Патент ссср 303289
О П И С А Н И Е 303289
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 31.XII.1969 (№ 1390341/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 13Х.1971. Бюллетень № 16
Дата опубликования описания 2Л П.1971
МПК б Оlп 9/18
Комитет по делам ивооретений и открытий лри Сввете Министров
СССР
УДК 542.3(088.8) Авторы изобретения
А. Н. Дубовец, А. В. Акинин, Т. Г. Карпенко и Б. Г. Лях
Украинский заочный политехнический институт
Заявитель
ПЛОТНОМЕР
Р = Hpcpg
Изобретение относится к приборам для измерения плотности жидких сред.
Известен плотномер, в корпусе которого установлен поплавок. К верхней и нижней частям поплавка прикреплено по магнитному сердечнику, одич из которых находится внутри обмотки дифференциально-трансформаторного датчика, а другой — внутри электромагнитной катушки. Система автоматического регулирования, изменяя силу тока в электромагнитной катушке, возвращает поплавок в исходное положение.
Известный плотномер быстро выходит из строя при работе в жидких средах с твердыми включениями, поскольку жидкая среда с твердыми включениями расслаивается в приемной камере плотномера, и твердые частицы налипают на поплавок.
С целью повышения точности измерения и надежности в предложенном плотномере поплавок установлен в полом валу, заполненном неиспаряющейся жидкостью. Один конец вала, погруженный в исследуемую жидкость, соединен с герметичными камерами, отделенными от исследуемой жидкости эластичными мембранами, а другой конец — с приводным двигателем, обмотка питания которого подсоединена к выходу. компенсационного устройства.
На чертеже показан предложенный плотномер в разрезе.
Плотномер содержит ферромагнитный поплавок 1 с магнитным стержнем, помещенный в полый вал 2 (чувствительный орган), заполненный неиспаряющейся жидкостью. Перемещение поплавка фиксируется дифференциально-трансформаторным датчиком 8. Конец вала 2, погружаемый в исследуемую жидкость, 10 соединен с герметичными камерами 4, отделенными от исследуемой жидкости эластичными мембранами 5. ДpyroA конец вала 2 соединен с приводным двигателем б. Выход дифференциально-трансформаторного датчика
15 8 через усилитель 7 подсоединен к реверсивному двигателю 8, соединенному с движком автотрансформатора 9, питающего обмотку приводного двигателя б.
Работает плотномер следующим образом.
20 Чувствительный орган погружается в исследуемую среду. При этом на мембраны 5, установленные с внешней стороны герметичных камер 4, действует давление жидкой среды, равное
25 где H — глубина погружения центра мембраны в жидкую среду; р,р — плотность жидкой среды;
g — ускорение свободного падения.
303289
P
pcp—
Под действием силы P неисп ар яющаяся жич,кость, заполняющая чувствительный орган, выжимается из камер 4 и через проточные тракты поступает в полый вал 2. Вследствие этого перемещается вверх поплавок, плавающий на поверхности неиспаряющейся жидкости и являющийся плунжером датчика 8.
Поплавок при перемещении ввверх совмещается с нейтральной линией датчика, в датчике возникает сигнал разбаланса, который после усиления в усилителе 7 приводит в действие реверсивный двигатель 8.
Двигатель, перемещая ручку автотрансформатора 9, повышает напряжение на обмотках приводного двигателя б и приводит его во вращение. Приводной двигатель посредством фланцевого соединения начинает вращать полый вал плотномера вместе с герметичными камерами.
При вращении увеличивается давление неиспараяющейся жидкости в камерах на мембраны за счет центробежной силы Frr, величина которой равна
Г . m>2R где m — масса жидкости в камере;
ro — угловая скорость центра тяжести жидкости в камере;
R — расстояние центра тяжести жидкости от оси вращения.
Измерительная система плотномера настроена таким образом, что при смещении поплавка 1 вверх относительно нейтральной линии датчика 8 реверсивный двигатель 8 повышает напряжение на приводном двигателе б и увеличивает число оборотов его вала. При
"мещении поплавка вниз реверсивный двигатель 8 понижает напряжение на приводном двигателе б и уменьшает число оборотов его вала. Реверсивный двигатель не изменяет напряжение на приводном двигателе и не изменяет числа оборотов только в том случае, когда поплавок находится на нейтральной линии датчика 8. Объем неиспаряющейся жидкости в чувствительном органе подобран таким образом, что при вертикальном положении мембран 5 (когда на мембраны действуют снаружи и изнутри равные силы) поплавок 1 находится на нейтральной линии датчика 8.
В результате этого при увеличении давления на мембраны скорость вращения чувстви5
20 тельного органа плотномера возрастает до тех пор, пока увеличивающаяся центробежная сила, действующая на неиспаряющуюся жидкость внутри полого кольца, не уравновесит давление жидкой среды, действующее на мембраны снаружи. При уменьшении давления среды на мембраны скорость вращения чувствительного органа уменьшается до тех пор, пока центробежное давление, уменьшаясь, не станет равным внешнему давлению среды на мембрану.
Таким образом, любому внешнему давлению жидкой среды на мембрану соответствует строго определенное число оборотов чувствительного органа центробежного плотномера, при котором внешнее давление на мембрану компенсируется внутренним центробежным давлением неиспаряющейся жидкости.
Так как внешнее давление P на мембрану пропорционально при неизменной величине И (H = const) плотности жидкой среды, в которую погружен чувствительный орган плотномера, то плотность жидкой среды, в свою очередь, пропорциональна давлению, уравновешивающему силу внешнего давления на мембрану, и числу оборотов приводного двигателя, вращающего чувствительный орган плотномера.
Поэтому плотность среды может быть измерена при помощи тахогенератора 10 со шкалой, проградуированной в единицах плотности.
Предмет изобретения
Плотномер, содержащий поплавок с магнитным стержнем, дифференциально-трансформаторный датчик, измерительное компенсационное устройство и показывающий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности работы, поплавок установлен в полом валу, заполненном неиспаряющейся жидкостью, который одним концом, погруженным в исследуемую среду, соединен с герметичными камерами, отделенными от исследуемой среды эластичными мембранами, а другим — с приводным двигателем, оомотка питания которого подсоединена к выходу компенсационного устройства.
303289
Составитель Т. К. Родителева
Редактор Т. 3. Орловская Техред Е. Борисова Корректор T. А. Джаманкулова
Заказ 1726/1О Изд. Nа 687 Тираж 473 Подписное
11НИИПИ Комитете по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
