Сигнализатор уровня агрессивной жидкости

 

СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ АГРЕССИВНОЙ ЖИДКОСТИ, содержащий корпус со шкалой и трубку, нижний срез которой расположен в резервуаре на заданном уровне, соединенную с нядикатором , отличающийся тем, что, с целью обеспечения дискретного контроля уровня жидкостт в герметичных резервуарах, находящнхся под давлением и опорожняемых в полевых условиях, индикатор выполнен в виде герметичного сосуда, закрепленного на упругой подвеске вне резервуара и соединенного п своей нижней части с верхним срезом трубки гибким отрезком.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19! ®

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У lz/5101I 7 !з

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3353738/24-10 (22) 16.11.81 (46) 23.08.85. Бюл. № 31 (72) А.Г.Макаев, M.À.Ùåëîãåâñêèé, Л.Ф.Бендерский и В.А.Ленин (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт проходческих машин и комплексов для угольной, горной промышленности и подземного строительства (53) 681.128.83 (088.8) (56) Патент США № 2851883, кл. 73- .

3)6, опублик. 1958, (54) (57) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ AI РЕССИВКОЙ ЖИДКОСТИ, . содержащий корпус со шкалой и трубку, нижний срез которой расположен в резервуаре на заданном уровне, соединенную с индикатором, отличающийся тем, что, с целью обеспечения дискретного контроля уровня жидкости в герметичных резервуарах, находящихся под давлением и опорожняемых в полевых условиях, индикатор выполнен в вице герметичного сосуда, закрепленного на упругой подвеске вне резервуара и соединенного в своей нижней части с верхним срезом трубки .,р гибким отрезком.! 174760

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости и может быть использовано для измерения уровня агрессивных жидкостей в герметичном резервуаре. 5

Цель изобретения — обеспечение дискретного контроля уровня жидкости в герметичных резервуарах, находящихся под давлением и окорожняемых в полевых условиях.

На чертеже .представлен сигнализатор уровня агрессивной жидкости.

Устройство состоит из корпуса 1, жестких трубок 2, гибких отрезков 3, герметичных сосудов 4 (индикаторов); упругих подвесок 5 (на чертеже показано три индикатора для контроля наличия жидкости на трех, уровнях hI, h, h,.

Корпус 1 снабжен шк ой 6, нане- 20 сенной на корпус рядом с прорезями, сигналиэаторами 7, зажимным устройством 8 с рукояткой 9 и опорой 10.

Упругие подвески 5 расположены на опоре 10 и выполнены в виде пружины 11, направляющих 12 и ограничителей 13 в виде колпачков. Концевики гибких отрезков 3 выполнены в виде колена с углом, равным 93 о

Герметический сосуд 4 снабжен указателем 15в виде риски.B резервуаре 14 имеется крышка 16,на которой установлен корпус 1 и смонтированы патрубки 17 и 18 для подачи (сброса) сжатого газа и приема (выдачи жидкости с запорными вентилями 19 и 20 соот- 35 ветственно.

Гибкий отрезок 3 размещается с уко лоном 3 в сторону резервуара 14.

Для исключения влияния разности температур герметичного сосуда 4 и 40 резервуара 14 корпус 1 устанавливается на резервуаре 14 без тепловой изоляции, Устройство работает следующим образом. 45

Рассмотрим работу устройства в случае заливки резервуара до уровня Г и работы правого герметичного сосуда (индикатора) . При заливке резервуара жидкостью через вентиль 20 уро-50 вень последней, поднимаясь вверх, достигает нижней части жестких трубок 2 и запирает гаэ, находящийся внутри коммуникации, состоящей из жесткой трубки 2, гибкого отрезка 3 55 и индикатора 4, После. заливки резервуара и подачи газа через вентиль. 19 создается в резервуаре 14 избыточное давление. Жидкость под этим да влением (г.равый индикатор) поднимается с уровня 1 по жесткой трубке 2 и гибкому отрезку 3 в индикатор 7, сжимая объем газа, который заполнял эти коммуникации.

Правый индикатор под действием массы поступившей в него рабочей жидкости сжимает пружину упругой подвески 5, компенсирующую вес пустого индикатора 4, гибкого отрезка 3 и частично силу !1, зависящую от величины рабочего давления и диаметра входного отверстия колена гибкого отрезка 3, перемещается вниз на величину у, которая лимитируется ограничителем 13, выполненным в виде колпачков, взаимодействующих с опорой 10.

При дистанционном контроле уровня ограничитель 13, перемещаясь вниз, освобождает кнопку сигналиэатора 7, который замыкает или размыкает цепь.

Сигнализатор должен устанавливаться с учетом возможного холостого хода индикатора.

Указатель 15 правого индикатора 4 перемещается на. величину у в щели показателя 6 уровня, фиксируя нали- чие жидкости на данном уровне. Перемещение указателя 15 вверх на величину .у фиксирует отсутствие жидкости на данном уровне. Это произойдет в случае опорожнения резервуара и понижения уровня Г жидкости в резервуаре ниже отметки h> так.как произойдет слив жидкости из правого индикатора 4 в резервуар 14 самотеком.

Поворотом рукоятки 9 поднимается зажимное устройство 8, которое фиксирует индикаторы 4 перед транспортировкой резервуара 14. Органичитель 13, взаимодействуя с опорой 10, защищает тарированную пружину 11 от перегрузок.

Увеличением объема при увеличении площади горизонтального сечения индикатора 4 можно замерять уровень жидкости при избыточном давлении в резервуаре 14, равном практически высоте столба жидкости от измеряемого уровня до индикатора 4.

Размещение гибкого отрезка 3 с . уклоном в сторону резервуара 14 и выполнение внутренних диаметров трубок 2 и 3 в диапазоне 8-12 мм обеспечивает слив рабочей жидкости из индикатора 4 при освобождении жид1174760

Р V =P„. Ч„(1) первоначальный объем комму- 25 никации (трубки 2 и 3, индикатор 4), атмосферное давление; объем газовой среды в индикаторе после его сжатия; давление в газовой среде ин30 дикатора после ее сжатия, где

P о

Р„=Р -H$, (2} где P — рабочее давление газа в резервуаре, 35

Н вЂ” расстояние от измеряемого уровня до индикатора, — удельный вес рабочей жидкости.

Вес рабоЧей жидкости, поступившей 40 в объем Мо, определяется по формуле (0 (3)

Из формул 1,1) и (2)

45 у

V. Р (4) р -н р! Из формул (3) и (4 ) С V (1 ----;-) Ро (g) 50 о р

Объем жидкостю, поступившей в индикатор костью нижнего торца жесткой трубки 2 в резервуаре 14. Увеличение этих диаметров повлечет за собой увеличение объема индикатора 4, увеличение силы Й, а их уменьшение приведет к плохой сливаемости иэ индикатора 4 из-за явления капиллярности и не.возможности прохождения воздуха в индикатор.

Увеличение диаметров трубок 2 и 3 10 или постепенное снижение давления в резервуаре повышает быстродействие устройства при сливе (в динамике) которое зависит от скорости опорожнения от жидкости коммуникации, состоящей из трубок 2 и 3 и индикатора 4.

Чувствительность устройства зависит от общей величины массы жидкости, поступающей в индикатор.

Дла расчетов применяется известное соотношение

G «4:о

Ч

1 =

С

0 где V„ - объем коммуникаций до индикатора, .д,р- диаметр трубки и гибкого отрезка, E — длина трубки и гибкого отрезка.

Из этого уравнения следует условие поступления жидкости в индикатор

G «d„

--- » — -- " 3 (7)

Сила, действующая на индикатор вертикально вверх, в связи с неравенством площадей воздействия давления P иэ-за нижнего подвода гибкого отрезка, определяется по формуле л 2, °

N = - P . 51пО(4. (8.) где М вЂ” угол к горизонтали, создаваемый коленом гибкого отрезка.

Перемещение индикатора вниз гарантируется условием

+ и« бт, -. 4 + 14„р, вес пустого индикатора, вес гибкого отрезка с жидкостью1 усилие компенсационной пружины.

1. где 6ин

Gre

Условие гидравлического равновесия на уровне нижнего среза любой трубки

1 (Отсюда видно, что, при .постоянных величинах Рр Н и g P должнь, было уменьшиться на величину П / и стать Р< за счет слива доли жидкос- .

) ти иэ индикатора. Расчет по формуле (,1) паказывает, что доля сливающей жидкости незначительна.

Р + Н. y = Р + h y (10) где h — расстояние от уровня жидкости в резервуаре до нижнего среза трубки.

При достижении уровня нижнего среза трубки )1 = О и формула принимает вид