Устройство для измерения давления насыщенных паров жидкости

 

Использование: в измерительной технике, а именно в приборах, измеряющих давление насыщенных паров жидкостей и определяющих качество продуктов переработки нефти, например бензинов, керосинов и др. Сущность изобретения: устройство содержит полый металлический корпус 1, внутри которого установлен сильфон 2 с подвижным основанием 3, разделяющий полость корпуса 1 на две камеры, первая из которых с расположенным в ней сильфоном 2 частично заполнена образцовой жидкостью 4, близкой по составу к анализируемой жидкости, вторая камера через отверстия 5 сообщена с атмосферой, а также устройство содержит преобразователь перемещения сильфона 2 в электрический сигнал. Преобразователь перемещения сильфона 2 в электрический сигнал выполнен в виде упругого шнура, содержащего жилу 6 из токопроводящей резины и оболочку 7 из изоляционного упругого материала, причем шнур расположен во второй камере, один конец шнура жестко прикреплен к подвижному основанию 3 сильфона 2 с обеспечением электрического контакта жилы 6 с основанием 3, другой конец шнура жестко прикреплен к стенке корпуса 1 с изоляцией свободного конца жилы 6 от стенки 8 с помощью изоляционной оболочки 7 и шайбы 9, при этом свободный конец 10 жилы 6 и корпус 1 электрически соединен с входами омметра 11, первый конец шнура прикреплен к подвижному основанию 3 сильфона 2 с помощью шайбы 12. Устройство устанавливается на контрольной тарелке ректификационной колонны 13. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к способам и устройствам определения качества продуктов переработки нефти, и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах для контроля качества бензинов, керосинов и других продуктов.

Известно устройство для измерения давления насыщенных паров жидкостей, содержащее блок подготовки, змеевик, расположенный в термостате и заполненный антифризом, заполненный горячей водой второй змеевик, в котором с помощью регулятора поддерживается постоянная температура, струйный насос с соплом и камерой, соединенной с вакууметром, выход которого связан с вторичным прибором.

Недостатком известного устройства является его высокая сложность и большая трудоемкость определения с его помощью давления насыщенных паров.

Известно устройство для измерения давления насыщенных паров жидкостей, содержащее заключенный в кожух сильфон, в котором пространство между кожухом и сильфоном заполнено образцовой жидкостью, близкой по составу к анализируемой жидкости, в котором усилие сильфона через шток и рычаг и дополнительный уплотнительный сильфон передается к преобразователю силы в унифицированный электрический сигнал.

Недостатками известного устройства являются низкая точность из-за невысокой чувствительности к давлению и низкая надежность работы по внезапным отказам из-за наличия подвижных механизмов.

Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения чувствительности при одновременном повышении надежности работы по внезапным отказам за счет упрощения.

На чертеже показано устройство для измерения давления насыщенных паров жидкости, где для лучшего показа конструкции дан продольный осевой разрез нити в оболочке в увеличенном поперечном размере.

Устройство для измерения давления насыщенных паров жидкости содержит полый металлический корпус 1, внутри которого установлен сильфон 2 с подвижным основанием 3, разделяющий полость корпуса 1 на две камеры, первая из которых с расположенным в ней сильфоном 2 частично заполнена образцовой жидкостью 4, близкой по составу к анализируемой жидкости, вторая камера через отверстия 5, выполненные в корпусе 1, сообщена с атмосферой, а также содержит преобразователь перемещения сильфона 2 в электрический сигнал.

Преобразователь перемещения сильфона 2 в электрический сигнал выполнен в виде упругого шнура, содержащего жилу 6 из токопроводящей резины и оболочку 7 из изоляционного упругого материала. Шнур расположен во второй камере. Один конец шнура жестко прикреплен к подвижному основанию 3 сильфона 2 с обеспечением электрического контакта жилы 6 с основанием 3. Другой конец шнура жестко прикреплен к стенке 8 корпуса 1 с изоляцией свободного конца жилы 6 от стенки 8, например, с помощью изоляционной оболочки 7 и шайбы 9. При этом свободный конец 10 жилы 6 и корпус 1 электрически соединены с входами омметра 11. Первый конец шнура прикреплен к подвижному основанию 3 сильфона 2 с помощью шайбы 12. Устройство устанавливается на контрольной тарелке ректификационной колонны 13. Сильфон 2 имеет поперечные гофры 14. Открытый конец 15 сильфона 2 соединен с удлинением 16 корпуса 1, выполненного из тонкой меди.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При установке устройства на контрольной тарелке (по качеству продукта, на который проводится процесс) ректификационной колонны 13 сильфон 2 находится под одновременным воздействием давления паров в колонне, поступающих во внутреннее пространство сильфона 2 через отверстия 5, и давление паров образцовой жидкости 4, близкой по составу к анализируемой жидкости. Усилие сильфона 2, возникающее под действием этой разности давлений, передается на жесткое подвижное основание 3 сильфона 2. Перемещение основания 3 вызывает изменение длины шнура и длины жилы 6. Шнур и жила 6 работают в пределах упругих деформаций, при которых любые изменения длины шнура и жилы 6 не приводят к изменениям их объема. Поэтому с увеличением длины жилы 6 l в 2 раза ровно в 2 раза уменьшается поперечное сечение жилы S. Известно, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине l и удельному сопротивлению ρ и обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника S и равно R = ρ l/S. (1) Поэтому с увеличением длины в 2 раза и с уменьшением поперечного сечения жилы в 2 раза ее сопротивление увеличится уже в 4 раза. При увеличении длины жилы в n раз и уменьшении площади поперечного сечения жилы в n раз сопротивление жилы увеличится в n² раз. В этом состоит одно из основных преимуществ устройства - чувствительность устройства к перемещению подвижного основания 3 сильфона 2 увеличивается в n раз по сравнению с известными устройствами.

Смещение подвижного основания 3 сильфона 2 прямо пропорционально разности давлений по разные стороны от основания 3. Поэтому сопротивление жилы 6 в любой момент времени будет пропорционально квадрату разности давлений по разные стороны от основания 3. Величина сопротивления жилы 6 в любой момент времени измеряется омметром 11, который градуируют непосредственно в единицах перепада давлений.

Диапазон измерений разности давлений зависит от жесткости гофр 14 сильфона 2 и от жесткости шнура из жилы 6 и оболочки 7 и может составлять, например, от 0-100, 0-1000 и до 0-70000 Па при классе точности от 0,3 при малых перепадах давлений до 0,5 при больших перепадах.

Техническими преимуществами устройств по сравнению с прототипом являются следующие: значительно увеличена чувствительность и за счет этого пропорционально уменьшена погрешность измерения давления насыщенных паров жидкостей; упрощено устройство за счет исключения второго сильфона, подвижного штока и преобразователя силы в электрический сигнал, что позволило повысить надежность работы устройства по внезапным отказам.

Омметр 11 в устройстве градуируется по квадратичной шкале непосредственно в единицах давления насыщенных паров контролируемой жидкости. Градуировка устройства может проводиться любым способом, например сопоставлением показаний омметра с показаниями образцового средства измерения давления насыщенных паров жидкостей. (56) Фарзанс Н. Г. и др. Технологические измерения и приборы. 1989, стр. 289, рис. 10.9б. ; стр. 289, рис. 10.9а.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ЖИДКОСТИ, содержащее полый металлический корпус, внутри которого установлен сильфон с подвижным основанием, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых с расположенным в ней сильфоном частично заполнена образцовой жидкостью, близкой по составу к анализируемой жидкости, а вторая через отверстия, выполненные в корпусе, сообщена с атмосферой, а также содержащее преобразователь перемещения сильфона в электрический сигнал, отличающееся тем, что в нем преобразователь перемещения сильфона в электрический сигнал выполнен в виде упругого шнура, содержащего жилу из токопроводящей резины и оболочку из изоляционного упругого материала, причем шнур расположен во второй камере, один конец шнура жестко прикреплен к подвижному основанию сильфона с обеспечением электрического контакта жилы с основанием, а другой конец шнура жестко прикреплен к стенке корпуса с изолированием свободного конца жилы от стенки, при этом свободный конец жилы и корпус электрически соединены с входами введенного омметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1