Патент ссср 157554

 

Класс G 01п; 42l, 1,а № 157554

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СВ1 () 3 1/5 g! Я

It4 Тг. т;."

А. Д. Нестеров Щ P1-,. .

saa.,„;,- „,-...

АВТОМАТ И Ч ЕСКИ Й ПЛОТЬ6НйБ4 .

Подписная группа Лв 178

Заявлено 24 января 1962 г. за ¹ 76)418/23-5 в Комитет по делам изобретений н открытий при Совете й1инистров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений н товарнык знаков» № 18 за 1963 г.

Известен автоматический плотномер с температурной поправкой для измерения плотности жидкостей, содержащий измерители мембранного типа и вторичный прибор.

Предлагаемый плотномер отличается от известного тем, что он выполнен в виде системы из двух мембранных блоков, полости которы.;. соединены трубкой через встроенный в нее дроссель для сглаживания возмущений от гидравлических ударов в измерительной камере и заполнены эталонной жидкостью, образуя замкнутый объем. Благодаря такой конструкции прибора повышается точность измерения.

На чертеже приведен предлагаемый плотномер в разрезе.

Цилиндрический корпус I герметически закрыт крышкой 2. К крышке 2 на кронштейне 8 в вертикальном положении жестко прикреплены две мембранные коробки с мембранами 4 и 5 из тонкой листовой резины. Расстояние между центральными осями мембран постоянно и равно Н.

Внутренние полости мембранных коробок соединены между собой трубкой б с встроенными в нее дросселем 7. Через вентили 8 внутренние полости мембранных коробок и соединительную трубку заполняют эталонной жидкостью так, чтобы не осталось пузырьков воздуха. Объем эталонной жидкости для данного,плотномера определенный. В качестве эталонной жидкости .применяют жидкость с известной плотностью, например, при измерении плотности мисцеллы на маслоэкстракционных заводах эталонной жидкостью служит бензин с плотностью 0,71 г!с.из. жесткий центр мембраны 5 через шток 9 связан с коромыслом 10 пневматического преобразователя. Сильфон 11 служит для вывода жидкости из рабочей камеры.

М 157554 — 2—

Под действием перепада давления в трубопроводе, создаваемом устройством 12, часть протекающей по трубопроводу жидкости постоянно поступает .по трубе 18 в измерительную камеру и выходит из нее по трубе 14. При этом рабочая камера плотномера должна быть полностью заполнена измеряемой жидкостью.

При изменении плотности жидкости, проходящей через измерительную камеру прибора, на мембрану 5 будут действовать в противоположных направлениях разные по величине усилия, пропорциональные изменениям плотности измеряемой жидкости. Снаружи на мембрану 5, являющуюся чувствительным элементом прибора, будет оказывать давление измеряемая ькидкость, определяется оно,по формуле

P = PpF, (1) где: Р,— давление измеряемой жидкости в камере прибора;

F — эффективная площадь мембраны 5.

Изнутри на мембрану 5 будет действовать усилие, передаваемое ей эталонной жидкостью, определяемое по формуле

Pi — — PpF + HF (g — о) (2) где: H — расстояние между центральными осями мембран, у — плотность измеряемой жидкости, уо — плотность эталонной жидкости.

Разность усилий, действующих в противоположных направлениях на мембрану 5, будет равна

P — P = PpF -+ HF (у — 7в) — PpF, (3)

Обозначив (Р, — Р) через ЛР, (у — Vp) через Лу, получим

ЬР = НРЛу (4)

Так как величины H u F для данного плотномера .постоянны, то из равенства (4) видно, что разность усилий, действующих на мембрану 5, будет .пропорциональна изменениям .плотности измеряемой жидкости.

При повышении плотности измеряемой жидкости под действием силы, возникающей от разности усилий АР, мембрана 5 переместится вправо.

Это перемещение через шток 9 повернет коромысло 10 вокруг опоры 15 против часовой стрелки. Установленная на коромысле 10 заслонка 1б прикроет сопло 18.

Изменение давления на выходе сопла через пHевмоусилитель 17 вызовет увеличение давления в мембранной коробке 19 обратной связи, при этом увеличится сила, передаваемая мембраной обратной связи через толкатель 20, рычаг и ролик 21 на коромысло 10, которая повернет коромысло по часовой стрелке и отведет заслонку от сопла. Давление в мембранной коробке 19 будет повышаться до тех пор, пок» сила, развиваемая мембраной обратной связи, не уравновесит усилие, полученное на мембране 5 вследствие изменения плотности.

При уменьшении плотности измеряемой жидкости мембрана 5 переместится влево, зазор между соплом и заслонкой увеличится. Давление в мембранной коробке 19 будет уменьшаться до тех пор, пока не восстановится равновесие сил, действующих на коромысло. Таким образом, давление в мембранной коробке 19 будет пропорционально плотноти измеряемой жидкости.

В качестве измерителя применен манометр 22, шкала которого проградуирована в единицах плотности.

Сущность температурной поправки заключается в том, что измеряемая жидкость, омывая мембранные блоки и соединительную трубку, заполненные эталонной жидкостью, охладит или нагреет эталонную жидкость до собственной температуры, при этом разность плотностей (у — yo) измеряемой и эталонной жидкости не будет зависеть от температуры.

Использование в приборе пневматической силовой компенсации позволяет уменьшить рабочий ход мембраны 5 до малых величин. Это позволяет сделать высоту мембранных коробок измерителя незначительной и, следовательно, сократить объем эталонной жидкости. Малый же объем эталонной жидкости дает малое приращение объема при изменении температуры.

Так как приведенная жесткость мембраны 5 за счет жесткости сильфона вывода и компенсационного устройства несоизмеримо больше жесткости мембраны 4, то изменение ооъема эталонной жидкости от изменения температуры будет компенсироваться только перемещением мембраны 4 и не будет сказываться на перестановочном усилии чувствительного элемента прибора.

Как видно из равенства (3), плотномер позволяет измерять плотности под давлением или разрежением. Установка мембраны в вертикальном положении исключает влияние осадков, выпадаемых из загрязненных жидкостей, на точность измерения.

Предмет изобретения

Автоматический плотномер с температурной поправкой для измерения плотности жидкостей, содержащий измерители мембранного типа и вторичный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он выполнен в виде системы из двух мембранных блоков, полости которых соединены трубкой и встроенным в нее дросселем для сглаживания возмущений от гидравлических ударов в измерительной камере и заполнены эталонной жидкостью, образуя замкнутый объем.

¹ 157554

| !

Сос>авитсль И. Рассохина

Редактор Л. К. Ушакова Техред А. А. Кудрявицкая Корректор О. Б. Тюрина

Поди. к печ. 13/IX — 63 г. Формат бум. 70 >(108 />g Объем 0,35 изд. л.

Зак. 2336/7 Тира>к 850 Цена 4 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изооретенпй и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4.

Типография, пр. Сапунова, 2.