Датчик уровня жидкости
Союз Соевтсииа
Соцмалистическма
Респубпмн
« i666435 (6l} Дополнительное к авт. свид-ву
Х (51) М. Кл. (Я2) Заявлено 28.03.77 (21) 2468038/18-10 е присоединением заявки ¹ (23} Приоритет—
G 01 F 23/06
Гфеударатавяаый камятат
СССР ав делан язобратвяаЯ а атмрытай
Опубликовано 05.06.79. 6юллетень № 21 (53) УД К
681.128.82 (088.8) Дата опубликования описания OS,06.79 (УЯ) Лвторм изобретении
А. А. Савин и В. М. Зверев (71) Заявитель (54) ЛАТЧИК УРОВНЯ ЖИПКОСТИ
Изобретение относится к поплавковым датчикам уровня жидкости и может найти приме. пенис в химической, нефтяной и других отраслях промьпплепности.
Известны поллавковые датчики уровня, содержащие поплавок с MBFHHIHbtM экраном, вер- 5 тикальную измерительную трубу, в которой рас. положен поплавок, и измерительное устройство, при этом поплавок выполнен таким образом, что имеет минимальную поверхность контакта со стенками измерительной трубы при динами- 10 чески устойчивом равновесии поплавка !1).
Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является датчик уровня, содержащий чувствительный элемент в виде поплавка, снабженного игольчатыми упорами, расположенными взаимно перпендикулярно в плоскостях, перпендикулярных продольной оси поплавка, и расположенного в направляющей трубе, электромагнитный экран, заключенный в: поплавок,. дифференциально-трансформаторную катушку, расположенную вдоль направляющей трубы, и измерительное устройст- . во 121.
Однако известные устройства отличает низкая Иапежность работы в жидких средах; склонных и кристаллизации, TBK как в процессе работы в подобных средах на внутренней поверхности направляющей трубы образуются очаги кристаллизации, что приводит к эалипанию поплавка и отказам в работе уровнемера.
Цель изобретения — повьшгение надежности работы при измерении уровня кристаллнзующихся жидкостей, Поставленная цель достигается эа счет того, что электромагнитный экран закреплен на по- плавке с обеспечением динамической неустойчивости последнего, при которой центр тяжести поплавка располагается между центром его объемного водоизмещения и геометрическим центром поплавка.
Изобретение показано на чертеже.
На фнг. 1 представлен общий вид датчика уровня жидкости с динамически неустойчивым поплавком и преобразователем;на фиг. 2 н
3 — схема положения динамически неустойчивого поплавка информации индуктивного типа.
Х4т|1ик OG JG! f f пэ направляющей трубы Й, выпопнениой иэ иемагнитного материала, обмотки, возбуждения, измерительной обмотки 3, дп1амнческ11 неустойчивого поплавка 4 с злектржааг1п1тиым экраном 5 и упорами 6. Обмотка 2 Возбуждения и измерительная обмотка 3 расположены коаксиально вдоль измеряемого диапазона.
Измерительная обмотка 3 состоит иэ двух смежных секций, Включенных Встречно, каждая иэ которых вьп1олнеиа ступенчато через интервалы„равные длине электромагнитного экрана
5 поплавка 4. Иоспедний Выполнен в виде тонкостенного цилиндра из немагнитного материаап Облегченной консгрук1щи. На верхней и нижней частях поплавка закреплены упоры 6 игольчатого гила. Внутри поплавка 4 вдоль его ffpoдальной Осн закреплен электромзгш1тный1 э:» ран 5. СбмОгкй 2 БОЗбужцення н измерительная Обмотка 3 защищены герметичным чехлом, 20 ц;.:-".Он|им а нижней -.асти отверстие для пост ил|:!|Нл измеряем|н| жидкости 7 8 груб| бма Гка 3 ffoff fGJYJ |Г|ьэ к нЗмернгелькому п||нб0РУ 8
11ентр гяжег11 цо1|лавка 4 Определяется масGoff | .:1О>1О;: е|н|е., . эл|".1,„громагннгного экрана 5
f1f1JTpfl полл||НИ, Быб1|раемымн так, чтобы центр тяже:.:г . "Рас|1О1|аг;»лся между цен!ром Обь :.мно. г | |»|па.. .;,«1 е11ч; н г. О,,; | р,1ческим ценгром поплэ|| ;;я„1|рн этом ||;ffiinчс1< сганоннгся дина. ЗО
":.„-,-;.;::;",-::,р -або-fn»-; ..Сн |е цлм обоаэом. г!-;,,:Ga„;;:,||. - ..ереэ Gбgм,огкv 2 -.,Gç|Jóæäåfafa
; .Ре;.|;-;:Н|ый гон ао:бу.о1ле- элестромагн11тное пол- ., Gffff!Îf!Срное Вдоль днап."зона. Неремеше. 35 ння лонлав:;а 4. zf3-эа ВсгречнОГО соедшюннЯ fJJf ;.f f Jf f1fыч,»|. О||й gЩ начод11мь1е В иэмеРИ»
„рч 1»11 Обм|э . р 3 Pion»f,f GQ AGTKB 2, Вза|1мно
-"оь»ч|1|1|ръю-„ся и на Выходс-. датчика вылепя» ..- :;с:-„ де11„f a .1на Э ДС. ",.!n JJGJB! !чая g Jr змернTель- . 49
ИОй Обмог ;.е зпе|тгромагнйтным экраном 5> кот»эра", чч 1С|1четсп НР;|бором Я
П,|,:о||-|г.*;"Н1;1.nq ||Г|1И1го ОЧРЕДЕЛЯЕГСЯ JJGan
:-.С1ц1ем поплавка 4 в направляющей трубе 1.
O процессе pàáoTÈ на поплаВОк действует си- 45
Р ь тяжести G, прнлОженная В центре тЯжести С
_#_ ЙОдъемная сила Р, которая дейстВует В точ
1 .е Bpffs!Oжения вертикальной силы давления
Воды:" В, Являющейся деBTpo "4 Объемного ВО» доиэме.ценив.,И ак как поплавок л1шамнчески
ТО GH пер| м бетси B трубе 3 под некОтОрым
УГBGM.
В течение рабОты Внутрен1мя поверхность иа» вравляющей трубы т смачивается KGBIpGJJBp eMGÉ. $$ жидкостью 7. Если длительное время уровень вэмеряемОй жидкости остается BeF3MeHHbifM ил " изменяется с малОй скоростью, что харак терно для Ведения многих технОлогических
4 процессов, та иа стенках направляющей трубы над новерхностью раствора создаются благоприятные услоВия для кристаллизации остаткоВ раствора„в результате чего поплавок 4 механически соединяется со стенкой трубы в точке
A контактирования (узел кристаллизации).
Если жидкость опускается ниже верхнего упора 6 поплавка 4, то на поплавок относительно точки А действует вращающий момент
8 В ьтп(ск ), 8Р (t) где с — расстояние между точкой кристаллизации А и центром тяжести поплав- ка С; а — угол наклона поплавка относительно оси направляющей трубы 1; — угол между продольной. осью поплавка 4 и отрезком, соединяющим точку кристаллизации А с центром тяжес. ти поплавка С.
Этот момент приводит к повороту поплавка
4 относителы1о точки А и разрушению узла кристалл н за цни.
Для динамически устойчивого поплавка, располагающегося вертикально в трубе 1, и для которого всегда центр тяжести С расположен ниже центра водоизмещения В, в аналогичных условиях действует момент
N=Q K sfn) (2)
«Лэ выражений (1) и (2) видно, что Mffp ) М, лрн этом ВРашаюший момент Мвр воздействует эффективнее на разрушение узла кристаллизации по сравнению с моментом М,, действующим на отрыв.
Если жидкость поднимается выше верхнего упора 6 поплавка 4, то центр водоизмещения
В перемещается в геометрический центр поплав- . ка и становится вьпие центра тяжести С. В этом случае.на поплавок 4 действует Выталкивающая сила FJJ
w =т -Q
В|
Ю и Вращающии момент
И =Я.Sfndi ° Ь С
9р (.ф)
Вращающий момент стремится повернуть поплавок в Вертикальное положение и способствует разрушению узла кристаллизации, На динамически устойчнвь1Й поллавак в аналогичных условиях действует только выталкивающая сила, Ч аким образом, как при повышении,. так Й при понижении уровня жидкости подвижность динамически неустойчивого поплавка по сравнению,с динамически устойчивым выше, что способствует более надежной работе датчика уровня.
Ври этом поплавок самостоятельно разрушает узлы криствллнзвции, возникающие из Остат. ков раствора иа стенках направляющей трубы
Я г
Составитель А. Афонин
Техред М, Келемепт Корректор И. Стец
Редактор С. Головенко
Заказ 3704/53 Тираж 865 Подписное
ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и1открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., g. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в точках соприкосновения ее с поплавком и практически беспрепятственно перемещается внутри направляющей трубы, фиксируя измеряемый уровень жидкости склонной к кристаллизации.
В результате повышается надежность работы поплавкового уровнемера при измерении уровня кристаллиэующихся жидкостей.
Формула изобретения
Датчик уровня жидкости, содержащий поплавок, расположенный в вертикальной направляющей трубе иэ немагнитного материала и снабженный упорами, электромагнитный экран, закрепленный на поплавке, дифференциальнотрансформаторную катушку, установленную вдоль иаправшпащей трубы по высоте иэмеряемогс уровня,, и измерительный прибор, о тличающийся тем,что.сцельюповышенк» надежности работы при измерении уровня крнсталлиэующихся жидкостей, электромагнитный экран закреплен на поплавке с обеспечением динамической неустойчивости последнего, прн которой центр тяжести поплавка рас1ч полагается между центром его обЬемного вода» измещения и геометрическим центром поплавка.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Н4 3389603, кл, 73-308, 1969.
2. Авторское свидетельство СССР М 528452, кл. G 01 F 23/12, 1974.
