Манометрический измерительный преобразователь температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) 111) 05 Р 23/1 РЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ ОРСНОМУ Св щиты от температур олость между оболо вающую сильфон за ных перегрузок, п кой и сильфоном з ных перегрузок за под давлением, си системы и сильфон турных перегрузок чителями предельн причем ащиты от температу полнена сжатым газ ьфоны измерительно защиты от темпераснабжены ограних перемещений,о 1 а с Рп др где Рв п ие сжато межд фоно рату ных перегруз мальное давл к макс.леРм кщ К нией т чувствительн о. Оиыр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИОПИСАНИЕ ИЗО 21) 3559880/24-24(56) 1. Авторское свидетельство СССР )1 360650, кл. С 05 Р 23/12, 1970.2, Авторское свидетельство СССР В 756370, кл. С 05 0 23/12, 1978 (прототип).(54)(57) МАНОМЕТРИЧЕСКИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий герметизированные заполненные,термочувствительной жидкостью измерительную и компенсационную термосистемы с сильфонами, сильфон защиты от температурных перегрузок и блок преобразования сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения надежности преобра-./зователя, он содержит дополнительную герметизированную оболочку, обхватыняющего полость оболочкой и сильзащиты от темпеидкости; вление, допустимое я сильфонов термостемы.Изобретение относится к приборо-, строению и может найти применение при выпуске и эксплуатации манометрических жидкостных термометров, а также может быть использовано в хи мической,. нефтехимической и любой другой отрасли промьаленности, где требуется автоматическое точное измерение и регулирование температуры промьппленных технологических процессов.Известны маиометрические термометры, содержащие измерительную термосистему с сильфоиами и с устройством защиты от перегрузок11, 15Недостатком этих манометрическихтермометров является то, что при температурных перегрузках давление термометрической жидкости в теомосистеме достигает очень больщих 20 (близких к критическим) значений из"эа чрезмерного сжатия пружины узла защиты от перегрузки.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ма нометрический термометр, содержащий измерительный сильфон, сильфон защиты от термоперегрузок и специальную камеру с клапаном для сбросаизбыточного давления из термосистемы. В этом термометре термосистема разгружена от термоперегрузок (от чрез- мерных давлений).Существенным недостатком известного устройства является его недостаточная эксплуатационная надежность, обусловленная необходимостью очень точно восстанавливать первоначальный объем термометрической жидкости в защитном узле термосистемы, в противиом случае изменится предел измерения термометра.Целью изобретения является повьипение эксплуатационной надежности манометрического измерительного преобра" 45 эователя температуры путем снижения предельных давлений термометрическойжидкосги при перегрузках и обеспечении при этом постоянства объема рабо,чей жидкости в термосистеме.5 ОПоставленная цель достигается тем, что манометрический измерительный преобразователь температуры, содержащий герметиэированные заполненные термочувствительной жидкостью 55 измерительную и компенсационную термосистемы с сильфонами, сильфон защиты от .температурных перегрузок и( блок преобразования сигнала, содержит дополнительную герметизированную обойочку, обхватывающую сильфон гзащиты от температурных перегрузок, полость между оболочкой и сильфоном защиты от температурных перегрузок заполнена сжатым газом под давлением,сильфоны измерительной системы и сильфон защиты от температурных перегрузок снабжены ограничителями предельных перемещений,Г причемРмсяс, тер,ц. смсей, га уЪм.см.ьугде Р - давление сжатогогаза, заполняющего полостьмежду оболочкойи сильфоном защиты от температурных перегрузок;Рмакс,ерм.иеюц, - максимальное давление термочувствительной жидкости;Роп одиьср. - давление, допустимое для сильфонов термосистемыеНа чертеже представлена схемаконструкции манометрического изме-,рительного преобразователя температуры,Измерительная термосистема манометрического термометра содержиттермобаллон 1 соединительный капилляр 2 и блок 3 упругих чувствительных элементов, содержащий рабочий 4и задающий 5 сильфоны и задающуюпружину 6. Опорный, фланец 7 блока 3закреплен на раме 8 преобразователя.С противоположной от блока 3 стороныФланца 7 приварен сильфон,9 защитыот температурных перегрузок внутренняя полость которого сообщена свнутренней полостью блока 3 каналом 10. К опорному Фланцу 7 приваренадополнительная герметизированнаяоболочка 11. С противоположных сто 1рон фланца 7 закреплены ограничителипредельных перемещений 12 (задающегосильфона 5) и 13 (защитного сильфона 9).Рабочая полость измерительной термосистемы заполнена термометрической жидкостью 14, а полость между сильфоном 9 иоболочкой 11 - сжатым газом 15.Подвижный бурт рабочего сильфона 4соединен с входным рычагом 16 блока17 преобразования сигнала усилия1141383 4процесс; объем термометрической жидкости в измерительной термосистемеуменьшается, задающий сильфон 5 ипружина 6 растягиваются, давлениетермометрической жидкости понижается,усилие на рабочем сильфоне 4 уменьшается, Т-образный рычаг 16 поворачивается по часовой стрелке, зазор вузле "сопло-заслонка" увеличивается1 О и выходное давление термометрауменьшается пропорционально уменьшению температуры контролируемой среды.При изменении температуры окружающей среды, воздействию которойподвержены все элементы термометракроме термобаллона, происходит следующее явление. При увеличении температуры увеличивается объем термометрической жидкости внутри блоков 3и 20. При этом сжимаются задающийсильфон 5 с пружиной 6 измерительнойтермосистемы и задающий сильфон 22с пружиной 23 компенсационной термосистемы. Соответственно увеличиваютсям 25 давления термометрической жидкостив. обеих термосистемах и увеличиваютсяусилия, развиваемые этими давлениямина рабочих сильфонах подсистем (силь.фонах 4 и 21 соответственно). Приуменьшении окружающей температурыпроисходит обратный процесс: объемтермометрической жидкости внутриблоков 3 и 20 уменьшается, сильфон5 с пружиной 6 и сильфоны 22 с пружиной 23 растягиваются, реакция этих35сильфонов и пружин на термометрическую жидкость уменьшается, соответветственно уменьшается давление термометрической жидкости в термосис 40темах и уменьшаются усилия развиваФемые рабочими сильфонами 4 и 21на рычаг 16 блока 17,3в выходной пневматический сигнал,содержащий также опору 18 вращенияи узел "сопло-заслонка" 19,Компенсационная термосистемасодержит блок 20 упругих чувстви, тельных элементов, в которшй входятрабочий 21 и задающий 22 сильфоны изадающая пружина 23, Опорный фланец24 блока 20 закреплен на раме 8термометра. Внутренняя полость компенсационной термосистемы заполненатермометрической жидкостью 14. Подвижный бурт рабочего сильфона 21соединен с входным рычагом 16 блока 17,Для обеспечения нормальной работьтермометра объем термометрическойжидкости в компенсационной термосистеме согласован с объемом термо, метрической жидкости в наружной.части измерительной термосистемы ив обеих термосистемах создано начальное избыточное давление термометрической жидкости.Преобразователь работает следующиобразом.Термобаллон 1 погружают в контролируемую среду 25, температуру кото. рой необходимо измерять. При изменении, например .повышении температурысреды 25, повышается температура.термометрической жидкости 14 в тер: мобаллоне 1. При этом увеличиваетсяобъем жидкости в термобаллоне и избыточный объем этой жидкости покапилляру 2 перетекает в полость блока 3, сжимая при этом задающий силь"фон 5 и пружину 6. Это сжатие сильфона 5 и пружины 6 приводит к повы-.шению давления термометрическойжидкости в измерительной термосистемвследствие реакции деформируемых силфоне 5 и пружины 6 на термометрическуюжидкость 14. Повышение давленияжидкости в измерительной гермосистемевызывает увеличение усилия, развива:емого рабочим сильфоном 4 термосистемы и передаваемое через подвижноедонышко этого сильфона на рычажнуюсистему блока 17. При этом рычаг 1650поворачивается на соответствующийугол против часовой стрелки, приближает засленку к соплу в узле 19, чтоувеличивает выходное давление Рытермометра пропорционально изменениюконтролируемой температуры среды 25.55 При понижении температуры контролируемой среды 25 происходит обратный Температурные нагрузки термометра .,возможны при следующих обстоятельствах, Если термометр настроен на измерение температур ниже окружающих (например, на предел измерения ото-50 о до -40 С), что при транспортированиитермометра (или при хранении его) при температуре, напримеро50 С воздействию этой темпеатурыо(50 С) подвергается вся измерительная термосистема, включающая термобаллон, Так как объем жидкости в терьГобаллоне составляет 50-803 от общего объема жидкости в термосистеме, то г.ри иэмейении температуры термобаллона от -40 С до 50 С объем жидкости изменяетсяна такую величину, которая вызываетнедопустимую деформацию задающегосильфона 5 и пружины 6, что приводитк выходу термометра из строя. Дляпредотвращения чрезмерных перемещений 5сильфона 5 ипружины 6 в термосистемеимеется ограничитель 12. При достижении подвижным донышком сильфона 5упора 12 сильфон прекращает своесжатие и давление жидкости в термосистеме с этого момента может резковозрастать. Для предотвращения увеличения давления термометрическойжидкости выше установленного пределаиспользуется узел защиты от перегрузки. В исходном состоянии (при рабочем положении термометра) давлениесжатого газа 15 в защитной полоститермосистемы Р 5 щ несколько превышаетмаксимально возможное рабочее Юдавление термометрической жидкости1 р . Давление Рщ прижимает подвижное донышко защитного сильфона 9 кторцу упора 13 и удерживает его(донышко сильфона 9) в этом положении при работе термометра. При температурных перегрузках при прекращении перемещения сильфона 5 давлениетермометрической жидкости Рр становится больше давления газа Раа итермометрическая жидкость по каналу10 начинает перетекать из полостиблока 3 в полость сильфона 9. Приэтом подвижное донышко сильфона 9отходит от упора 13 на такую величину, которая обеспечивает перетокизбыточного объема жидкости из рабочей полости термосистемы (из блока 3). Таким образом, обеспечивается разгрузка термосистемы от недопустимых давлений: при перетоке жипкости из полости блока 3 в сильфон 9 происходит увеличение давления жидкостии давления газа Р на незначительную (по сравнению с начальным значением давления газа Рощ ) величину, обусловленную уменьшением объема, занимаемого газом под оболочкой 11, величину увеличения объема, занимаемого в этой полости сильфоном 9. При уменьшении температуры транспортирования (или хранения) уменьшается объем термометрической жидкости в термосистеме, давление Рр опять становится меньше давления газа Рщ, и под воздействием последнего термометрическая жидкость по каналу 10 возвращается из полости сильфона 9 в полость блока 3, сильфон 9 опять упирается в упор 13 и термометр возвращается врабочее состояние.Указанные температурные перегрузки термометра возможны не только при транспортировании и хранении, но ипри эксплуатации термометра, когда по каким-либо (например, аварийным) причинам резко изменяется контролируемая температура (например, вместо -50 С изменится до 50 С). В этом случае термометр не выходит из строя: срабатывает система защиты, которая после снятия перегрузки возвращает термометр в нормальное рабочее состояние.1141383 итель Н. С.Легеза 494/3 Тираж 8 За 4 113 О 3 кая Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Филиал Сост Редактор В. Иванова ТехрИПИ Государственноо делам изобретенииМосква, Ж, Рауш ная Корректор Л. Пилипенко Подписноекомитета СССРоткрытий