Устройство для определения температуры насыщения пара жидких металлов

,И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ Союз СоветскихСоциалистйцеооаРеспубпмк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.СССР аа делам нзебретеннй и еткрытнй(71) Заявитель Я ТЕМПЕРАТУРМЕТАЛЛОВ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕН НАСЫЩЕНИЯ ПАРА ЖИДКИХ ара датчика показывает ТЭДОМ, ующую температуре поверхност.: Изобретение относится к измерительнА ределения температуры насыщения пара 2.,технике, а именно, к устройствам для опре- который содержит трубчатый корпус с поделения температуры насыщения пара жид- лостью для конденсата и пара и датчик темких металлов и может быть использовано в, пературы,установках для исследования свойств ще-Корпус известного датчика выполнен влочных металлов и их соединений, а такжевиде трубки, нижний конецкоторой заглудля контроля непрерывных технологических шен герметично, а с верхнего конца внутрьпроцессов; датчика введены терметично через гермовво-Известен датчик для определения. темпе ды электроды термопары. Патрубок подсое-.-.-ратуры насыщения пара веществ 11 . Дат- .динения датчика к контролируемому рабочечик содержит камеру с расположенной в ней му обьеГму. расйоложен.,"вблизи ввода электконденсационной площадкой из твердотель- Ж родов термопары в полость корпуса, Спайных конструкционных материалов, термопа- электродов термопары присоединен к нижру,. с помощью которой измеряют температу- нему заглушенному концу корпуса. При рабору этой площадки и систему периодического, те корпус датчика устанавливают вертикаль-,нагрева и охлаждения конденсационной пло- но заглушенным концом вниз. Датчик помещадки в процессе измерений. щают в условия теплообмена, при которомРабота датчика основана на фиксирова- верх его нахьдиген"йй максймальнои тем 35нии температуры конденсационной площад- пературе ннйз - при минимальной с тем,ит 1 при конденсации пара и исйарении во чтобы вдоль корпуса датчика установилсявремя термоциклирования площадки, Термо- постоянный градиент температуры. Это созциклические нагрузки коне 1 енсационной пло- дает возможность самопроизвольного устащадки разрушают ее при длительной вепре. 3 новления уровня жидкой фазы до состояниярывной работе датчика в коррозинной сре. равновесия ее с. паровой фазой,де.Наиболее близким к изобретению по тех . Термопнической сущности является датчик для оп- соответствкорпусатеплопроводящие ребра 4.н 5 соединены с продольными теплоподводящей 6 итеплоотводящей 7 тепловыми трубами. Теплоподводящая труба 6 снабжена узлом регулирования теплоподвода 8, а теплюотводящая - узлом регулировантия теплоотвода 9,1 й Кольцевые тепловые трубы 2 н 3 своей внутренней контактной поверхностью имеют теп, ловой контакт с корпусом через слой с повйшенным термическим сопротивлением О,например слой керамической засыпки. Этонеобходимо для создания более плавного изменения"температуры стенки корпуса но еговысоте, Половина из кольцевых тепловыхтруб, через одну по высоте их расположения,(тепловые трубы 2), имеет через ребро 5тепловой поптвпт с,пподолепой теплоподвотв дпаеп тепловой тйуйой 6, дуугвп пее половина - тепловые трубы 3, через другое реб-.ро 4, имееттепловой контакт с продольнойтеплоотводящей тепловой трубой 7. Причемтеплопередающее ребро 5 продольной теплойодводящей тепловой трубы 6 выпблнейо спостепенноувеличивающимся от верхней части устройства к нижней термическим сопротивлением радиальной теплопередаче, а ребро 4 продольной теплоотводящей тепловойтрубы 7" выполнено с постепенно уменьшаюо щимся от верхней части устройства к нижней термическим сопротивлением радиальной теплопередаче, Этого можно достигнуть,в частности, перфорацией ребра с постепен.ным изменением плотности отверстий в немпо его длине. Назначение продольных теплофф 1 вых труб и ребер с изменяющимся по дли.не термическим сопротивлением - создатьградиент температуры по длине корпуса устройства,Назначение кольцевых тепловых труб -выравнять температуру стенки корпуса поего поперечному сечению.В качестве датчика для измерения темйературы открытого поверхностного слоя конденсата использован уровиемер жидкого металла, в данном случае потенциометрнческоо типа с двумя зондами, расположенный вполости корпуса устройства. Зонды представляют собой две капиллярные трубки 11, введенные в полость корпуса через его заглушенный нижний конец, с которым" они соединеныуйе .герметично; Верхние концы трубок герметично заглушены. Внутри них расположены изолированные проводники 12, соединенные сверхними заглушенными концами трубок 11,Уровнембр градуируют в градусах температуры поверхностйого слоя конденсата в по.фф лости корпуса,Узел регулирования теплоподвода 8 выполнен в виде обычного нагревателя сопро 66285ного слоя жидкой фазы, равную температуре насыщения пара.К недостатКз м данного датчика относятСя неравномерное распределение температу.ры"йо пойеречному сечению корпуса при не равномерном отводе тепла с корпуса йо ра-диусу, вследствие чего возникает трудность, обеспечения постоянства температуры по по"перечному"сечению,трудность воспроизведения градунровочного распределения температурнотго поля по высоте корпуса при флук туирующей интенсивности теплообмена корпуса с внешней средой. Другим недостатком" данного датчика является наличие в егоконструкции расположенных внутри корпусаэлектродов- термопары и гермовводов. Гер-моввод содержит вакуумноплотный спай металла с керамикой. Вакуумноплотные жеспаи металла с керамикой недостаточно надежны,так как невозможно надежно проверять качество спая 1 ого гермоввода, которыйиспользован в данном датчике, Это обусловлено тем, что качество сная металла с керамикой. в гермовводах можно проверитьтолько выборочно, разруШающим контролем -по усилию отрыва металла от керамики, По качествуспая частя" партии испытанных гермовводов судят о качестве спаяостальных. Кроме того, наличие гермовводов и электродов с разнороднымя материаламн снижает коррозионную стойкость датчика в коррозионных.средах, например в щелочных металлах прн высокой температуре,что снижает, в свою очередь, срок службыдатчика и его надежность,Целью изобретения является"поевышениенадежности измерений.Указанная цель достигается тем, что вустройство введеныМродольнтые теплопро.:водящая и .теплоотводящая тепловые трубыс узлами регулирования теплоподвода и теплоотвода, теплопроводящие ребра и расположенные аксиально корпусу, по всей его длине, кольцевые тепловые трубы,. часть из которых, через одну по длинекорпуеа" ,имееттепловой контакт через тенлопроводящее ребро с продольной теплоподводящей тепловойтрубой, а часть имеет тепловой контакт через другое теплойроводящее ребро с продольной теплоотводящей тепловой трубой, йрйчс."теплойроводящйе ребра выполнены, соотвеФсЖенно, с увеличивающимся и уменьшаю. щимся термическим сопротивлением радиальной теплопередаче, а расположенный в корпусе устройства датчиК- температуры выполнен в виде уровнемера жидкого металла, например, потенциометрического типа.Такое выполнение устройства обеспечиваетдостижение постоянного градиента температуры по длине корпуса устройства, постоянство температурй по йоперечнсщу сечению, коррозионную стойкость устройства.На чертеже изображен продольный разрез устройства.Устройство содержит трубчатый корпус 1, по всей, высоте которого поверх его аксиально расположены кольцевые тепловые трубы 2 и 3, Наружной поверхностью эти кольцевые трубы через параллельные осн662851 .уровня жидкого Металла в полости корпуса устройства.Благодаря использованию в конструкцииустройства системы продольных н кольцевых тепловых труб достигается постоянный граВдиент температуры по длине корпуса устройства, постоянство температуры по поперечному сечению, что приводит к самопроизвольному установлению уровня жидкой фазы до состояния равновесия ее с паровой фазой прн флуктуирующей интенсивности И теплообмена корпуса с внешней средой,Использование в качестве датчика температуры уровйемера жидкого металла и подбор противокоррознйного Материала корпуса и капиллярных трубок повышают надежность устройства. Формула изобретения 5тиелення, узел регулирования теплоотвода 9выйолнен по типу известных теплообменныхустройств, в частности - в виде теплообмеиной рубашки 13 с нагревателем 14, расположенным в кольцевом пространстве междурубашкой н тейлоотводящей тепловой трубой7 н изолированным от них диэлектриком 15Диэлектриком в данном случае может бытькерамика. Материал, корпуса 1 устройстван капиллярных трубок 11 выбирают в за.висимости от рабочей среды - жидкого металла,Термопарй 16 н 17 служат дли контролятемпературы концов корпуса.Устройство работает следующим образом,Корпус устройства располагают вертикально, заглушенным концом вниз, открытым верхним концом корпус подсоединяют кконтролируемому рабочему объему. По дли.не корпуса устройства устанавливают с помощью узла регулирования теплоподвода 8и узла регулирования теплоотвода 9 градунровочный тепловой режим, при котором вниз .корпуса устройства имеет минимально необходимую температуру, а верх - максимальную в пределах измеряемых значений температур насыщения пара жидкого металла.При этом значения температур низа корпуса и его верха устанавливают постояннймии контролируют по показаниям термопар 16и 17, В зависимости от температуры насыщения пара жидкого металла в полости рабо.. чего объема установки, пар в полости кор фпуса 1 конденсируется или жидкая фаза ис-паряется дб самопроизвольного установления уровня жидкой фазы, соответствующегозначению температуры йасыщения нара в йо.лости корпуса 1, Показания уровнемера, предварительйо проградуированного в значениях,Фтемпературы открытого пбверхностного слояжидкого металла йри заданном значений температур низа и верха корпуса 1, соответст-.вуют в состойнйи равновесий фаз температуре насыщения пара.: МТаким образом, определение температуры насыщения пара в полости корпуса устройства состоит в измерений йзвестйом йрйборомтемпературы поверхйосгного слоя жйд.ого металла, прн этом о достижейин равновесия фаз судят по прекращению изменения Устройство для определения температуры насыщения пара жидких металлов, содержа:щее трубчатый корпус с полостью для кон. денсата и пара и датчик температуры, отличаюиееся тем, что, с целью повышения надежности изМерений, в него введены продольные геплоподводящая итеплоотвбдяйая тЕп- ловые трубы сузламй "регулйрбвайия теплойодвода н теплоотвода, теплопроводящне ребра и расположенные аксиально корпусу, по ,всей его длине, кольцевые тепловые -трубы, часть из которых через одну но длине корпуса имеет тепловой контакт через тепло- проводящее ребро с продольной теплоподво. дящей тепловой трубой, а часть имеет тепловой контакт через другое теплопроводящее ребро с продольной теплоотводящей тепло. вой трубой, причем теплопроводящне ребра выполнены, соответственно, с увеличивающимся и уменьшающимся термическим сопротивлением радиальной теплопередачеа расположенйЫЙ в корпусе устройства датчик Фдмпературы выполнен в виде уровнемера жидкого металла.Источники информации, принятые во вннманйе при экспертизе1, Патент США2697933, кл. 73 в 17, 1960.2, Авторское свидетельство СССР516950, кл. б О 1 И 25/4, 1974.хинаНо По Г. ва дактоаказ 29 Составитель Техред О, Луг Тираж 1089 ударстреннотф ко изобретений н Ж - 36, Раупск ентэ, г. Уж горор Л. Бибер 90/49 ЦНИИПИ Гос но делам 13936, Москва,навал ППЙ кПатмнтета СС открытий ан наб., д д, ул. Про ректор Е, Лука исное 4/6 нав, 4