Устройство для определения глубинных скоростей расплавов

111) 588003 0 п ИСАЯ ЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Своз Соввтскни Социалистнчвскнк Республик(51) М Кч г С ОЗВ 5,00 Государственный комитет Совета Министров СССР нв делам изобретенийн открытий(71) Заявитель Гусевский филиал Государственного исследовательского института стекла(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИННЫХ СКОРОСТЕЙ РАСПЛАВОВИзобретение относится к стекольной промышленности, но может быть использовано в других отраслях промышленности: металлургической, химической.Известно устройство для определения глубинных скоростей расплавов, содержащее термопары, помещенные в двух и более точках печи по ее длине, и регистрирующие приборы 11.Известно устройство для определения глубинных скоростей ра сплавов, содержащее пьезометрические трубки, расположенные в потоке контролируемой среды и подключенные к датчику перепада давления и к источнику подачи газа через электропневматические клапаны 2,Недостаток известных устройств - низкая чувствительность, что требует применения сложных измерителей перепада давления. Так, например, для измерения глубинных скоростей стекломассы, величина которых составляет несколько метров в час, требуется измерить перепад давления в 10 в- 10 вПа при величине давления в трубках более 10000 Па.Целью изобретения является повышение точности измерения. Это достигается тем, что устройство включает в себя дроссели, электроприводы трубок с пускателями, датчик перемещения с размыкающими контактами, командоаппарат с замыкающими контактами, вторичные приборы вязкости, перепада давления и скорости расплава, измеритель средней вязкости, интеграторы, нуль-орган и 5 электромуфту. Причем датчик перепада давления подключен через один из замыкающих контактов командоаппарата и вторичным приборам вязкости и перепада давления. Вторичные приборы вязкости через измеритель сред ней вязкости соединены с одним из входов измерителя скорости расплава, выход которого через соответствующий замыкающий контакт командоаппарата соединен с интегратором.Другой вход измерителя скорости расплава 15 подключен через второй интегратор и электромуфту к выходу вторичного прибора перепада давления, в цепь измерения которого включены другие замыкающие контакты командоаппарата и замыкающие контакты пус кателей. Дроссели включены параллельноэлектропневматическим клапанам, в цепь управления которых включены остальные замыкающие контакты командоаппарата, а пьезометрические трубки механически связаны с 25 электроприводом и с датчиком пермещенпя.Устройство для определения глубинных скоростей расплавов представлено на чертеже и содержит пьезометрические трубки 1 и 2, датчик перепада давления 3, дроссели 4 и 5, 30 электропневматические клапаны 6 и 7, источ 5580035 10 15 20 1 с,- Лй,(нц 2)Л2 50 Рп 55 60 65 ник подачи газа 8, электропривод 9 трубок, датчик перемещения (гсркон) 10 с размыкающими контактами 11 н 12, командоаппарат 13 с замыкающими контактами 14 - 28, замыкающие контакты 29 - 34 пускателей, вторичные приборы 35, 36 вязкости, 37 перепада давления и 38 скорости расплава стекломассы, измеритель 39 средней вязкости, интеграторы 40, 41, нуль-орган 42 и электромуфту 43.Скорость движения какого-либо г-го слоя стекломассы толщиной ЬЙ на уровне Й можно определить пз уравнения равновесия сил, сдвигающей (1 С) данный слой относительно соседнего слоя и тормозящей (1 Т) за счет трения при скольжении слоев с относительной скоростью движения Ла. Сдвигающая сила 1 с,: )(Й) Рз(й)1 гй - ,(Рз) г где гг - число слоев, Р, (Й) - Р,(й) - разность гпдростатических давлений, а сила тренияД 22т. 2 г 2дй где Е - расстояние между трубками, 11 -средняя вязкость стекломассы в данном слое,откуда Устройство определения глубинных скоростей расплавов работает следующим образом.Через контакты 34 пускателя включают электропривод 9 на перемещение пьезометрическнх трубок 1 и 2 вниз. При перемещении на заданную величину ЛЙ срабатывают контакты датчика перемещения (геркон) 10, которые отключают электропривод и включают командоаппарат 13. Газ в пьезометрические трубки подается от источника 8 через дроссели 4, 5, настроенные на подачу минимального расхода, так что перепад давления, замеряемый в трубках датчиком 3, пропорционален разности гидростатических давлений Р, - Р, в точках измерения. С замыканием контактов 22 и 24 командоаппарата результат измерения передается на вторичный прибор 37 перепада давления и запоминается на интеграторе 40 за счет разрыва цепи включения электромуфты 43 при размыкании контактов 25, После замыкания контактов 23 и 28 в цепь измерения прибора 37 вместо датчика 3 включается нуль-орган 42 и стрелка прибора устанавливается в исходное положение. Контакты 29 и 30 пускателя замкнуты на все время измерения при перемещении трубок вниз. Затем замыкаются контакты 14 и привод включается на дальнейшее перемещение вниз. При этом после размыкания контактов гер кон а 10, командоаппарат занимает исходное положение, а цепь привода замыкается через нормально-замкнутые контакты 11 геркона, Привод останавливается при опускании трубок на 25 30 35 40 45 заданную величину. Таким образом, через каждый отрезок интегратор 40 отрабатывает сигнал, пропорциональный перепаду давления (Р, - Р), и при опускании в донные слои, где скорость потока стекломассы близка к нулю, его выходной сигнал пропорционален сдвигающей силе.В крайней нижней точке привод через контакты 31 пускателя переключается на подъем пьезотрубок. Одновременно контактами 32 и 33 пускателя переключается цепь измерения прибора 37 так, чтобы вместо суммирования сигналов с прибора на интеграторе 40 производится их вычитание, С подъемом пьезотрубок на высоту ЛЙ привод останавливается и контактами геркона включается командоаппарат. Сначала замыкаются контакты 22 - 25, 28 - с датчика 3 снимается величина перепада давления (Р 1 - Р)гг, а на выходе интегратора 40 фиксируется значение сдвигающей силыс (1 г 1) -( 1 Р 2) гЛЙПри последующем срабатывании контактов 14 привод не включается, так как контакты 34 пускателя разомкнуты, и командоаппарат продолжает работу.После срабатывания контактов 16, 20, 21 открывается электроклапан 6 и расход газа через трубку 1, а следовательно, и частота отрыва пузырьков газа возрастают, при этом давление в трубке становится пропорциональным гидростатпческому давлению Р, и вязкости расплава и 1. Результат измерения в виде разности давлений в пьезотрубках Р 1 + +Кр 1 - Р фиксируется на вторичном приборе 36. Аналогично при включении контактов 17, 18, 19 и электроклапана 7 на приборе 35 фиксируется разность давлений Р,+К 1 г, - Р,. Сумма выходных напряжений, подаваемых с приборов 35 и 36 на измеритель 39, пропорциональна средней вязкости в исследуемом слое стекломассы Сигналы с измерителя 39 и интегратора 40 подаются на прибор 38 скорости расплава стекломассы по схеме деления. При замыкании контактов 26 результат деления., (и - 1) запоминается на приборе 38, а затем через контакты 27 передается на интегратор 41, выполненный по схеме интегратора 40. После завершения операции интегрирования замыкаются контакты 15 и привод включается на подъем. Через заданную высоту Лй привод останавливается (размыкаются контакты 12 геркона) и цикл измерения повторяется. Интегратор 41 фиксирует скорость потока следующего слоя стекломассы. При подключении к интегратору записывающего прибора можнонаглядно изобразить эпюр скоростей расплава по всей глубине печи или канала.Точность измерения складывается из погрешности измерения разности гидростатических давлений 1 О/о (промышленные дифманометры типа ДКЭ и др.), вязкости - инструментальная погрешность (дифманометр - вторичный прибор) 1% и методическая около 2% (зависит от измерения факторов, влияющих на формирование пузырьков газа), а также погрешности операций вычисления (деление, интегрирование) около 1%.С учетом разного метода измерений характер эпюра скоростей может быть определен с погрешностью менее 5/о. Такая точность не может быть получена при использовании прямых методов измерения скорости потока, например по давлению, оказываемому потоком на датчик, помещенный в исследуемую среду, в связи с малой величиной скорости потока.Измерение глубинных скоростей потоков расплавов, в частности, стекломассы в различных точках бассейна печи и каналов, позволит определить производительность печи, толщину и скорость конвенкционных потоков и тем самым управлять процессами стекловарения с учетом изменений температурных полей в расплаве, гидродинамики стекломассы, создавать оптимальные условия для передачи тепла под шихту с потоками стекломассы для процессов осветления и гомогенизации, а следовательно, получать стекломассу высокого качества (термически и химически однородную). Ф ор мул а изобретенияУстройство для определения глубинных скоростей расплавов, содержащее пьезометрические трубки, расположенные в потоке 5 10 15 20 25 30 35 контролируемой среды и подключенные к датчику перепада давления и к источнику подачи газа через электропневматические клапаны, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно включает в себя дроссели, электроприводы трубок с пускателями, датчик перемещения с размыкающими контактами, командоаппарат с замыкающими контактами, вторичные приборы вязкости, перепада давления и скорости расплава, измеритель средней вязкости, интеграторы, нуль-орган и электромуфту, причем датчик перепада давления подключен через один из замыкающих контактов командоаппарата к вторичным приборам вязкости и перепада давления, вторичные приборы вязкости через измеритель средней вязкости соединены с одним из входов измерителя скорости расплава, выход которого через соответствующий замыкающий контакт командоаппарата соединен с интегратором, другой вход измерителя скорости расплава подключен через второй интегратор и электромуфту к выходу вторичного прибора перепада давления, в цепь измерения которого включены другие замыкающие контакты командоаппарата и замыкающие контакты пускателей, дроссели включены параллельно электропневматическим клапанам, в цепь управления которых включены остальные замыкающие контакты командоаппарата, а пьезометрическпе трубки механически связаны с электроприводом и с датчиком перемещения,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции Мо 1351160, кл. С ОЗЬ 5/00, 1965,2, Патент СШЛ Хо 3482956, кл. 65 - 136, 1969.д.447рственного кокделам изобретМосква, Ж,аказ 1170/7 Из Тираж 582 Подписно ЦНИИПИ Госуда итета Совета Министров СССР