Устройство для измерения давления насыщенных паров жидкостей

(53)М. Кл, 6 О 1 М 7/14 3 Ъеударетвсниый квинтет СССР но делам нэабретеннй и открытийДата опубликования описания 15. 10, 82 Е, П. Федоров, А. С. Михайлов, Т, Н. Круглова, А. Н. Соловьев и Б. А. Малов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ЖИДКОСТЕЙ 1Изобретение относится к устройст"вам для измерения физических величини может быть использовано для быстрого определения истинного давлениянасыщенных паров дегазированных инедегазированных образцов жидкостейв условиях научно-исследовательскойи заводской лаборатории,Известно устройство для измерениядавления насыщенных паров жидкостей,использующее компенсационный методизмерения давления, выполненного ввиде корпуса, разделенного гибкойперегородкой (мембраной) на две полости. В одной из полостей помещаетсяиспытуемая проба, а другая сообщенас источником давления. Давление насы"щенных паров исследуемой жидкостипри температуре опыта уравновешивается давлением сжатого газа, кото- ророе измеряется датчиком давления 11.Недостатками этого устройства являются длительность подготовки .к анализу (обязательная предварительная дегазация исследуемой жидкости), разборка и последующая сборка всего устройства для помещения ампулы с исследуемым веществом в рабочую полость. Кроме того, при работе устройства возникают дополнительные погрешности связанные с тем, что во вре" мя проведения опытов оператору вручную необходимо поддерживать мембрану в нейтральном положении.Известно устройство, включающее герметизированную камеру, разделенную гибкой перегородкой на две полости, в одной из которых находится испытуемая проба, нагреватель, датчики температуры и давления и установленный вне камеры комбинированный сосуд, имеющее более высокую точность измерения. Это достигается путем дозированной подачи жидкости и выполнения гибкой перегородки в виде сильфона 21.39665Однако использование одного датчика давЛения не обеспечивает с необходимой точностью измерение давлениянасыщенных паров в широком диапазоне. Наприглер,при измерении давленияпорядка 1 кг/смф (10ГПа) и10 кг/см (10 ГПа) с использованиемв качестве датчика образцового манометра класса 0,4 с порядком измере"ния до 1 О кг/м измерение давления 10порядка 1 кг/мм производится с относительной погрешностью в 1 О разбольшей, чем порядка 10 кг/см.Для измерения давления с необходимойтоцностью, т.е. с ограниченной по 15величине погрешностью во всем диапазоне измерений, необходимо использо-,вать несколько датчиков в различными пределами измерения, что увеличивает деформации растяжения или сжатия сильфона и приводит к увеличе"нию погрешности, связанной с учетомжесткости самого сильфона. Крометого, чтобы свести к минимуму погрешности, которые могут быть вызваныпереключением датциков на линии изме.рения давления, потребуется в связис малой сжимаемостью жидкости применение специальных кранов, не вызывающих изменение объема жидкости налинии измерения давления,Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измеренияПоставленная цель достигается35тем, что известное устройство включающее герметизированную камеру, разделенную гибкой перегородкой на двеполости, в одной из которых находится испытуемая проба, нагреватель,датчики температуры и давления и установленный вне камеры калиброванныйсосуд, снабжено золотником со штоком, связанным с гибкой перегородкойи подключенными к второй полости ка 45меры источником избыточного давленияи измерительным прибором, выполненным в виде регистрирующего потенци"ометра, блоков регулирования и измерения температуры, включающих программный блок, блок регулирования напря 50жения и нагреватель, и блоков измерения давления, включающих блок питания, блок датчиков и блок питания датчиков. 55В качестве гибкой перегородки предпочтительней использовать сильфон, чем мембрану, потому что при прочих 57 4равных условиях диаметр перегородки и толщина) менее жестким является сильфон, что обеспечивает большую точность измерений.На Фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 - золотниковое устройство; на фиг, 3 - электрическая Функциональная схема.Устройство состоит из герметичного рабочего цилиндра 1, снабженного электронагревателем 2 и разделенным чувствительным элементом - сильфоном 3, связанного посредством штока с золотниковым устройством 4, калиброванного сосуда 5 для заливки испыту-емого топлива, системы вентилей 6-9, источника внешнего давления 10 и измерительного прибора, Измерительный прибор включает блок тензометрических датчиков давления 11-14, электропневмоклапаны нормально открытые 15- 17, электропневмоклапаны нормально закрытые 18-20, реле давления 21-23, термоэлектрический термометр 24 и региструющий прибор 25,Элементом, регулирующим давление, является золотниковое устройство 1 фиг. 2),состоящее из корпуса 26, золотника 27, связанного посредством штока 2 с сильфоном. Отверстие 29 в золотнике и отверстия 30 и 31 в корпусе золотника служат для автоматического выравнивания давлений снаружи сильфона и во внутренней его полости. Отверстие 32 сообщает внутреннюю полость сильфона с измерительным прибором.Электрическая Функциональная схема состоит из двух каналов. Канал регулирования и измерения температуры включает программный блок 33, блок регулировки напряжения 34 и блок нагрева 35. Канал измерения давления включает блок питания 36 и блок датчиков 37, регистрирующий потенциометр КСПи блок питания 38. Устройство работает следующим образом.В герметичный цилиндр 1, из которого предварительно откачивается воздух, вводится образец испытуемого топлива, рабочий цилиндр вместе с испытуемым топливом нагревается ступенчато с выдержками при постоянных температурах. Давление насыщенных паров измеряется по принципу нулевой компенсации, При нагревании в результате повышения давления насыщенных1. Залог Б. Д, Методы оценки эксп-, луатационных свойств реактивных топ,лив и смазочных материалов, М., 1966, с. 61.2. Авторское свидетельство СССР . У 682795, кл. Я 01 М 7/14, 1979. 5 9665 паров происходит сжатие разделитель=ного чувствительного элемента - сильфона 3. Сильфон сжимаясь, перемещает соединенный с ним жестко черезшток 28 золотник 27. В результате перемещения золотника открывается отверстие 29, через которое поступаетазот от источника давления 10 (иливоздуха из атмосферы при давлении насыщенных паров ниже атмосферного), 1 ОКак только противодавление превышаетдавление насыщенных паров в рабочемцилиндре, сильфон перемещает золотник вниз, открывается отверстие 30,соединенные с атмосферой (или вакуумным насосом) и закрывается отверстие29, через которое подается азот(или воздух из атмосферы). Таким образом, при движении золотника проис.- ходит выравнивание давления в полости рвсильфона с давлением насыщенных паровтоплива в рабочем цилиндре. Трениев золотниковой паре при соблюдениисоответствующих технических условийможет быть сведено к нулю, 25Противодавление давление внутрисильфона), равное давлению насыщенных паров топлива в рабочем цилиндре, измеряется тензометрическими датчиками давления 11-14, Показания511давления записываются на электронном6-ти точечном региструющем приборе 25Одновременно потенциометр фиксирует температуру рабочего цилиндра 1.35Опытным путем установлено, чтотемпература топлива в рабочем цилиндре принимает одно значение с измеряемой температурой медного корпуса термостата через 4-5 мин с начала выдержки при этой температуре.Ступенчатый нагрев рабочего цилиндра с испытуемым топливом от комнатной температуры до 300 С обеспечивает канал регулировки и измерения тея 4;% пературы, Весь диапазон температур разбит на 11 интервалов через 25 С. Нагрев на каждом интервале занимает 35 мин, включая выдержку при постоянной температуре в течение 10 мин,50Канал измерения давления обеспечивает автоматическое измерение и реги 57 Ьстрацию давления в диапазоне от 2 мм рт, ст. до 25 кгс/см . Весь диапазон давления разбит на 4 интервала, последовательное переключение с одного интервала измерения на другой происходит автоматически.По результатам испытаний точность метода была определена до абсолютно" го давления 10 Па (735 мм рт. ст.) в1,5 3 при абсолютных давлениях от 10 6 Па до 2510 Па (25 кгс/см 5) в +13,формула изобретения 1. Устройство для измерения давления насыщенных паров жидкостей, включающее герметизированную камеру, разделенную гибкой перегородкой на две полости, в одной из которых находится испытуемая проба, нагреватель, . датчики температуры и давления и установленный вне камеры калиброванный сосуд, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и ра" сширения диапазона измерений, оно снабжено золотником с штоком, соединенным с гибкой перегородкой, и подключенными к второй полости каме" ры источником избыточного давления и измерительным прибором.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измери" тельный прибор выполнен в виде регистрирующего потенциометра, блоков регулирования и измерения температуры, включающих программый блок, блок регулирования напряжения и нагреватель, и блоков измерения давления, включающих блок питания, блок датчиков и блок питания датчиков. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе966557 ОНИИПИ Заказ 7833/60Тираж 887 Подписное филиал ПП ;.Ужгород,"Патент",Проектная,4 УУ