Емкостной уровнемер для симметричных сосудов

 

ЕМКОСТНОЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ СИММЕТРИЧНЫХ СОСУдОВ, содержащий емкостные датчики, выполненные в виде токопроводящих пластин, расположенных параллельно одна другой и подключенных к измерительному преобразователю , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при наличии крена, пластины снабжены расположенными в нижней части ориентирующими грузами и установлены на противоположных стенках корпуса посредством кронштейнов, один конец которых жестко связан с корпусом, а второй снабжен пространственным шарниром, расположенным на осевой линии корпуса, при этом ответная поворотная часть каждого пространственного шарнира жестко связана § с пластиной в точке, равноудаленной от верхнего и нижнего ее концов. (Л

ССНОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (22),„„а 01 т 23/2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ2="Т СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (21) 3235777/34-10 (22) 09.01.81 (46) 15.10.84. Бюл. Н - 38 (72) В.Д.Котенко, А.A.×åðíåöoâ и А.А.Безносиков (53) 681.128.63(088.8) (56) 1. Браславский Д.А., Логунов С.С и Польский Д.С. Авиационные приборы.

М., "Машиностроение", 1964, с. 216, 217, фиг. 7.21.

2. Патент ФРГ N 2305994, кл. Q 01 F 23/26, 1979 {прототип). (54) (57) ЕМКОСТНОЙ УРОВНЕМЕР ДНЯ СННМЕТРИЧНЫХ СОСУДОВ, содержащий емкостные датчики, выполненные в виде токопроводящих пластин, расположенных параллельно одна другой и подключенных к измерительному преобразователю, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при наличии крена, пластины снабжены расположенными в нижней части ориентирующими грузами и установлены на противоположных стенках корпуса посредством кронштейнов, один конец которых жестко связан с корпусом, а второй снабжен пространственным шарниром, расположенным на осевой линии корпуса, при этом ответная поворотная часть каждого пространственного шарнира жестко связана с пластиной в точке, равноудаленной Щ от верхнего и нижнего ее концов.

1 11

Изобретение относится к устройст-. вам контроля уровня жидкостей, преимущественно в наземных и судовых транспортируемых сосудах, и может применяться там, где необходимо непрерывное измерение уровня жидкости в условиях крена.

Известен емкостной уровнемер, содержащий емкостной датчик с электродами в виде коаксиальных труб, установленный вертикально в объекте контроля (1) .

Недостатком данного устройства является значительная погрешность при наличии крена в любой плоскости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является емкостной топливомер для летательных аппаратов, датчик которого содержит изолированные электроды, выполнен— ные в виде параллельно установленных пластин. Между пластинами расположены волнообразные прокладки из электроизоляционного материала, образующие вертикальные каналы, которые ,заполняются измеряемой жидкостью. Ка налы препставляют собой электроемкостные конпенсаторы1 включенные параллельно. Форма пластин определяется формой и объемом топливных баков, в которых закреплен конденсатор.

Пластины жестко закреплены в топливном баке и совместно с волнообразными деталями служат также и в качестве несущего силового элемента летательного аппарата.

В данном устройстве электрическая емкость конденстаоров на единицу высоты сосуда (топливного бака) пропорциональна количеству топлива, что гарантирует зависимость изменения электрической емкости конденсато-. ра от количества жидкости измеряемого объема f2) .

Недостатками данного устроиства

4 являются большие габариты, а также связанная с этим большая материалоемкость и, кроме того, погрешность при наличии крена вдоль продольной оси, обусловленная тем, что пластины будут находиться не под прямым углом к уровню и часть поверхности пластин будет покрыта жидкостной пленкой, которая при большом коли- . . честве пластин существенно увеличивает емкость датчика.

Цель изобретения — повьппение точности измерения при наличии крена. „„= ((2 1. Gi A bL qp

40 где L — длина датчика, Ы 0- допустимое значение угла крена по продольной оси сосуда.

В данном случае при максимальных величинах угла крена сосуда 2 емкостные датчики 8 не должны соприкасаться с вертикальными стенками 5.

Емкостной датчик 8, связанный электрически с измерительным преобразователем 12, имеет по крайней мере две параллельно установленные токопроводящие пластины 13 и 14, жестко соединенные двумя равными им по длине диэлектрическими планками. Плас- тины 13 и 14 выполнены в виде полос.

Высота токопроводящих пластин 13 и 14 определяется в зависимости от

55

18866 1

Указанная цель достигается тем, что в емкостном уровнемере для симметричных сосудов, содержащем емкостные датчики, выполненные в виде токопроводящих пластин, расположенных параллельно одна другой и подключенных к измерительному преобразователю, пластины снабжены расположенными в нижней части ориентирующими гру

10 зами и установлены на противоположных стенках корпуса посредством кронштейнов, один конец которых жестко связан с корпусом, а второй снабжен пространственным шарниром, располо15 женным на осевой линии корпуса, при этом ответная повОротная часть каждого пространственного шарнира жестко связана с пластиной в точке, равноудаленной от верхнего и нижнего

20 ее концов.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид, на фиг. 2 — узел T на фиг. 1.

Жидкость находится в транспортируе25 мом сосуде 2, имеющем входной 3 и выходной 4 патрубки. На противоположных вертикальных стенках 5 сосуда 2 жестко закреплены штанги 6. На них с помощью пространственного шарнира 7 установлены с возможностью поворота емкостные датчики 8, соединенные между собой параллельно. Пространствен- . ный шарнир 7 выполнен в виде шаровой пары, состоящей, например, из сферической головки 9, жестко закрепленной на штанге 6, верхней 10 и нижней 11 полусфер. Штанги 6 установлены на продольной оси сосуда 2. Их длина выбрана равной

1118866 диапазона изменения контролируемого уровня жидкости, а зазор между края-, ми пластин 13 и 14 и стенками сосуда 2 выбран в предположении того, что в предлагаемом устройстве верхний 5 край токопроводящей пластины должен всегда выступать над уровнем контролируемой жидкости.

Часть пластины 13, расположенная ниже центра вращения шаровой пары, tp является сосредоточением основной массы емкостных датчиков 8, в результате чего центр масс 15 емкостного датчика 8 также расположен ниже центра вращения шаровой нары по вертикальной оси, проходящей через него.

Сосредоточение основной массы на нижней части пластины 13 может быть выполнено наплывом, бобышкой или применением материала с большим 20 удельным весом.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении жидкости 1 в транспортируемый сосуд 2 через патру- gg бок 3 и при прекращении удаления жидкости из транспортируемого сосуда 2 через патрубок 4 уровень жидкости достигает предельно максимальной величины, при которой суммарная

30 электрическая емкость датчиков 8 уровня достигает заданного значения и измерительный преобразователь 12 выдает сигнал на перекрытие патрубка

3 и (или) включает соответствующую

35 сигнализацию. При понижении уровня жидкости в транспортируемом сосуде до предельно минймальной величины в результате повышенного расхода жидкости через патрубок 4 и (или) недостаточного поступления ее через

40 патрубок 3 суммарная электрическая емкость датчиков 8 уровня достигает заданного значения и преобразователь

12 выдает сигнал на открытие патруб45 ка 4 и (или) включает соответствующую сигнализацию.

При крене транспортируемого сосуда 2 вокруг продольной оси датчики

8 уровня, закрепленные с возможностью поворота на пространственном шарнире 7, под действием смещенного -центра масс 15 поворачиваются и вновь занимают вертикальное положение по отношению к уровню жидкости 1.

При возвращении транспортируемого сосуда 2 из крена в исходное положение датчики 8 уровня, закрепленные с возможностью поворота на пространственном шарнире 7, под действием смещенного центра масс 15 вновь занимают вертикальное положение по отношению к уровню жидкости 1. Суммарная электрическая емкость датчиков уровня в этих случаях не изменяется.

Устройство в этом случае может непрерывно контролировать уровень жидкости 1 в транспортируемом сосуде 2.

При крене транспортируемого сосуда 2 в сторону, перпендикулярнуюпродольной оси сосуда 2, датчики 8 уровня, закрепленные с возможностью поворота на пространственном шарнире 7, под действием смещенного центра масс 15 поворачиваются и вновь занимают вертикальное положение по отношению к уровню жидкости 1. При этом возрастание емкости одного датчика вследствие увеличения глубины погружения пластин компенсируется уменьшением емкости другого датчика, причем суммарная электрическая емкость остается постоянной.

Сосуд 2 может иметь крен в любой плоскости. Датчики при этом всегда занимают вертикальное положение и их суммарная емкость не изменяется.

Применение предлагаемого уровнемера позволяет повысить точность и надежность контроля уровня жидкости в транспортируемых сосудах.

1118866

Составитель В.Аксенов

Техред А.Кикемезей Корректор М.Максимишинец

Редактор N. Кивач

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7441/29 Тираж 609 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5