Гидростатический уровнемер

 

О П И -А"М-Й

Союз Советских

Социалистических

Республик

79 664

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11) Ь

4"

1 - .

r ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.11.78 (21) 2683о31/18 10 с присоединением заявки лх (23) Приоритет (51)M. Кд.

6 01 F 23/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.01.81 Бюллетень М 2 (53) ЯК 681.128. .43 (088.8) Дата опубликования описания 15.01.81

, (72) Авторы изобретения

В. А. Писарев и А. С. Сидоров

Всесоюзный проектно. конструкторский и научно — исследовательский институт автоматизации пищевой промышленности

"Пищепромавтоматика" (71) Заявитель (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВ НЕМЕР

Изобретение относится к приборостроению и может применяться для измерения уровня жид- . костей с непостоянной плотностью. .. В известном сигнализаторе уровня жидкости с целью устранения влияния плотности на линии

S выхода воздуха из сопла пйевмопреобраэователя установлен регулируемый дроссель, кинематически связанный через передаточный механизм с силовым элементом -сильфоном, полость которого с помощью импульсной линии соединена

1О с выходом пневматического преобразователя плотности 11).

Недостаток этого устройства заключается в том, что схемное решение его обуславливает нзличие погрешности автоматического регулиро15 ванна. Величина этих погрешностей зависит не только от точности изготовления рабочих поверхностей регулируемого дросселя, но и связана с тем, что расходные характеристики дросселя нелинейны, а устройства или элемент, а учитывающего эту нелинейность, в схеме йе содержатся.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гидростатический датчик уровня жидкости, который содержит упругий чувствительный элемент в виде сильфона, связанный через передаточный механизм, выполненный в виде двуплечего рычага, с указателем уровня. Для коррекции по плотности устройство дополнительно снабжено преобразователем плотности, выполненным в виде поплавка постоянного погружения, связанного посредством двух блоков и нити с механизмом изменения соотношения длин плеч рычага, выполненным в виде подпружиненной подвижной каретки (2) .

Недостатком этого устройства является то, что в нем не предусмотрена перестройка верхнего предела измерения, так как это связано с тем, что при различных значениях верхнего предела измеряемого уровня жидкости и при одинаковом диапазоне изменения ее плотности требуется различный ход каретки, что, в свою очередь, связано не только с заменой чувствительного элемента нли соотношения длин плеч рычага передаточного механизма, но и с изменением объема постоянно погруженного поплавка.

Кроме того, схемным решением не предусмотрено устранение погрешности измерения из-эа нелинейности характеристики механизма автоматической. коррекции по плотности, связанной с наличием веса толкателя и рычага, а также изменения длины плеча последнего.

Цель иэобретепия — повышение точности измерения и обеспе ение возможности настройки верхнего предела иэмерения уровня при изменении плотности жидкостй. 10

Поставленная цель достигается тем, что механизм автоматической коррекции по плотности снабжен соединенным с поплавком постоянного погружения пневмопреобразователем плотности, операционным умножителем и упругим силовым элементом и выполнен в виде двух рычагов, точки опоры которых располо)квны в одной плоскости с направлением действия сосредоточенного усилия, развиваемого упругим чувствительным элементом, один из которых кинематнчески связан с передаточным механизмом силового преобразователя, а второй ° с упругим силовым элементом и между собой через подвижную каретку, при этом упругий силовой элемент соединсп с выходом пневматического операционного умножителя, а вход последнего.— с двумя регулируемыми пневмосопротивлениями, одно нз которых сообщается с атмосферой, а второе подключено к преобразователю плотности. 30

На чертеже схематически изображен гидростатический уровнемер.

Урорнемер состоит иэ упругого чувствительного элемента 1, воспринимающего гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре 2, рычага 3, кинематическн связанного с упругим чувствительным элементом 1, и рычага 4 с передаточным механизмом силового преобразователя 5, Точки, опоры этих рычагов расположены в одной плоскости с линией действия сосредоточенного усилия, развиваемого упругим чувствительным элементом, на противоположных сторонах относительно ее. Между рыча- . гами установлена подвижная каретка б, которая посредством тяги 7 связана с упругим силовым

4$ элементом 8, выполненным в виде сильфона.

Полость этого снльфона соединена с выходом пневматического операционного умножнтеля 9, постоянный коэффициент которого больше единицы. Вход его подключен к регулируемому пневмосопротивлению 10, второй конец которого

S0 сообщается с атмосферой, и — к регулируемому пневмосопротивлению 11, второй конец которого подключен к выходу преобразователя плотности 12. Выходной сигнал преобразоваИ теля плотности — стандартный пневматическии.

Работает устройство следующим образом.

1 ндростатическое давление столба жидкости в резервуаре 2 воздействует на упругий чувствитель3 796664 4 ный элемент 1 и преобразуется в сосредоточенное усилие Р, вели вша которого пропорциональна высоте столба и плотности жидкостп в резервуаре 2, Сосредоточенное усилие, развиваемое упругим чувствительным элементом l, через рычаг 3, подвижную каретку 6 и рычаг 4 воздействует на передаточный механизм силового преобразователя 5. На выходе силового преобразователя образуется сигнал, величина которого пропорциональна сосредоточенному усилию, воздействующему на его передаточный механизм со стороны рычага 4.

При изменении плотности жидкости в резер. вуаре 2, например, увеличении и неизменном уровне ее в нем, сосредоточенное усилие, развиваемое упругим чувствительным элементом, увеличится. Так как высота столба жидкости в резервуара 2 остается неизменной, то и усилие

Р, воздействующее на передаточный механизм. силового преобразователя 5, должно остаться неизменным. Это обеспечивается соответствующим перемещением подвижной каретки 6 вдоль рычагов 3 и 4, Величина и направление перемещения подвижной кареткч б зависит от изменения величины избыточного давления воздуха в упругом силовом элементе 8, которое, в свою очередь, зависит от плотности жидкости в резервуаре 2.

При изменении плотности жидкости в резервуаре 2, например при увеличении на выходе .преобразователя плотности 12, на входе операционного умножителя 9 и в полости силового элемента избыточное давление воздуха также возрастет. Это приведет к увеличению на необходимую величину длины плеча Е,1 рычага 3 и уменьшению на такую же величину длины. плеча Р рычага 4, в результате чего усилие, воздействующее на псредаточный механизм силового преобразователя 5, уменьшается на величину, пропорциэнальную приращению нлотности жидкости в резервуаре 2 при неизменном ее уровне.

При максимальном значении плотности хад силового элемента 8 имеет максимальное значение. При каждом промежуточном значения плотности ход упругого силового элемента 8 прямо пропорционально зависит от величины избыточного давления воздуха, поступающего в его полость.

Величина минимального и максимального

V значении избыточного давления воздуха в полости упругого силового элемента 8 устанавливается при настройке операционного умножителя с помощью соответствующей регулировки постоянного коэффициента, величина которого больше единицы, Эта величина зависит от падения давления на пневмосопротивлении 10, а также от верхнего предела измерения преобразователя плотности 12.

796664 дылд

Составитель Н. Варнек

Техред А. Бойкас

Корректор Ю. Макаренко

Редактор А. Долиннч

Заказ 9757/57а Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Гндростатнческнй уровнемер, содержащий упругий чувствительный элемент, силовой преобразователь и механизм автоматической коррекции по плотности, включающий поплавок постоянного погружения, связанный с подвижной кареткой, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения и обеспечения возмо>кностн настройки верхнего лредела измерения уровня при изменении плотности жидкости, механизм автоматической коррекции по плотности снабжен соединенным с поплавком постоянного погружения пневмопреобразователем плотности, операционным умиожителем и упругим силовым элементом и выполнен в виде двух рычагов, точки опоры которых. расположены в одной плоскости с направлением

6 действия сосредоточенного усилия, развиваемого упругим чувствительным элементом, один иэ которых кинематически связан с передаточным механизмом силового преобразователя, а второй — с упругим силовым элементом и между собой через подвижную каретку, при этом упрутий силовой элемент соединен с выходом пневматического операционного умножителя, а вход последнего — с двумя регулируемыми пневмосопротивлениями, одно иэ которых сообщается с атмосферой, а второе подключено к преобразователю плотности.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 279087, кл. G 03 F 23/16, 2005.69.

2. Авторское свидетельство СССР М 482630, кл. G 01 F 23/14, 280274 (прототип).