Устройство для градуировки уровнемеров

Устройство для градуировки уровнемеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Q Il Я C Д H H Е 1 н),444947

Сотоз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЗТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено I 5 ° 04. 7I (21) I 647I45/3BB (51) М Кл. (0 25/ОО с присоединением заявки

Государственный номнтет

Саввтв Министров СССР оо делам изобретений и открытий (32) .Приоритет

Опубликовано30 О .бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания Й.12 74 (53) УДК

53.089.6(088.8} (72) Авторы В.И. Кабанов, В.В. Плотников, А.В. Б ищы}з и.А.M. Домаизобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ УРОВНИПРОВ

Изобретение относится к крио-! генной технике и может быть исполь зовано для градуировки различных видов уровнемеров криогенных жидкостей с имитацией условий работы датчиков уровня, близких к рабочим (переменные: давление, температура, концентрация примесей и те де

Известны мерные емкости, содержащие цилиндрический бак, к которому на различных уровнях сбоку подсоединены переливные горловины, заканчивающиеся прозрачными цилиндрами со шкалами для визуального 15 отсчета количества перелитой жидкости, успокоительный козырек, умень шающий амплитуду колебания зеркала поверхности раздела путем разбрызгивания струи падающеи жидкости, 2о конусообразные диски, жестко закрепленные на уровне йереливных горловин, смотровое окно и сигнализаторы уровня.

Однако эти мерные емкости име-! ют сложную конструкцию и их невоз2

I= можно использовать для градуировки уровнемеров криогенных жидкостей, так как вследствие малой величинй теплоты парообразования у криогенных жидкостей стабилчзировать уровень путем разбрызгивания падающего потока не удается, а при переливании ее в мерные горловины криогенная жидкость мгновенно вскипает m точность отсчета количества кипящей жидкости очень низка. Кроме того, из-за очень низких температур прозрачные мерные цилиндры с внешней стороны быстро покрываются сконденсированным паром, образуя непрозрачный слай снега и льда, что вооб ще исключает возможность визуального отсчета количества криогенной жидкости.

Целью изобретеиия является упро щение конструкции и повышение точности градуирования.

Это достигается тем, что внутри рабочего сосуда криостата (состоящего из трех концентрически располо-! женных один в другом сосудов: тепло3 444947 изоляционного, предварительного за- отложены величины контрольных уровхолаживания и рабочего ) размещена ней жидкости lr„, т. е. h, — $„, вертикальная труба-штанга. верхняя по оси абсцисс-время заливки рабочего часть которой соединена с системой сосуда криогеннои жидкостью. Неличиподачи жидкости, нижняя - c успокои-, ны st - это время поднятия (нарастелем, Быполненйым в виде перфори- тания), уровня жидкости в рабочем рованйого колпака, а к наружной î- сосуде в промежутке между двумя верхности трубы по всей ее высоте реперными токами, например между, один над другим крепятся несколько и или,, и ф„, а величистабилизаторов уровня жидкости нако 10 ны 1 " gg д определяют вре пительного типа, внутри которых мя стабилизатора уровня криогенной размещены сигнализаторы наличия жид- жидкости в раб чем сосуде криостакости . та, т.е. это промежуток времени, На фиг. I схематически изобра- в теченйе которого можно производено предлагаемое устройство для гра- " дить контрольные замеры градуирудуировки уровнемеров; на фиг. 2 — гра емого уровнемера. Датчик уровнефик характеристики режима заливки кри мера размещен в крйостате. остата. При установке уровнемера I5

Устройство содержит наружный со- четко фиксируют положение его расуд I, вспомогательный сосуд 2 о бочей высоты Н относительно верх(между стенками сосудов I и 2 засы- них краев стабилизаторов уровйя пается теплоизоляционный материал), и определяют при этом величины рабочий сосуд 3 (между стенками со- текущего уровня, которые соответсудов 2 и 3 заливается криогенная „ ствуют положению контрольных уровжидкость для предварительного захо- " ней лаживания рабочего сосуда 3), стаби- После этого по трубопроводу лизаторы 4 уровня жидкости акопи- I3 подают криогенную жидкость в тельного типа, выполненные в виде сосуд 2 и заполняют его до уровня, цилиндрических чашек, датчик 5 нали-,, превышающего уровень размещения чия криогенной жидкости в стабилиза- " датчика Х7, при этом пары отводятся торе 4, трубу 6 для подачи криоген- по трубопроводу I4. Криогенная жиднои жйдкости, успокоитель 7, выпал- кость сосуда 2 предварительно охненный в виде перфорированного кол- лаждает до рабочей температуры тру- пака, теплообменник 8, трубопровод „ бопровод 9, теплообменник 8 и весь

9 для подачи криогеннои жидкости " рабочий сосуд 3 с находящимся в нем. через теплообменник О и успокоитель уровйемером 15 и устройством, о6ес7 в рабочий сосуд 3, трубопровод IO печивающим получение эталоннйх веддя подачи газа в рабочий сосуд 3 личин уровня (стабилизаторы и через патрубок II, пробку 12, трубо- „ арматура успокоения поверхности провод ХЗ для подачи криогенйой жид- " жидкости). кости во вспомогательный сосуд 2, Затем осуществляют сам процесс трубопровод I4 для отвода паров из градуировки уровнемера I5, для чего вспомогательного сосуда 2, уровнемер по трубопроводу 9 подают криогенI5, крышка криостата IG, датчик Х7 4,. ную жидкость с йриблизительно позайолнения вспомогательйого сосуда стоянной скоростью, которая по тепло

2, токовыводы IB от датчиков 5,17 обменнику 8 поднимается вверх вокруг и уровнемера Х5. рабочего сосуда 3, постепенно приНа фиг. I йоказана ось контроль- нииая нужную температуру за счет них уровней „с указа.нием на ней,„омывания теплообменника 8 той ze реперных точек h,- h„, положения криогенной жидкостью, заполняющей которых по высоте соответствуют гори- пространство между стенками сосудов зонтальным плоскостям, образованным 2 и 3. Из теплообменника 8 криогенпериметрами верхних кромок стабили- ная жйдкость попадает в вертикально заторов уровнеи жидкости. Рабочая,, расположенную трубу 6 и через усповысота Н градуируемого уровнемера Х5 коитель 7 поступает на дно рабочего и текущее значение уровня жидкости Ь, сосуда 3. Накопление криогенной которое и сравнивается (для испыты- жидкости в рабочем сосуде при поваемого уровнемера) в момент дости- стоянной скорости подачи (расходе) жения им величин контрольных уров- ее приводит к поднятию уровня жидней кости и к постепенному погружению

На @иг. 2 изображен график õà- в нее уровнемера I5 и трубы 6 с зарактеристики режима заливки градуи- крепленными на ней стабилизаторами ровочиого устройства. По оси ординат уровня жидкости. Наличие в трубе 6

5 444 криогенной жидкости приводит к дополнительному выравниванию температуры между конструкциями стабилизаторов 4 и самой жидкостью, заполняющей рабочий сосуд.

При непрерывной подаче криогенной жидкости в рабочий сосуд ее уровень изменяется ступенчато (см. @иг.

2). За время Ь Е уровень криогенной жидкости поднимается до первой реперной точки 4,, т.е. до горизонтальной плоскостй, образованной верхними кромками первого снизу стабилизатора. Затем жидкость в рабочем сосуде 3 удерживается на одном уровне А, в течение времени Ь1,, т,е. до тех пор, пока стабилизатор не заполняется йолностью жидкостью.

Датчик 5 наличия жидкости, размещенный на дне стабилизатора 4, сигнализирует о начале заполненйя последнего и, следовательно, о начале проведения контрольных замеров текущего уровня h по показапниял градуируемого уровнемера I5. Время контрольных замеров (их может быть несколько) А t,„„ должно быть меньше времени, стабилизации у овня, алее уровень 1 жидкости поднимается выше и при достижении им следующей реперной точки Я величина уровня 4 - 4 стабилизируется на время,, за которое и производятся контрольные замеры. Так повторяется до тех пор, пока уровень жидкости не превысит крайнюю верхнюю реперную точку а*, после чего эксперимент по градуировке уровнемера прокращается. По трубопроводу IO в рабочий сосуд криостата нагнетаются пары жидкости или инертный газ,за счет чего криогенная жидкость выдавливается из рабочего сосуда 3 через теплообменник

8 и трубопровод 9 в хранилище. После этого по трубопроводу IO в рабочий сосуд подают "тепловой газ", что приводит к быстрому испаренйю остатков криогенной жидкости из стабилизаторов 4. Пары отводятся через тот же трубопровод IO. После предварительного охлаждения рабочий сосуд вновь готов к работе.

При имитации рабочих условий работы уровнемера 15 в процессе градуировки в рабочем сосуде 3 создают разряжение или избыточное давление, понигают или повышают температуру криогенной жидкости (за счет откачки или нагнетания паров по трубопроводу

М7 б Я. Это ведет к изменению электрофизических характеристик криогенной жидкости и, следовательно, к изменению показайий испытываемых уровнеме, ров, а положение реперных точек 4„ не меняется, т.е. не зависит от действия дестабилйзирующих факторов. В этом большое преимущество применения предложенного устройства, реализующе о ro эталоны контрольных величин уровня, за счет применения прямого метода сравнения, над всеми другими возможными вйдами косвенных изменений уровня, претендующих на роль

ы эталона при работе в условиях закрытых металлических сосудов.

Устройства разработано для градуировки уровнемеров криогенных жидкостеи, имеющих рабочую о высот Н - 3 л,или отдельных секции по 2,5-3 м для уровнемеров с общей высотой до I2-15 м. Точность таких уровнемеров лежит в пределах от : 5 до A I/. В пере 5 расчете на линейные размеры для уровнемера с Н = 3 м точность измерения равна от 150 до -30 мм.

Расчеты на ЭЩ показали, что предложенное устройство может о обеспечить точность стабилизации уровня криогенной жидкости в-пределах Д = Х мм, T.е. на много выше (в I5-I50 раз) гапайтируемой точности Я градуируемнх уров немеров.

Предмет и з о б р е т е н и я

I. Устройство для градуировки о уровнемеров, выполненное в виде криостата, снабженного стабилизаторами, накопительного типа, сигнализаторами наличия жидкости в них, системой подачи жидкости и успоко< ителем уровня жидкости, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкций и повышения точности градуирования, в криостате установлена вертикальная труба, верхняя

"о часть которой соединейа с системой подачи жидкости, а нижняя — с успокоит ел ем.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что, с целью обеспе" чения возможйости градуирования в нескольких реперных точках, стабилизаторы расположены один над другим и крепятся к вертикальной трубе.

3. Устройство по и. Х, отлйчаоцееон иаи нио уопокоийель выполнен в виде перйорированного колпака.

444 947

hn-f

Фиг. 2

Закал о т 3 Изд. М5З тираж 6Ж

Подписное ик

hï

Cîñòàssèòåëü Q СВДП/Х6

Редактор О !СР ОН8 1ехред Н ° СОНИНЫ Корректор 7 МЬ ртрбд, lllllllillll осударствеииого комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, l l3035, Раушская иаб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г.59, Бережковская иаб., 24