуха, узел теплоотвода, размещенный в кристаллизационной калере, и термочувствительный элемент, узел теплоотвода снабжен радиаторами -зав;ихрителями в форме перфорированных дисков, а внутренний цилиндр пробоотборника соединен с источником пневмоимпульсов для вибрации плава.

Это позволяет реализовать активный режим отвода тепла от контролируемой пробы плава и ее перемешивание, при котором достигается наиболее четкий вид кристаллизационного участка температурной кривой и значительно сокращается длительность охлаждения и разогрева пробы.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на

фиг. 1.

I

Устройство состоит из пробоотборника, выполненного в виде пустотелых коаксиальных цилиндров 1 и 2. погруженных в емкость 3 с плавом, узла 4 теплоотвода, с укрепленными на нем перфорированными дисками радиаторов.завихрителей 5 и термочувствительного элемента 6. Наружный цилиндр 1 и узел Ц теплоотвода соединены с трубками 7 и 8 подвода охлаждающего воздуха, а внутренний цилиндр 2 с трубкой 9 подвода воздуха для продувки и трубкой 10 с генератором П пневмоимпульсов для вибрации плава.

Для контроля давления воздуха на подводящих трубках 8-и 10 установлены манометры 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

9 От генератора 11 пневмоимпульсов не рез трубку 10 в пр эбоотборный цилиндр 2 непрерывно подаются пневмоимпульсы вибрации плава, под действием которых плав, заполняющий цилиндр 2о совершает возвратно-поступательные колебания с высокой частотой. В начале цикла измерения в наружный цилиндр 1 через трубку 7 подается охлаждающий воздух, под |Действием которого плав вытесняется

из внутренней полости цилиндра 1 и дальнейшее истечение воздуха происходит непосредственно в объем технологической емкости 3. Одновременно с этим охлаждающий воздух через трубку 8 подается в узел k теплоотвода. Происходит процесс охлаждения контролируемой пробы плава, который непрерывно фиксируется самопишущим

прибором.

Возвратно-поступательное движение плава сквозь овтерстия радиаторов-завихрителей 5 обеспечивает его перемешивание и равномерное охлаждение по

всему объему, препятствуя кристаллообразованию на поверхности узла 4 теплоотвода и охлаждаемых поверхностях пробоотборного цилиндра 2. Равномерное перемешивание при охлаждении пробы позволяет получить наиболее гладкий вид температурной кривой, т.е. отсутствие на ней всплесков, вызванных конвективными тепловыми потоками, а таюхе строго горизонтальный и четко выраженный характерный кристаллизационный участок на температурной кривой, что обеспечивает высокую точность определения температуры кристаллизации.

Качество перемешивания регулируется настройкой частоты и амплитуды вибрации плава путем соответствующего вы бора давления и частоты пневмоимпульсов вибрации плава от генератора 11. Наиболее четкий вид температурной кривой соответствует амплитуде вибрации плава около ,1-2 мм и частоте -6 Гц.

При снижении температуры контрооПируемой пробы ниже температуры кристаллизации управляющее устройство (на чертеже не показано) прекращает подачу охлаждающего воздуха в полость наружного цилиндра 1 и в узел i теплоотвода. Полость наружного цилиндра 1 заполняется плавом из технологической емкости и происходит разогрев и плавление пробы. При достижении температуры пробы выше температуры кристаллизации в полость внутреннего цилиндра 2 через трубку 9 подается импульс воздуха продувки, под действием которого плав вытесняется в емкостьсЗ и на смену ему во внутренний цилиндр 2 поступает

новая проба плава, после чего ведь цикл измерения повторяется сначала. Узел для автоматического подключения «устройства к источникам охлаждаюцего воздуха может быть реализован на базе командного электропневматического прибора КЭП-12У, формирователя импульсов и вторичного прибора типа KCTl-.

Режим активного теплообмена, реaлизoвaнны 1 в предлагаемом устрой(Стве, позволяет при обеспечении тем.пературной однородности пробы увеличить скорость охлаждени д, а также значительно сократить длительность разогрева пробы за счет интенсивного теплообмена между контролируемой пробой, окружащими. ее слоями жидкого плава и нагретыми поверхностями пробоотборного цилиндра. Это почти вдвое повысит быстродействие устройства.

Температурная однородность пробы в момент кристаллизации плава обеспечивает гладкий и строго горизонтальный вид характерного кристаллизационного участка температурной кривой, что обеспечивает высокую точность -и надежность измерения температуры кристаллизации, Крйме того, в устройстве отсутствуют элементы с механическим перемещением, что обеспечивает простоту его Эксплуатации

и высокую надежность работы в агрессивных кристаллизующихся средах,,,

Формула изобретения

Устройство для определения температуры кристаллизации плава, состояцее из пробоотборника, выполненного в виде коаксиальных пустотелых цилиндров, внутренний из которых соединен с источником воздуха для продувки, а наружный - с источником охландаклцего воздуха, узла теплоотвода, размещенного в кристаллизационной камере, и термочувствитель ного элемента, о т личающеес я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, узел теплоотвода снабжен радиаторамизавихрителями в форме перфорированных дисков, а внутренний цилиндр пробоотборника соединен с источником пневноимпульсов для вибрации плава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Т. Авторское свидетельса-во СССР № кл.а 01 N25/0, 1977.

i. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 И 25/0, 1979 (прототип).