Уравнительная труба гидростатического уровнемера

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1l! 5917 08 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.75 (21)2304915/18-1 (51) М. Кл. с присоединением заявки №

СГ 01 Р 28/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретеннй и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано05.02.78. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 25.01 78 (53) УДК 681.128. .4 (088.8) А. В. Бережной, В, И. Ларичев и Н. Н. Староселецкая (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УРАВНИТЕЛЬНАЯ ТРУБА ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО

УРОВНЕМ ЕРА

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах измерения уровня жидкости в емкостях, находящихся под давлением и работающих в условиях крена объекта относительно горизонта, например, в судовой автоматике для защиты по уровню судовых аппаратов и резервуаров.

Известны уравнительные трубы гидроста» тических уровнемеров, устанавливаемые в емкостях и резервуарах. которые располагаются над центром зеркала жидкости $1$.

Для учета креновой погрешности измерения такие уровнемеры оборудуются приспособлениями сложной конструкции, что снижает их надежность.

Известны уравнительные устройства для создания постоянного импульса по уровню в системах измерения и регулирования уровня в замкнутых сосудах с паровой фазой над измеряемым уровнем, выполненные в виде трубы, помещенной внутри сосуда выше уровня жидкости, Через трубу непрерыв но протекает жидкость из внешнего источ» ника в сосуд, Разность гидростатических давлений столбов жидкости в корпусе сосуда и в уравнительной труое воспринимается чувствительным элементом измерителя уровня P2).

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому .результату. При установке подобных уровнемеров на судах в условиях качки разность гидростатических

l0 давлений столбов воды в уравнительной трубе и в корпусе сосуда изменяется по закс>ну косинуса угла крена судна, что обусловливает значительную погрешность измерения уровня, приводит к появлению периодической

)5 возмущающей силы,.действующей на чувстъ- вительный элемент измерителя регулятора уровня, и может вызвать ложные срабатывания сигнализации и системы зашиты по уровню.

20 Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения уровня при наличии крена объекта, например судна, . Для достижения этой цели уравнительная труба выполнена из двух параллельных вет25 вей, расположенных в плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости объекта, симметрично относительно центра зеркала жидкости, и соединена с питающим коллектором, в котором между концами ветвей расположена качающаяся заслонка.

На фиг. 1 изображена предлагаемая уравнительная труба, общий вид; на фиг. 2узел соединения ветвей уравнительной трубы; на фиг. 3 - график зависимости относи,-тельной погрешности измерения уровня от угла крена и размаха ветвей.

Уравнительная труба состоит из двух цараплельных ветвей 1, соединенных с IIHтающим коллектором 2, качающейся заслон>5 ки 3, представляющей собой, например гластину, качаюшуюся на ос» 4, Bp»xpQTIJIQí÷îé к глухому концу коллектора 2, жестко закрепленного в корпусе сосуда 5. Коллектор подключен к внешнему источнику жидкости

6. Разность давлений столбов жидкости в корпусе сосуда 5 и уравнительной трубе i изл1еряется прибором 7.

В условиях качк1t при наклоне уравнп= тельной трубы заслонка 3 под действием силы тжкести, складывающейся после пачапь»oro отклонения засло»ки с гидродп= намической силой, перекрывает обращенную в сторону крена ветвь, подпитка происходит через вторую ветвь, расположенную вь»ие перекрытой над зеркалом жидкости.

Относительная погреш»ость измерения уровня определяется формулой:

Н, Н

ВН вЂ” = : . g g 1;-,.> + с> э

Н 7 где К - расстояние от среза трубы до зеркала жидкости при <С --О (действ»тел ьны и уро вен ь );

H — расстоя»ие от среза трубы до зер40

0 капа жидкости»риoCQ О (кажущийся уровень); с = — — приведе гный размах вотвеи; где

Cl

=гн

O — расстояние между осями си>лметрии ветвей; 45 с - угол крена.

Применение дополнительной ветви уравнительной трубы прибавляет к отрицательной погрешности 8! 1--Сайы-1 положительное слагаемое ц ь1н а,, тем салtûì уменьшая ее величину. Кривые 5 Н =k(w} дпя г, О

50 лежат выше кривой дпя Q -=О. Геометрически это объясняется приподыма»нем" среза ветви, противоположной крену, над остающимся горизонталь»ым зеркалом >кид55 кости и легко проверяется графически.

Влияние приведенного размаха О»а относительную »огре»»ность измерения в ус=повнях крена показано на фиг. 2. Увеличение а смешает величину ошибки в положи60 тельном направлении.

При выборе оптимальной величины 5 для резервуара, устанавливаемого на конкретном типе судна, необходимо в перв -.о очередь определить характерный эксплуатационный диапазон углов крена судна, зависящий от водоизмещения судна, его назначения и района плавания, Затем из семейства кривых дпч погрешностей при различных g следует выорать наименее отклоняющуюся от оси абсцисс в полученном диапазоне углов„ получив тем самым оптимальную величину 3 „°

Поскольку в судовых аппаратах и резервуарах (деаэраторах, конденсаторах, испаритеи вЂ;х, цистернах и т.д.) уровень поддержива=-. ется в определенных пределах, по средней вели чине Н и иолу че» ному с и, определяют тэазмах о ветвей уравнительной трубы.

При оптимальном значении размаха вет,вей уравнительной трубы относительная погрешность измерения уровня в диапазоне возможных при эксплуатации углов крена судна в среднем в три раза меньше, чем при исп оп ьзо »а»и» известного ус тройст ва.

Если не перекрывать заслонкой подпитку обраше»»ой в сторону крена (нижней) ветви трубы, то в верхней ветви уровень

:.",.;дкости »е дойдет до среза трубы, а установится но закону сообшаюшихся сосудов при:ep»o на уровне среза»иж»ей трубы, Раз»ица в уровнях в этом случае определ»тся вели иной гидравлического сопротивления течению подппточ»ой жидкости через иижикэю г>етгя- и вследствие незначительного расхода иа подпитку будет несушестве»на.

Иными словами, без перекрытия ветвей цель изобретен».t =- уменьшение погрешности измерения уровня — »е может быть достигнута.

Измерение уров»я жидкости в закрытом сосуде сводится к нзл1ерению разности гидростатических давпе»ий столбов >кидкости в корпусе сосуда и в уравнительной тру

6p., KoT0poe па>онори»о»аль»о poBHK) жидкос ти.

Формула изобретения

Урав»итепьная труба гидростатического уровнеме1эа, расположенная внутри сосуда выше измеряемого уровня жидкости, соединенная с внешним источником жидкости и жестко закрепленная в корпусе сосуда, о тли чаюшаяся тем„что,сцелью умеиыпення погрешности измерения уровня при наличии крена объекта, например судна, упомянутая труба выполнена из двух па эаппепьных ветвей, расположен»1 tx в плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости объекта, симметрично относительно центра зеркала жидкости и соединенных с

591708 питаюшим коллектором, в котором между концами ветвей расположена качаюшаяся заслонка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. патент США № 2347860, кл. 73-299, 1944.

2. Шифрин M. Ш. Автоматическое регулирование судовых паросиловых установок, Л., 1963, с, 52-55.

591708

О

-01

-02 .,оставитель H. Варнек

Техред Н. Андрейчук Корректор

Редактор H. Петрова

Заказ 578/34 Тираж 872 Подписное

Ш1ИИПИ 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. Проектная, 4