Устройство для измерения расхода жидкости

 

Использование: градуировка резервуаров и эталонная выдача жидкости. Сущность изобретения: верхние горловины мерных емкостей заключены в коллекторную емкость и снабжены отверстиями по периметру . Датчики уровня установлены над уровнем отверстий. Горловины снабжены противопенными сетками. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э 6 01 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4809737/10 (22) 04.04.90 (46) 23.10.92, Бюл. N. 39 (71) Зкспериментальное научно-производственное кооперативное объединение

"Агат" (72) М.И.Горжельняк (56) Авторское свидетельство СССР

М 951079, кл. G 01 F 13/00, 1981, Изобретение относится к метрологии, а. именно к устройствам для непрерывного отмеривания и выдачи заданных объемов жидкостей.

Наиболее целесообразно испольэовать изобретение для высокоточной градуировки и дозирования жидкостей, например, бензина, молока, сока и других.

Известен дозатор в виде образцовой мерной емкости, представляющей собой цилиндрический бак, к которому на различных уровнях, в зависимости от диапазона измеряемых величин, присоединены мерные горловины с визуальными шкалами отсчета.

В дозаторе имеется узел слива, выполненный в виде сливного клапана, узел фиксации верхнего уровня жидкости, содержащий компенсатор, индикатор настройки, дрос- . сельный кран, насадку, предназначенные для устранения погрешности уровня, возникающий в результате воздействия подающей струи на зеркало поверхности жидкости в образцовой мерной емкости.

Особенностью этого дозатора является то, что он предназначен для ручного эталонного отмеривания жидкости в лабораторных условиях при заданной температуре и не,, Я,3 ÄÄ 1770760 А1 (54) УСТРОЙСТВО Д/1Я ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ (57) Использование: градуироака резервуаров и эталонная выдача жидкости. Сущность изобретения: верхние горловины мерных емкостей заключены в коллекторную емкость и снабжены отверстиями по периметру. Датчики уровня установлены над уровнем отверстий. Горловины снабжены противопенными сетками. 1 э.п. ф-л ы, 1 ил. может быть использован для непрерывного отмеривания и выдачи заданных обьемоа жидкости в автоматическом режиме.

Недостатком известного дозатора является то, что узел фиксации верхнего уровня жидкости сложен по конструкции и че обеспечивает быстродействия налива. хотя и обеспечивает плавность долиаа до фиксированного верхнего уровня.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является выбранное а качестве прототипа устройство для автоматического измерения объемного расхода жидкости, содержащее дае раздельные мерные емкости, в верхней части каждой из которых установлен узел фиксации верхнего уровня, аключающии 3-ходоBOA регулировочный вентиль и верхний патрубок, причем оба узла фиксации верхнего уровня жидкости имеют узел перелива, содержащий два регулировочных вентиля, верхние патрубки. две емкости для акопления избытка жидкости, переполняющие мерные емкости, даа датчика контроля переполнения коллектопных емкостей. соединенные с сигналиэаторами уровня, два воэдухопровода для выравнивания лерепа1770760 дов давления воздуха в коллекторных емкостях и водопроводы для отвода избытка жидкости из коллекторных емкостей в сопряженную с ними мерную емкость, а также трубопроводы для слива жидкости из мерных емкостей.

В нижней части мерной емкости установлен узел фиксации нижнего уровня, включающий нижний патрубок и Зх-ходовой регулировочный вентиль. Два узла фиксации нижнего уровня объединены двумя узлами налива-слива, содержащими по два регулировочных вентиля и выходной трубопровод, В описанном дозаторе жидкость поступает в одну мерную емкость через входной трубопровод узла налива-слива и через нижний патрубок узла фиксации нижнего уровня наполняет мерную емкость. При переполнении мерной емкости жидкость проходит через верхний патрубок узла фиксации верхнего уровня, поступает в соответствующую коллекторную емкость до уровня, ограниченного действием датчика контроля переполнения, воздействующего на сигнализатор уровня соединенный с блоком кодирования. После срабатывания сигнэлизатора уровня одновременно срабатывают регулировочный вентиль узла фиксации верхнего уровня и регулировочный вентиль узла фиксации нижнего уровня, которые фиксируют измеряемый объем жидкости в нейтральном положении, а избыток жидкости иэ коллекторной емкости через трубопровод сливается в другую мерную емкость, в которую через необходимое для слива время поступает жидкость из входного трубопровода через узел налива-слива и свой узел фиксации нижнего уровня.

Недостатком известного устройства является следующее. В узле фиксации верхнего уровня неизбежно появляются газовоздушные пузыри, собирающиеся в отсеках закрытых регулировочных вентилей, препятствующих свободному выходу газов из нэполняемой мерной емкости, Это влияет на точность измеряемого объема жидкости. К роме того. при дозировании необходимо задерживать жидкость на входе в мерную емкость на время, необходимое для полного слива жидкости из коллекторной емкости, что снижает быстродействие дозатора.

Целью изобретения является повышение точности доэирования жидкости и быстродействия устройства в целом. э также исключение влияния пенообраэования в жидкости и улучшении технологичности изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения расхода жидкости, содержащем мерные емкости с верхними и нижними горловинами, коллекторный трубопровод, соединяющий верхние горловины, трубопроводы подачи и слива с эапорными устройствами и свя занные с ними датчики контроля уровня, верхние горловины мерных емкостей размещены внутри коллекторного трубопровода, выполненного в виде емкости и снабжены отверстиями, расположенными на одном уровне по периметру горловины, Датчика контроля уровня расположены над уровнем отверстий горловины, причем в верхней и нижней частях мерных емкостей расположены введенные датчики ограничения скорости налива и слива. связанные с запорными устройствами, Кроме того мерные емкости дополнительно снабжены противопенными сетками, установленными над верхними горловинами.

Сопоставительный анализ признаков предлагаемого решения и прототипа показывает, что отличительные признаки обеспечивают достижение поставленной цепи, а именно полный и быстрый налив и плавный долив мерных емкостей с одновременными выходом газов из них. Наличие отверстий по периметру горловины мерной емкости гарантирует плавность слива избытка жидкости до фиксированного уровня т.е, до нижних кромок отверстий. Наличие на горловинах датчиков контроля уровня, связанных с запорными элементами, позволит автоматизировать процесс дозирования жидкостей, Известные технические решения не обеспечивают быстрого и плавного долива и не позволяют производить высокоточное и непрерывное доэирование жидкости.

На прилагаемом чертеже представлен пример выполнения предлагаемого устройства для измерения расхода жидкости.

Устройство содержит две мерные емкости 1,2 с удлиненными горловинами 3,4, заключенными в коллекторную емкость 5.

На боковых поверхностях горловин 3,4 по периметру на одном уровне выполнены отверстия 6,7. Над горловинами 3,4 выше отверстий 6,7 установлены датчики контроля уровня 8,9, Дно коллекторной емкости 5 может быть выполнено воронкообразным с отверстием 10, к которому подсоединенэ сливная труба 11. Нэд верхними горловинами 3 и 4 в случае работы с пенообрээующими жидкостями устанавливаются противопенные сетки 12 с мелкими ячейками.

1770760

10

20

30

Принципиально устройство может быть выполнено с подачей жидкости снизу в мерные емкости 1,2 и сверху — в горловины 3,4 мерных емкостей. Г!ервый вэриант изображен на чертеже. Мерные емкости 1,2 в нижних своих частях сообщены с трубопроводом 13.для подачи жидкости через запорные элементы 14,15, например, клапаны, обеспечивающие поочередную подачу жидкости в каждую из мерных емкостей 1,2, Датчики контроля уровня 8,9 также связаны с запорными элементами 14 и 15 соответственно. В верхних частях мерных емкостей 1 и 2 установлены датчики 16 и 17 ограничения скорости налива, связанные с . зэпорными элементами 14 и 15. В нижних частях мерных емкостей 1 и 2 установлены датчики 18 и 19 агрэничения скорости слива, связанные с запорными элементами 20 и 21, установленными нэ трубопровод 22, присоединенный к нэсосу 23. Нижние горлавины 24 и 25 мерных емкостей 1 и 2 снабжены водоуказательными окнами 26 и 27, датчиками отсечки номинального объема жидкости 28 и 29, установленными на уровне соответствующих рисок, нанесенных на водоукэзательных окнах 26 и 27 и связанными с запарными элементами 20 и 21, э также датчиками контроля утечки 30,31,32 и 33.

В трубопроводе подачи жидкости установлен насос 34, к которому подсоединенэ также сливнэя труба 1". B сливной трубе 11 установлен обратный клапан 35. Над отверстием 10 сливной трубы 11 установлена сетка 36 для задержки пены. Коллекторнэя емкость 5 в верхней части снабжена дыхэтельным клапанам 37. На трубопроводе 13 установлен температурный датчик 38.

Такая конструкция устройства обеспечивает точную непрерывную дозировку жидкости.

Для автомэтизэции процесса дазирования все датчики соединяются с блоком управления, например, микропроцессором (на чертеже не показан), и позволяют автоматически контролировать дозиравание, а тэкже отключать подачу жидкости в мерную емкость при поступлении нэ запорный элемент сигнала с датчика контроля уровня.

Для осуществления поочередного налива в мерные емкости и непрерывности процесса дозировэния устройство может быть снабжено соответствующими известными средствами управления. например, на основе микропроцессора.

В описанной конструкции устройства применены метралогически аттестованные мерные емкости, которые эа счет описэнных выше конструктивных особенностей, позволяют осуществлять эталонное дазирование жидкостей, попеременно пра взводимое в каждой из емкостей, за счет чего достигается непрерывность г nr цессэ.:"1ри этом возрастает быстродействие сэма о процессэ дозирования. тэк как при заполнении одной емкости происходит слив из другой.

Использование единой коллекторнай емкости для двух мерных емкостей искл ючзет применение сложных регулировочных вентилей в узле фиксации верхнего уровня. жидкости. При этом также упращлется отвод газов или воздуха из наполненной мерной емкости, Выполнение отверстий по периметру горловины емкости позволяет осуществлять плавный и быстрый долив жидкости в мерную емкость, что также повышает точность и быстродействие устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Для дозирсвэния жидкости начинает заполняться одна из мерных емкостей, например, емкость 1, в это время другая мерная емкость 2 остается незаполненной.

Заполнение осуществляется через подводящие трубопроводы с помощью насоса 34.

Открывэется зэпорный элемент 14, установленный нэ трубопроводе 13, и жидкость поступает в мерную емкость 1 через горловину

24. При достижении уровнем жидкости датчика 16 ограничения скорости налива запорный элемент 14 начинает прикрываться, После заполнения мерной емкости 1 жидкость попадает в верхнюю горловину 3 и, достигая датчика 8 контроля уровня, вызывает его срабатывание, сигнэл с датчика 8 поступает на зэпорный элемент 14, который закрывэется, прекращая подэчу жидкости в мерную емкость 1, Противопеннэя сетка 12 задерживает образовавшуюся пену над верхней горловиной 3 при дозировэнии, например, молока или дизтоплива. Излишек жидкости в верхней горловине 3 через отверстия 6 сливаетcsl в коллекторную емкость 5, тем самым устанавливается точно верхний уровень жидкости в мерной емкости 1 па нижним кромкам отверстий 6.

Излишек жидкости через отверстие 10 в коллектарной емкости 5 и сливную трубу 11 попадэет на вход насоса 34.

Дыхательный клапан 37 предназначен для поддержания постояннога давления в коллекторной емкости 5.

Обратный клапан 35 препятствует проникновению газов, выделяющихся иэ жидкости, из коллекторнай емкости 5 через трубу 11 нэ вход насоса 34. Температурный дэтчик 38 введен для учетэ измельчения

1770760 вместимости мерных емкостей 1 и 2 от влияния температуры входящей жидкости.

Далее. открывается запорный элемент

20 и через трубопровод 22 с помощью насоса 23 происходит опорожнение мерной емкости 1. При достижении уровнем жидкости датчика 18 ограничения скорости слива запорный элемент 20 начинает прикрываться и окончательно закрываться при достижении уровнем жидкости датчика отсечки номинального объема 28.

В то же время в случае необходимости дозирования следующего объема жидкости открывается запорный элемент 15, и через трубопровод 13 происходит заполнение мерной емкости 2 аналогичным образом, и весь процесс повторяется, обеспечивая непрерывную дозировку жидкости.

Датчиками 30 и 32 осуществляется контроль по времени протечек запорных элементов 14 и 10 соответственно.

Предусмотрена возможность наблюдения за работой устройства через воздухоуказательное окно 26, на котором нанесены риски номинального объема и допустимых отклонений.

Использование предлагаемого технического решения не только повысит точность измерения объемов жидкости в автоматическом режиме, но и быстродействие в сравнении с прототипом, Последнее достигается эа счет исключения времени наполкения коллекторной емкости жидкостью и слива ее самотеком по трубопроводу сложной конфигурации, как это имело место в прототипе.

Сравнительные модельные испытания показали, что производительность предлагаемого устройства увеличивается в 2-4 раза в зависимости от степени пенообразования жидкости и объема резервуара.

При этом также обеспечивается воз5 можность с точностью до 0,05% и свыше производить эталонное дозирование, осуществляемое за счет исключения образования газовоздушных пузырей, образующихся в отсеках регулировочных

10 вентилей и исключения трубопроводов сложной конфигурации.

Формула изобретения

15 1, Устройство для измерения расхода жидкости, содержащее две мерные емкости с верхними и нижними горловинами, коллекторный трубопровод, соединяющий верхние горловины, трубопроводы подачи и

20 слива с запорными устройствами и связанные с ними датчики контроля уровня, о т л ич а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения точности и быстродействия, верхние горловины мерных емкостей размещены внутри

25 коллекторного трубопровода, выполненного в виде емкости, и снабжены отверстиями, расположенными на одном уровне по периметру горловин, датчики контроля уровня расположены над уровнем отверстий, при30 чем в верхней и нижней частях мерных емкостей расположены введенные датчики ограничения скорости налива и слива, связанные с запорными устройствами.

35 2, Устройство по п.2, о т л и ч à ю щ е ес я тем, что мерные емкости дополнительно снабжены противопенными сетками, установленными над верхними горловинами, 1770760

Составитель M. Кульматицкая

Техред М.Моргентал Корректор H.Áó÷oê

Редактор О.Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3733 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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