Гидростатический уровнемер

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

46194

Союз Советских

Социалистйческих

Республик, ( ( (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 210878 (21) 2655478/18-10. Кл.2

01 F 23/16 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070780. Бюллетень ¹ 25

ДК 681.128. .4(088.8) Дата опубликования описания 070780 (72) Авторы изобретения

В,A. Писарев и A.Ñ. Сидоров

Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-Исследовательский институт автоматизации. пищевой промышленности Пищепромавтоматика (71) Заявитель (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР " ное давление воздуха от двух источ- очередь,еще больше снижает надежность ников (2), 30 устройства.!

Изобретение относится к приборо,строению и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известны гидростатические преобразователи уровня, содержащие чувствительный элемент и пневмосиловой преобразователь, Эти преобразовате ли содержат буек, частйчно погруженный в жидкость, уровень которой измеряется fl).

Однако при измерении уровня жидкостей, склонных к образованию высыхающих твердых пленок на границе раздела жидкость-воздух, надежность работы этих преобразователей резко 1з падает °

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гидростатический датчик уровня жид- 20 кости, снабженный упругим чувстви- „ тельным элементом, установленным в нижней части резервуара и соединенным с силовым преобразователем, а также устройство оперативного контроля, содержащее две камеры, разделенные чувствительным элементом сильфоном, в полости которых поступает избыточРазница между этими давлениями равна величине контрольного давления, воздействующего на чувствительный элемент преобразователя ° Необходимость стабилизированного давления вызвана наличием зазоров в клапанах устройства. Величина этого давления должна быть равна или больше гидростатического давления столба жидкости в резервуаре. В противном случае через зазоры в нормально закрытом клапане жидкость их резервуара заполнит пнев- молинию. При уровне жидкости в резервуаре ниже предельного значения через зазоры нормально закрытого клапана в камеру, охватывающую чувствительный элемент с внешней стороны, будет проникать воздух. При измерении уровня жидкостей, склонных к образованию на границе раздела жидкость-воздух твердой высыхающей пленки, наличие этого воздуха приведет к обрастанию поверхности камеры и сильфона и, в конечном случае, к снижению надежности работы устройства в целом. Наличие в жидкости выпадающих в осадок твердых включений приводит к абра-зивному износу клапанов, что, в свою

746194

Целью изобретения является рас ширение,области применения и повышение надежности уровнемеров жидкостей, в том числе склонных к образованию на границе раздела жидкость-воздух твердой высыхающей пленки и выпадающих в осадок твердых включений.

Поставленная цель достигается тем, сТо устройство оперативного контроля снабжено третьей герметичной камерой, при этом все герметичные камеры заполнены промежуточной рабочей жидкостью, одна из которых ограничена упругим чувствительным элементом и через нормально открытый клапан соединена с другой камерой, установленной на рычаге силовога,преобразова- t5 теля, а третья камера с одной стороны соединена с источником контрольного давления и с другой стороны через нормально закрытый клапан подключе на к магистрали, соединяющей первые 2О .две камеры.

Кроме того, с целью уменьшения погрешности измерения, вызванной из- менением объема промежуточной рабочей жидкости нормально открытый и нормально закрытый клапаны установлены в едином корпусе в торцах камеры, выполненной из двух одинаковых соосно расположенных сильфонов с об Яйй гИДвижным днищем с отверстием

"и толкателем, при этом управляющая

30 полость"корпуса подключена к пнев- мотумблеру.

На чертеже представлена принципиальная схема гидростатического- уровнемера.

Уровнемер содержит чувствитель - ный упругий элемент, мембрану 1, установленную в камере 2. Эта камера расположена в нижней части резервуара 3 с жидкостью на нулевом 40 отсЧете уровня, и через нбрмально открытый клапан 4 соединена с сильфонной камерой 5, установленной на рычаге силового преобразователя 6.

Эта каМера в свою очередь через нормальйо закрытый клапан 7 соединена с камерой 8, подключенной к источнику 9 контрольного давления и к манометру 10. Все три камеры, полости клапанов и соединяющие их трубки заполнены промежуточной рабочей жидкостью 11. Корпуса седел 12 и 13 обоих клапанов установлены на общем основании 14 и герметично соединены

" с " торцами "соосно расположенных одинаковых сильфонов 15 и 16.Противоположные торцы сильфонов герметично соединены общим для обоих клапанов =толкателем 17. Внутренние полости сильфонов соединены между собой с помощью отверстия 18 на толкателе., у)

Между толкателем и корпусом клапанов установлены с одной стороны предварительно сжатая пружина 19 и с другой стороны.сильфон 20, полость которого герметична и подклю- 65 чена. к питающей пневмосети через пиеаМотумблер 21.

Гидростатический уровнемер работает следующим образом.

Гидростатичесиое давление столба жидкости в резервуаре 3 через мембрану 1 передается промежуточной рабочей жидкости 11 в камере 2, которая в свою очередь передает его через нормально открытый клапан в камеру 5.

Давление промежуточной рабочей жидкости ll в камере 5 воздействует на чувствительный элемент силового преобразователя 6.

Принцип действия силового преобразователя известен и на выходе его устанавливается- сигнал, величина которого пропорциональна высоте столба . жидкости в резервуаре 3.

Для оперативного контроля работы преобразователя уровня,с помощью тумблера 21 полость сильфона 20 подключается к пневмосети, в результате чего нормально открытый клапан закрывается, а нормально закрытый открывается. При этом камера 2 отключается от камеры 5, а последняя подключается к камере 8. В камере 8 с помощью ис точника 9 контрольного давления устанавливается избыточное давление воздуха, контролируемое манометром 10.

Величина этого давления при контроле нижнего предельного значения измеряемого уровня равна атмосферному, а при контроле верхнего предельного значения измеряемого уровня

\ или любой промежуточной точки диапазона измерения преобразователя уровня — равна гидростатическому давлению столба жидкости в резервуаре

3.

В связи с тем, что нормально открытый клапан 4 закрыт, полость камеры 2 не сообщается с камерой 5 и на чувствительный элемент силового преобразователя 6 не воздействует гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре 3. Это позволяет производить оперативный контроль преобразователя независимо от величины уровня жидкости в реэвервуаре 3.

Кроме того, благодаря наличию двух соосно расположенных сильфонов

15 и 16,эффективные площади кбто.рых одинаковы, и которые" связаны общим толкателем 17, перемещение последнего не вызывает изменения объема промежуточной рабочей жидкости 11 в камерах 2 и 5. Это связано с тем, что, наприМер при увеличении объема полости сильфона 16 на такую же величину, произойдет уменьшение объема полости сильфона 15 и, следовательно, :избыток жидкости в полости сильфона

15 через отверстие 18 в толкателе 17 ,перейдет в полость сильфона lб. Этим самым в значительной степени умечьшается изменение объема промежуточной

746194

30 ЦНИИПИ тираж 801

Заказ 4093/,13

Подписное рабочей жидкости в камерах 2 и 5, что способствует неизменности давле . ния промежуточной рабочей жидкости в этих камерах в процессе переключения клапанов независимо от упругих свойств разделительной мембраны 5

1 и чувствительного элемента силового преобразователя 6.

Переключение полости камер, заполненных промежуточной рабочей жидкостью с заведомо заданными параметрами, а не измеряемой среды, повысило надежность работй клапанов и устройства в целом, позволило измерять уровень жидкостей, склонных к образованию на гранйце раздела жидкость-воздух твер- 1 дых высыхающих пленок и выпадающих в осадок твердых включений в том числе и абразивных. Кроме того, установка- предлагаемого устройства по сравнению с известными, используемыми для измерения уровня жидких сред с упомянутыми свойствами, упростила регламентные. работы по коррекции нуля, проверке верхнего предела измерения преобразователя уровня, связанные с наполнением и опорожнением резервуара с жидкостью.

Формула изобретения

1. Гидростатический уровнемер,содержащий упругий чувствительный элемент, установленный в нижней части резервуара и соединенный с силовым преобразователем, и устройство оперативного контроля, включающее две герметичные камеры, нормально открытый и нормально закрытый клапаны, пневмотумблер и источник контрольно! 1 1

ro давления, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности, устройство .оперативного контроля снабжено третьей герметичной камерой при этом все герметичные камеры заполнены промежуточной рабочей жидкостью, одна иэ них ограничена упругим чувствительным элементом и через нормально открытый клапан соединена с другой камерой;, установленной на рычаге силового преобразователя, а третья камера с одной стороны соеди нена с источником контрольного давле ния и с другой стороны через нормаль- но закрытый клапан подключена к магистрали,соединяющей первые две каме ры

2. уровнемер по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, вызванной изменением объема промежуточной рабочей жидкости, нормально открытый и нормально закрытый клапаны установлены в едином корпусе в торцах камеры, выполненной из двух одинаковых соосно расположенных сильфонов с общим подвижным днищем с отверстием и толкателем, ри этом управляющая полость корпуса подключена к пневмотумблеру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кияшев А.И. и др. Приборы для измерения, сигнализации и регулирования уровня в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

М,, ЦНИИТЭнефтехим, 1973, с. 29.

2. Авторское свидетельство СССР

М 447569, кл. G 01 F 23/1.6, 1972 (про" ,тотип). l филиал ППП Патент

r.óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4