Патент ссср 375610

 

ОПИСАНИЕ 3756IO

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьоюз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 14.Ч11.1971 (№ 1679397/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23Л11.1973. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 28Х.1973

M. Кл. G Olw 1/18

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 551.508.7(088.8) Авторы изобретения Е. А. Гершкович, Н. Д. Колышев, Л. Д. Качкачишвили, А. И. Каршин и А. П. Меркулов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ И ГРАДУИРОВКИ ГИГРОМЕТРОВ

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известные устройства аналогичного назначения, содержащие осушитель и смеситель, не обеспечивают достаточной точности, а диапазон значений влажности ограничен.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона в область микроконцентрации влаги.

Это достигается тем, что устройство снабжено холодильной камерой, в которой размещен смеситель, а также блок предварительного охлаждения и включенный на вход смесителя тепло-массообменник с развитой поверхностью, разделенный на два отсека, один из которых соединен с осушителем, а другой — с блоком предварительного охлаждения.

На чертеже показана схема описываемого устройства.

Устройство содержит источник 1 сжатого газа, связанный через фильтр 2 и расходомер

8 с предварительным осушителем 4 и предварительным охладителем 5, каждый из которых параллельно связан с тепло-массообменником б и смесителем 7, расположенными в холодильной камере 8.

Предварительный охладитель 5 представляет собой трубку, снабженную локальными нагревателями (не показаны), мощность которых регулируется индивидуально. Снаружи трубка окружена кожухом, в который подаются пары жидкого азота из сосуда 9. Для контроля температурного перепада между потоком газа во внутренней трубке и ее поверхностью используют термопары, расположенные по длине тракта в стенке трубы и в потоке газа.

Тепло-массообменник б представляет собой два герметичных отсека, имеющих общую развитую поверхность, снабженную турбулизато10 рами потока. Развитая поверхность достигается благодаря металлическим проволокам с большим коэффициентом теплопроводности, пронизывающим оба отсека и выходящими концами в полость холодильной камеры 8.

15 Так как тепло-массообменник б в процессе работы помещается в среду паров жидкого азота с постоянной температурой, то выходящие наружу концы проволок за счет высокого коэффициента теплопроводности обеспечивают

20 интенсивный теплоотвод от наружной поверхности концов проволок, находящихся внутри отсеков. Это позволяет получить достаточно однородное температурное поле на всей поверхности тепло-массообменника б. Контроль

25 температуры по всему тракту осуществляется термопарами.

Холодильная камера 8 представляет собой, например, азотно-холодильную камеру, действие которой основано на принципе поглощения

30 тепла жидким азотом, испаряющимся в рабочий объем. Температура в рабочем объеме регулируется командным терморегулятором (не показан), воздействующим на дозирующий вентиль с электроприводом.

Предлагаемое устройство основано на смешении двух потоков, получаемых вымораживанием влаги в одном потоке и насыщением влагой другого потока до определенной, вперед заданной температуры точки росы, путем пропускания потоков над одной и той же развитой поверхностью, имеющей строго зафиксированную температуру.

Устройство работает следующим образом.

Воздух, забираемый из атмосферы (или любой газ) с температурой точками росы, заведомо более высокой, чем заданная, сжимается воздушным компрессором до небольшого избыточного давления, величина которого зависит от характеристики поверяемого прибора, и подается через фильтр 2 и расходомер 3 в предварительный охладитель 5, в котором происходит постепенное снижение температуры газа по длине тракта. Это обеспечивает величину температурного напора между протекающим газом и контактирующей с ним поверхностью не более 7 — 10 С за счет охлаждения трубки парами жидкого азота из сосуда 9 с одновременным регулированием мощности нагревателя.

После предварительного охладителя 5 газ поступает в верхнюю часть первого отсека тепло-массообменника б, температура Т поверхности которого поддерживается с необходимой точностью с помощью холодильной камеры 8. Здесь происходит окончательное вымораживание влаги, температура газа становится равной Т, соответственно температуре точки росы газа 1 приближается к Т, но всегда сохраняется условие Гр >Т.

Направление газа сверху вниз в отсеке выбрано с учетом возможного градиента температур по высоте. При любой величине этого градиента более низкую температуру имеет нижняя зона тепло-массообменника б и ее температура является определяющей для точки росы выходящего газа. Выходящий из первого отсека газ поступает в смеситель 7.

Одновременно газ от компрессора через фильтр 2 и расходомер 8 поступает в предварительный осушитель 4 с сухим поглотителем (целиот, алюмогель), в котором происходит его осушка до температуры заведомо

4 ниже, чем заданная температура Т. Контроль осуществляется вспомогательным гигрометром.

Осушенный газ поступает в нижнюю часть второго отсека тепло-массообменника б, по5 верхность которого предварительно насыщена влагой (покрыта слоем льда и инея) и поддерживается при заданной температуре T. Проходя через отсек и контактируя с его поверхностью, газ приобретает температуру точки

10 росы f ð, достаточно близкую к заданной температуре Т, но при этом сохраняется условие

t (T, Далее газ поступает в смеситель 7, где происходит его смешение с первым потоком

15 с вымороженной влагой. Полученный газ сзаданной температурой точки росы направляется к поверяемому прибору (не показан), показания которого сравниваются с температурой Т, таким образом, определяется погрешность из20 мерения прибора.

Достаточная полнота процесса вымораживания влаги из газа и насыщения его обеспечиваются значительной развитой поверхностью тепло-массообменника б, что создает очень

25 малую скорость обтекания ее газом, при которой процессы тепло-массообменника протекают практически только в зоне турбулентного пограничного слоя. Полнота вымораживания, кроме того, обеспечивается поддержанием разSO ности температур между газом и контактирующей с ним поверхностью в пределах 7—

10 С, что исключает возможность образования тумана (дисперсной среды, состоящей из капель жидкости, взвешенных в газе) и гаран35 тирует получение высокой степени очистки газа от влаги.

Предмет изобретения

Устройство для поверки и градуировки гигрометров, содержащее осушитель и смеситель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона в область

45 микроконцентрации влаги, оно снабжено холодильной камерой, в которой размещен смеситель, а также блок предварительного охлаждения и включенный на вход смесителя тепломассообменник с развитой поверхностью, раз5р деленный на два отсека, один из которых соединен с осушителем, а другой — с блоком предварительного охлаждения.

375610

Составитель Е. Блохина

Редактор Т. Рыбалова Техред Т. Курилко

Корректор О. Тюрина

Заказ 1508/13 Изд. № 1345 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2