Струйный датчик уровня жидкости

 

Ь Il И С А Н И Е (>958864

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.06.79 (21) 2775241/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 F 23/16

Гесударетввлнмй кемитет, СССР (53) УДК 681.128..5 (088.8) Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.82 ло делам лэвбретеним и етврмтий (72) Автор изобретения

Л. Н. Наволоцкий (7! ) Заявитель (54) СТРУЙНЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к приборостроению и средствам автоматики и предназначено для управления перекачкой жидкости в баки в случае, когда необходимо производить включение и отключение устройств наполнения бака при достижении в нем определенного заранее предусмотренного минимального уровня.

Известен струйный датчик уровня жидкости, который состоит из активного сопла с каналом питания и приемного сопла с каналом измерения, расположенных соосно на определенном расстоянии 11).

При расположении уровня жидкости в наполняемом баке ниже оси отверстия активного сопла и приемного, в пространстве между ними находится газовоздушная среда. В этом случае почти вся кинетическая энергия скоростного напора потока жидкости, истекающего из активного сопла, передается в приемное сопло, в котором она преобразуется в потенциальную энергию давления жидкости, используемую дальше для приведения в действие вторичных исполнительных устройств, управляющих перекачкой жидкости в заполняемый бак.

Струя жидкости, истекающая из активного сопла, в этом случае имеет форму расходящегося конуса с углом раскрытия

ы; — 3 .

Когда уровень жидкости в баке располагается выше отверстия активного сопла и приемного, истечение струи жидкости из сопла происходит в жидкую среду, вследствие чего энергия струи рассеивается, не достигая приемного сопла, и давление

to в канале измерения падает, что является сигналом для выключения вторичных исполнительных устройств.

Струя жидкости из активного сопла при этом также имеет форму расходящегося конуса, но с углом раскрытия а = 9 .

Недостатком этого датчика является то, что диапазон рабочих давлений, при которых датчик сохраняет работоспособность, ограничен величиной Рвх < 1,4 кгс/см . При дальнейшем повышении давления питания

zo дискретность сигнала уменьшается и может привести к ложным срабатываниям датчика.

Наиболее близким к предлагаемому по существу и достигаемому результату явля958864

20 которыми установленный направляющий ап- 25 ется струйный датчик уровня жидкости, содержащий соосно расположенные активное сопло с каналом питания и приемное сопло с каналом измерения, в пространстве между которыми, образующим камеру смешения, установлен направляющий аппарат в виде винтового завихрителя. Камера смешения соединена с баком через канал управления.

При наличии жидкости в пространстве между соплами угол раскрытия конуса струи жидкости из активного сопла увеличивается, в результате чего струя касается поверхности винтового завихрителя, закручивается и проходит мимо приемного сопла 12).

Однако это устройство характеризуется сложностью конструкции (наличие специального канала управления) и недостаточной дискретностью выходного сигнала.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих характеристик датчика за счет повышения дискретности сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в струйном датчике уровня жидкости, содержащем соосно расположенные активное сопло с каналом питания и приемное сопло с каналом измерения, в пространстве между парат, выполнен в виде решетки тонкостенных гидродинамических профилей, представляющих собой поверхности второго порядка, образующие между собой конфузорный канал, при э-.ом передние кромки гидродинамических профилей расположены от активного сопла на расстоянии А; =

=(6 — 8)dc и от оси датчика на расстоянии

hi = (0,6 — 0,8)dc где dc — диаметр выходного отверстия активного сопла;

А; — расстояние от среза сопла до передних кромок гидродинамических профилей;

h; — расстояние от оси датчика до передней кромки профиля.

На чертеже изображен предлагаемый струйный датчик уровня жидкости.

Струйный датчик уровня жидкости содержит активное сопло с каналом питания 1, приемное сопло с каналом измерения 2, расположенные соосно на расстоянии В друг от друга. Датчик устанавливается в баке 3 на уровне L, постоянство которого необходимо поддерживать. Для повышения дискретности выходного сигнала в проточную часть датчика (в пространство между соплами) установлен направляющий аппарат, выполненный в виде решетки тонкостенных гидродинамических профилей

4 и 5, представляющих собой поверхности второго порядка, например профиль 4 выполнен по лемнискатной кривой, а профиль 5 — no параболе, вследствие чего канал 6 в зазоре между профилями имеет конфузорную форму.

Профили 4 и 5 направляющего аппарата расположены в пространстве между соплами таким образом, чтобы между ними и струей жидкости образовывался зазор h; не менее (0,6 — 0,8) 4с, а передние кромки профилей установлены на расстоянии А; =

= (6 — 8) 4с, где dc — диаметр выходного отверстия активного сопла.

Указанные размеры обеспечивают максимальную величину дискретности сигнала, а форма профилей — плавное изменение направления движения струи жидкости.

Выполненный таким образом канал работает как эжектор, вследствие чего эффективность отклонения струи жидкости от оси датчика существенно повышается.

При расположении уровня жидкости L в баке 3 ниже оси отверстий активного сопла 1 и приемного сопла 2 в пространстве между ними находится воздушногазовая среда. В этом случае струя жидкости, истекающая из активного сопла, почти без потерь попадает в приемное сопло 2, в котором кинематическая энергия скоростного напора струи преобразуется в энергию давления и используется для приведения в действие вторичных исполнительных устройств.

При этом струя жидкости из активного сопла имеет коническую форму с углом раскрытия *1 3 при давлении питания Рщ, ——

= 0 — 30 кгс/см .

При расположении уровня жидкости L выше оси отверстий сопла 1 и 2 в пространстве между ними находится жидкая среда, имеющая значительно большую вязкость, в силу чего угол раскрытия конуса истекающей струи становится больше и составляет примерно 9 — 20 и более. В этом случае установленные соответствующим образом профили 4 и 5 отклоняют попадающую на их поверхность струю, независимо от колебаний давления питания, вызывая резкое падение давления в приемном сопле и канале измерения, приводящее к срабатыванию сигнальных исполнительных устройств.

Предлагаемый датчик исключает ложные срабатывания при колебаниях давления питания в широком диапазоне, где P „ =

= 1,4 — 30 и более кгс/см, что обеспечивает ему широкую область применения и высокую надежность автоматики, в состав которых входит указанный датчик.

Формула изобретения

Струйный датчик уровня жидкости, содержащий соосно расположенные активное сопло с каналом питания и приемное сопло с каналом измерения, в пространство между которыми установлен направляющий аппарат, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих характеристик

958864

Составитель Н. Варнек

Редактор H. Кнштулинец ТехредА. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 6768/55 Тираж 673 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 датчика за счет повышения дискретности сигнала, направляющий аппарат выполнен в виде решетки тонкостенных гидродинамических профилей, представляющих собой поверхности второго порядка, образующие между собой конфузорный канал, при этом передние кромки гидродинамических профилей расположены от активного сопла на расстоянии А! — — (6 — 8)dc и от оси датчика на расстоянии hi — — (0,6 — 0,8) dc, где де— диаметр выходного отверстия активного сопла; А! — расстояние от среза сопла до передних кромок гидродинамических профилей; h„ — расстояние от оси датчика до передней кромки профиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3590843, кл. G 01 F 23/14, 06.07.71.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2572212/18-10, кл. G 01 F 23/16, 18.0!.78 (прототип).