Пневматический сигнализатор уровня границы раздела двух жидкостей

 

Ц (!

J (О П И С А Н И Е 279088

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08 1У.1969 (№ 1318958/18-10) с присоединением заявки ¹--Приоритет

Опубликовано 21.т 111.1970. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 23.XI.1970

Кл. 42е, 33

М П К б 011 23/14

УД1(681.128.5 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

A. И. Кингерлинский и Б. П. Старков

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности

Заявитель

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ГРАНИЦЫ

РАЗДЕЛА ДВУХ ЖИДКОСТЕЙ

Настоящее изобретение относится к области сигнализации уровня границы раздела двух жидкостей пневматическими средствами.

Известны пневматические сигнализаторы уровня границы раздела двух жидкостей, содержащие дифференциальный барботажпый датчик, выполненный в виде двух трубок различной длины, подключенных соответственно к положительной и отрицательной камерам пневматического преобразователя.

Однако известные пневматические сигнализаторы не позволяют достаточно точно контролировать уровень границы раздела двух жидкостей, вследствие несовершенства конструкции датчика и применяемой вторичной пневмоаппаратуры.

В предлагаемом сигнализаторе для повышения точности нижний конец короткой трубки выполнен в виде капилляра, а выход гшевматического преобразователя соединен с положительной камерой мембранного порогового элемента, отрицательная камера которой соединена с выходом задагчика давления.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого сигнализатора, принцип действия которого основан на реагировании чувствительного органа сигнализатора на изменение величины поверхностного натяжения границы уровня раздела.

Сигнализатор содержит барботажные трубки 1 и 2, формирующие дифференциальный барботажный датчик и расположенные внутри резервуара, причем нижний конец более короткой трубки выполнен в виде капилляра 8.

Выходы барботажных трубок 1 и 2 соединены соответственно с положительной и отри10 цательной выходными камерами трехмембранного элемента 4 сравнения, выход которого соединен с положительной входной камерой трехмембранного порогового элемента 5, отрицательная входная камера которого соедп15 непа с выходом задатчика б давления. Дроссели 7 включены на линии барботажных трубок. Нижнее выходное отверстие капилляра располо кено выше, а выходное отверстие второй барботажной трубки — ппже заданного

20 уровня раздела между двумя жидкостями.

Нижней жидкостью является, например, вода, а верхней — бензин.

При выдавливании пузырька воздуха пз узкого капилляра в жидкость поверхностное

25 натяжение о на границе с той же жидкостью, куда выпускается капля, пропорционально наибольшему перепаду давления Р, необходимому для выдавливания капли.

Принимая во внимание первый закон Лап30 ласа для избыточного кап ллярпого давления

279088

Составитель В Тимофеев

Редактор С. И. Хейфиц Тсхрсд А. А. Камышникова Коррсктор Л. Л. Евдонов

Заказ 3251!4 Тираж 180 Г1одписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунов», 2 (для капли сферической формы) и гндростатнческое давление, находим:

ЛР = o + 6 (рт — р2) g, г (1)

r — радиус капилляра, сл; и — величина поверхностного натяжения, эрг/сл-, 6 — глубина погружения капилляра, сии, о. н о — плотности первой и второй фаз, г/сла, 0 — ускорение силы тяжести, сл/сек-, AP — максимальный перепад давления.

Нижний конец барботажной трубки 2 установлен выше конца трубки 1 на такую величину h (h = 12 — 15,ил), чтобы в тот момент, когда граница раздела двух жидкостей находится ниже конца барботажной трубки I, давление Р> на выходе барботажной трубки 1 было бы больше давления Р2 на выходе барбота>кной трубки 2 на 10 — 12 лл вод. ст. Тогда разность давлений Р> Р =10 — 12 лл вод, ст., усиливаясь на элементе 4 сравнения, коэффициент усиления которого равен 1(, поступит на вход порогового элемента 5. Величина выбирается такой, чтобы удовлетворялось неравенство вых= (т а) 1((H и Рвых:О, (2) где Π— величина порога срабатывания элемента 5, задаваемая задатчиком б.

Когда уровень воды в резервуаре повысится настолько, что граница раздела между водой и бензином коснется торца капилляра 8, то в силу равенста (1) давление Р получит скачкообразное приращение на величину, равную примерно 25 — 30 лл вод. ст. При этом удовлетворится неравенство Р,)Р,.

В рассматриваемом случае, когда нижней жидкостью является вода, а верхней — бензин, разность P — Р, составляет примерно 15 лл

Рт. ст. Эта разность, усиливаясь IB элементе сравнения 4 на величину, поступит на вход

10 порогового элемента 5.

При движении границы раздела вода — нефтепродукт от торца трубочки 1 к торцу капилляра 3 происходит приращение давления Р, на величину 1 — 1,5 лл вод. ст., но это прира15 щение незначительно по сравнению с приращением давления Р>, вызванного соприкосновением границы раздела с торцом капилляра.

В момент соприкос11овения границы раздела двух жидкостей с торцом капилляра 8 про20 исходит срабатывание сигналнзатора, Предмет изобретения

Пневматический сигнализатор уровня границы раздела двух жидкостей, содержащий

25 дифференциальный барботажный датчик, выполненный в виде двух трубок различной длины, подключенных соответственно к положительной и отрицательной камерам пневматического преобразователя, отлача ои(айся. тем, что, 30 с целью повышения точности, в нем нижний конец короткой трубки выполнен в виде капилляра, а выход пневматического преобразователя соединен с положительной камерой мембранного порогового элемента, отрицатель35 ная камера которого соединена с выходом задатчика давления.