Устройство для измерения расхода жидкости
ОП ИСАНИЕ
Союз Советских
" Социалистических
Республик (11) 508233 ., ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ
Н ПАТЕНТУ (61) lottoлнительный к патенту (22) Заявлено13.03.73 (21)1893145/18-10 (23) Приоритет — (32) 17.03 722 с. (51) М, Кл.
G 01 У 13/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делан изобретений и открытий (оз) ФРГ (3l) Р221 319 3. 7 (53) УДК
681. 121.8 (088.8) (43) Опубликовано 25.03.76. Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания,20.04.76, Иностранцы
Кристоф Беекер, Вольфганг Мельцер, Рюдигер Ремер и Герхард Шиферштейн, (ФРГ) (72) Авторы изобретения
Иностранная фирма
Линде АГ", (ФРГ> (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ
Изобретение относится к устройствам для измерения расхода жидкости.
Известно устройство для измерения рас.хода жидкости. содержащее резервуар с подводящим и отводящим жидкость трубопроводами, емкостный датчик контроля и регулирования уровня, измеритель времени прохождения уровня между фиксированными значениями, связанный с вентилями, переключающими потоки жидкости.
Недостатком известного устройства является прерывание потока жидкости с помощью газовой подушки в процессе измерения и большая погрешность при измерении малых расходов низкокипящих жидкостей.
Цель изобретения — уменьшение габари.тов и упрощение конструкции.
Для этого в предлагаемом устройстве емкостный датчик контроля и регулирования уровня расположен внутри резервуара и частичн> погружен в жидкость, причем внутреннее пространство датчика уровня с одной стороны через спускной запираемый вентиль соединено с отводящим жидкос ь проводом, .s с другой стороны через впускной вентиль он соединен с резервуаром с жидкостью, при этом впускной и спускной вентили расположены внутри резервуара с жидкостью.
Основной принцип предлагаемого устрой5 ства основывается на зависимости емкосгн конденсатора от расположенного между заряженными поверхностями диэлектрика. В, данном случае диэлектриком служит жидкость, находящаяся в закрытом в отношении
1О камеры жидкости внутреннем пространстве конденсатора. Во время измерения расхода жидкости внутреннее пространство конденсатора соединено с отводящим жидкость про.водом через спускной вентиль, так что жид)5 кость может протекать из внутреннего пространства конденсатора в отводящий жидкость провод; так как жидкость служит диэлектриком, это приводит к постоянному изменению емкости, которое регистрируется
20 регистрирующим приспособлением.
Если внутри внутреннего пространства конденсатора предусматривают по меньшей мере две расположенные перпендикулярно друг над другом точки управления, то лег25 ко можно определить расход жидкости следу508231 ющим образом. Когда во время падения уровень жидкости проходит верхнюю точку управления, регистрирующее приспособление на основании имеющейся емкости приводит часовой механизм в действие. Этот часовой механизм выключается по истечении определенного времени, когда уровень жидкости з проходит вторую, расположенную под первой,. точку управления.
Из измеренного времени а1 и находяще- 1п гося между точками управления обьема
I ,д Ч можно определять очень точно расход жидкости 6V д 6 .
Посредством соответствующего выбора интервала объема д ч можно определять, 15 очень малые расходы жидкости. Йреимущественное выполнение области измерения предлагаемого устройства состоит в том, что размещают друг над другом несколько и точек управления на различных расстояниях,р и сочетают начало ипи выключение часового механизма с различными точками управления, При точках управления (и = t,". s,...,n) можно охватить, например, следующие области измерения: 26
П д
aV>: nt„,, зпу,: аб, ипя у:— п=1 41 и
Причем д% обозначает областьi объема между точкой (5 -1) и точкой М- упру»вления, а a+а — измеряемое время, требуемое дпя прохождения уровня жидкости в этой области объема.
На фиг. 1 показана основная схема вы-,ц полнения предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вертикальное поперечное сечение цилиндрического конденсатора, а также кривая, показывающая ход емкости C (,k), Изолированный, под вакуумом резервуар для 4О жидкого газа снабжен внутренней 1 и наружной 2 рубашками. Через проводьЦ 3
4 жидкий гаэ протекает в резервуар и при стационарной работе опять отводится через проводыI 5„6,и 7, еслй переключаемый спускной вентиль 8 открыт. Внутри резервуара для жидкого газа вертикально расположен заряженный цилиндрический конденсатор 9, снабженный наружной рубашкой 10, так что он частично находится в жидкости и частично в паровом пространстве резервуара.
Внутренняя полость цилиндрического конденсатора 9 с помощью провода 11 и переключаемого спускного вентиля 8 сое- 55 динена с отводящим жидкость проводом 6, а также посредством провода 12 и гпускнбго вентиля 13 - с жидкостной камерой реэервуара, вследСтвие чего конденсатор 9 заполнен жидкостью до уровня, указанного Ец
4 на фиг. 1. Кроме того, внутри конденсатора 9 предусмотрены точки управления 1418, две из которых в данном случае, а именно 14 и 18, соединены с часовым механизмом 19. Часовой механизм, со своей стороны, соединен с вентилями 13 и 8 с возможностью управления. Показывающее уровень жидкости приспособление 20 соединено с расположенным в подводящем жидкость проводе 3 вентилем 21 с возмож« ностью управления и поддерживает постоянным уровень жидкости внутри резервуара.
Элементы 22 и 23 устройства служат дпя предотвращения образования избыточного давления внутри резервуара для жидкого газа.
Вентиль 24 дает воэможность грубой дозировки расхода жидкости. При этом подводимое количество жидкости регулируется посредством показывающего уровень жидкости приспособления так, что внутри езервуара устанавливается всегда постоянный уровень жидкости.
На фиг. 2 показано вертикальное поперечное сечение применяемого цилиндрического конденсатора 9, состоящего из наружной рубашки 10 и концентрического сердечника 25. Емкость такого конденсатора вычиспязтся спаяуипяим образом Су<зЯзЕуу/
//д, * причем 4р означает абсолютную диэлектрическую постоянную, - относим тельную диэлектрическую постоянную, в данном случае, определяемую в кольцеобразном промежутке жидкости, Х вЂ” имеющуюся вертикальную высоту жидкости внутри кольцеобразного промежутка, 1 - радиус наружной рубашки конденсатора и - радиус концентрического сердечиика.
Внутри кольцеобразного промежутка расположено перпендикулярно друг над другом определенное количество (в данном случае четыре) кольцеобразных горизонтальных дисков (26-29). Радиус? этих дисков немного меньше, чем радиус Рь наружной рубашки, вследствие чего в зоне дисков остается только относительно небольшой кольцевой зазор между наружйым краем дисков и внутренней,, поверхностью рубашки конденсатора. Следует, что (1, — Ря ) намного меньше (1 „— l" ), Вертикальное
i расстояние между отдельными дисками различно, причем, .однако, объем АЯ между отдельными дисками каждый раз устанавливается самостоятельно, Кроме того, на фиг. 2 показано изменение емкости выполненного таким образом цилиндрического конденсатора 9 как функции времени ипи функции скорости падения находящейся в копьцеобразном промежутке цилиндрического конденсатора жидкости.
598.2Л;
Для получения этой кривой в качестве абсциссы приведена емкость, зарегистрированная посредством регистрирующего приспособления 26, и в качестве ординаты — вре Мя . Иэ кривой видно, чта в основном при линейном ходе имеются сравнительно большие скачки емкости в короткое времй ,в местах расположения дисков. Следовательно, в данной области изменение емкости по отношению к времени является очень @ большим. Большие скачки емкости используют для получения соответствующих электри1ческих сигналов для привода в действие ! и выключения часового механизма 19 за счет того, что, на;;ример, регистрирующее устройство 26 является предельным вык лючателем или соединено с предельным включателем.
Устройство работает следующим образом.
В стационарном состоянии, т,е„ если нет расхода жидкости, газ протекает через про воды 3 и 4 в резервуар, где он собирается и отводится посредством проводов 5,6 и 7 и через открытый спускной вентиль 8, при этом впускной вентиль 13 открыт и в кольцеобразной полости цилиндрического конденсатора 9 устанавливается уровень, одинаковый с уровнем в резервуаре.
Если время от времени должен быть измерен расход жидкости, та спускной вентиль 8 подкчючается к проводу 1 1 и впускной вентиль 13 закрывается. Теперь жидкость протекает иэ кольцеобразнаго промежутка цилиндрического конденсатора в провод 6, причем уровень жидкости между заЗЬ ряженными поверхностями конденсатора постоянно снижается. Вследствие этого изменя« ется емкость конденсатора, Когда уровень жидкости доходит до точки управления 18, 49 часовой механизм 19 автоматически включается и выключается тогда, когда уровень жидкости проходит точку управления 14.
Одновременно спускной вентиль 8 опять переключается к проводу 5 и впускной вентиль 13 открывается, чем восстанавливается стационарное состояние работы. Так как объем AV — кольцеобразного промежутка между точками 18 и 4 известен и время
64 падения уровня жидкости с точки 18 до точки 14 управления измерено, можно определить расход жидкости через провод 6,. т.е. AV: At.
Ч-.абы после измерения иметь вазможность дальнейшего непрерывного расхода жидко -.ти *.ерез отводящий жидкость провод, спускной вентиль выполняют как лереялючаюший вентиль, в результате чего простым переключением вентиля можно соедини ь атвадяший жидкость провод непосредственно или с закрытым внутренним пространством конденсатора или с камерой: жидкости.
С памошью соответствующих вариантов управления можно определить и другие рас,ходы, напр..мер, а.Ф., aV at unu
<ь 4 +.aV ):< <. -а ), "й и 1 4 и Ъ ". Область измерени"". зарисит в основном от пропускаемого количества жидкости и требуемой точности измерения. Посредством предлагаемого устройства можно точна определить количества очень набольших расходов непрерывного потока через — рубу или другую систему проводов. Кроме тога, можно определить очень точна и прерывные количества жидкости посредствам предлагаемого устройства. Формула изобретения 1. Устройства для измерения расхода жидкости, .содержащее резервуар с подводящим и отводящим жидкость проводами, емкостный датчик контроля и регулирования уровня, выполненный в виде электрического конденсатора, измеритель времени прохождения уровня между диксираванными значениями, связанный с вентилями, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрашения канстру-кции, уменьшения габаритов, емкастный датчик контроля и регулирования уровня расположен внутри резервуара и частична погружен в жидкость, причем внутреннее пространство датчика уровня с одной стороны через спускной запираемый вентиль соединено с отводящим жидкость проводам, с другой стороны через впускной вентиль ан соединен а резервуаром с жидкостью. 2. Устройство по п. 1, о т и и ч а,ю ш е е с я тем, что впускной и спускной вентили расположены внутри резервуара с жидкостью. С оставите ль С. Широченский Редактор Т. Иванова Техред М, Левицкая Корректор Н. Зинзикова Заказ /9О Тираж 86/ Поднисное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 Филиал ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
