Устройство для измерения давления в вакуум-сублимационной камере

Союз Советских Социалистических Республикпо делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 10.11.80(72) Автор изобретения Х.-М. Х. Байсиев Всесоюзный научно-исследовательский институт консервной промышленности и специальной пищевой технологии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ КАМЕРЕИзобретение относится к технике измерения общего давления парогазовой среды в вакуум-сублимационных установках и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.Известны, различные датчики для измерения давления в вакуум-сублимационной камере 111.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является датчик для измерения давления в сублимационной камере, содержащий цилиндрический стакан, выполненный из непроницаемого для,радиационных тепловых потоков материала, например из нержавеющей стали. На внутреннюю поверхность стакана нанесены пористый синтетический материал. Стакан закрыт сверху крышкой, снабженной цробкой с термопарой и трубкой, Для уменышения тепловой инерционности термопары спай прикреплен к металлическому лепестку размерами 1 ОХ 10 Х 0,1 мм. Перед применением с датчика снимается крышка и пористая внутренняя поверхность смачивается водой до полного зайолнения пор. Затем влага в порах замораживается, например помещением стакана в холодильный шкаф, После этого крышка с пробкой, термопарой и трубкой плотно устанавливается на стакане и датчик помещается в определенную точку сублимационной ка.меры, где величина тепловых притоков к датчику в течение всего периода сушки за ведомо определена экспериментальным путем. Размеры трубки с учетом тепловых притоков обеспечивают истечение генерируемого в полости датчика насыщенного водяного лара в среду сублимационной ка О меры со скоростью 2 - 10 м/сек. Общее давление в сублимационной камере принимается равным давлению насыщенных водяных паров в полости датчика. Величина .перепада давления, обеспечивающего исте чение пара со скоростью 1 О м/сек в условиях рабочего вакуума ничтожна и составляет 0,12% от измеряемого общего давления, перепадом давления можно пренеб,речь 21.20 Срок службы намороженного льда составляет около 30 - ФО ч. Однако этого недостаточно для обеспечения работоспособности датчика при контроле давления в 25 установках непрерывного действия, которые могут работать непрерывно в течение длительного времени (нескольких суток).Кроме того, на точность измерения общего давления .влияют внешние тепловые ЗО притоки, поступающие ко льду через корпус15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 датчика, которые в процессе сушки могутколебаться в широких пределах.Целью изобретения является повышениеточности,измерения общего давления в сублимационной камере и увеличение длительности непрерывного, измерения,Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения давления в вакуумсублимационной камере, содержащее полый корпус с намороженным внутри льдоми подсоединительным патрубком и измеритель температуры, размещенный в полостикорпуса, введен термостат в виде сосуда сводой, а корпус выполнен из пористого материала .с уменьшающимися к перифериикорпуса порами и помещен в упомянутыйтермостат.Максимальный поперечный, размер,порпористого материала, выбран по длине впределах 0,01 - 11 мм.На чертеже изображено устройство дляизмерения общего давления в сублимационной камере.Устройство содержит полый корпус 1 (вданном случае шаровидный), выполненный,,например, из пористого стекла с переменным сечением,пор по толщине стенки, помещенный в термостатирующую емкость 2 сводой 3. Размеры пор корпуса 1 возрастают при переходе от внешней ее поверхностик внутренней соответственно с 0,01 до 1 мм,Полый корпус снабжен в верхней части металлиэированными соединительными пат,рубками 4 и 5. Через патрубок 4 с помощьюпробки 6 в полость, полого корпуса 1 введена термопара 7, прикрепленная к металлическому лепестку 8. С помощью патрубка 5полость полого корпуса соединена с вакуумной камерой, давление в которой измеряется (камера на чертеже не,показана).Размеры канала патрубка 5 обеспечиваютистечение генерцруемого пара из полостиполого корпуса 1 в среду вакуумной камеры со скоростью, исключающей возможность проникновения газовой среды вакуумной камеры .в полость полого корпуса 1.Последнее в условиях, рабочего вакуумасоставляет 2 л/сек.Устройство работает следующим образом.Перед применением, полый корпус 1 смачивается водой до полного заполнения пори замораживается, например, в холодильном шкафу. После этого корпус с термопарой 7, введенной в полость через пробку б,перемещается в термостатирующую емкость 2 с водой. Полость корпуса 1 с помощью патрубка 5 соединяется со средойсублимационной камеры, давление в которой измеряется, В результате тепловыхпритоков к полому корпусу от окружающейводы 3 и действия вакуума происходит интенсивное испарение льда на внутреннейповерхности корпуса 1. По мере испаренияльда граница фазового перехода начинает перемещаться от внутренней поверхности полого корпуса к внешней ее поверхности,где влага в мелких капиллярах в результате воздействия капиллярно-щелевого гидро- статического эффекта и теплопритоков находипся;в жидкообразвом состоянии./При достижении границей фазового перехода данной зоны вода под влиянием перепада давления между атмосферой и давлением в вакуумной камере начинает перемещаться по капиллярам -к внутренней боковой поверхности корпуса 1. Однако при достижении зоны с крупными капиллярами, где капиллярно-щелевой гидростатический эффект наименее выражен, вода под действием вакуума переходит в кристаллическое состояние. Таким образом происходит непрерывное обновление льда в полости .полого корпуса. Размеры канала патрубка 5 обеспечивают, истечение генерируемого в полости полого корпуса 1 насыщенного водяного пара в сроду сублимационной камеры со скоростью 2 - 10 м/сек. Общее давление в сублимационной камере принимается ,равным давлению насыщенных паров в полости корпуса 1. Величина перепада давления, обеспечивающего истечение пара со скоростью 10 лю/сек в условиях рабочего вакуума, составляет 0,12% от измеряемого общего давления и перепадом давления можно пренебречь.Применение устройства в промышленных условиях позволит осуцествить непрерывный конпроль об 1 цего давления в сублимационных установках в течение длительного времени с точностью +5%. Формула изобретения 1. Устройство для измерения давления в вакуумчсублимационной камере, содержащее полый корпус с намороженным внутри льдом и подсоединительным патрубком, и измеритель температуры, размещенный в полости корпуса, о тл ич а ю шее с я тем, что, с целью увеличения длительности непрерывного измерения и повышения точности, в него введен термостат в виде сосуда с водой, а корпус выполнен из пористого материала с уменьшающимися к перифе,рии корпуса порами и помещен в упомянутый термостат,2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем максимальный поперечный размер пор пористого материала выбран по длине в пределах 0,01 - 1 мл. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР228307, кл. Ь 01 1. 11/00, 19 б 7.2. Автор ское свидетельство СССР по заявке2444652/18-10, кл. 6 01 1. 11/00, 197 б (протопит).Составитель Г. Максягиндактор О. филиппова Техред О. Павлова Корректор С. ФайнЗаказ 1228/1256 Изд.472 Тираж 1033 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 ЯТип. Харьк. фил. пред. Патент