Поплавковый плотномер жидкостей
Патент 1749762
Авторы
Классы МПК
Поплавковый плотномер жидкостей
Иллюстрации
Реферат
Использование: приборостроение, химическая , нефтехимическая и пищевая промышленность . Сущность изобретения: плотномер содержит измерительную систему с поплавком, рычагом с упругим гермовыводом и опорой вращения, а также блок преобразования усилия в выходной сигнал, содержащий рычажную систему с опорами вращения и систему силовой компенсации с сильфонами обратной связи. Рычаг и опоры вращения блока преобразования усилия в выходной сигнал совмещены с рычагом и опорой вращения измерительно системы. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (н)э 6 01 N 3/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Р) 7 "
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4808778/25
{22) 02.04.90 (46) 23.07.92. Бюл, М 27 (71) Воронежское опытное конструкторское бюро автоматики Научно-проиэводственного обьединения "Химавтоматика"
{72) Е. Ф. Шполянский, И. Л. Морозова и Г. Л. Заграй (56) Кузьмин С. Т. Промышленные приборы и средства автоматизации в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. — M. Химия, 1987, с. 69-71.
Кавалис С. С. Плотномеры. — М.: Энергия; 1980, с, 186 — 187.
Изобретение относится к приборостроению и может найти применение в химической, нефтехимической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.
Известен плотномер жидкостей, содер:жащий измерительную систему с поплавками, рычажной системой с упругим гермовыводом и опорой вращения и блок преоб. разования усилия в выходной сигнал, Недостатками этого плотномера являются сложность констпукции как иэмерител ьной системы (содержащей два поплавка), так и блока преобразования усилия в выходной сигнал (содержащего трехрычажную, трехопорную кинематическую систему). Кроме того, точность измерения этого плотномера низкая.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является плотномер жидкостей, содержащий однопоплавковую измерительную систему с рычагом, гермо,, Я3 „, 1749 762 А1
2 (54) ПОПЛАВКОВЫЙ ПЛОТНОМЕР жИДКОСТЕЙ . (57) Использование: приборостроение, химическая, нефтехимическая и пищевая промышленность. Сущность изобретения: плотномер содержит измерительную систему с поплавком, рычагом с упругим гермовыводом и опорой вращения, а также блок преобразования усилия в выходной сигнал, содержащий рычажную систему с опорами вращения и систему силовой компенсации с сильфонами обратной связи. Рычаг и опоры вращения блока преобразования усилия в выходной сигнал совмещены с рычагом и опорой вращения измерительно системы. 1 ил. выводом и опорой вращения и блок преоб разования усилия в"выходной сигнал.
Однако известный плотномер характеризуется сложной конструкцией блока ïðåобразования усилия в выходной сигнал (трехрычажная, трехопорная, кинематическая система) и низкой точностью измерений, обусловленной одноконтурной системой обратной связи. . Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерений.
На чертеже представлена принципиальная кинематическая схема гглотномера.
Плотномер содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, В корпусе .
1 размещен поплавок 4, жестко соединенный с рычагом 5, имеющим опору 6 вращения. Вывод рычага 5 из корпуса 1 герметизирован разделительным сильфоном 7. Вертикальное плечо 8 рычага 5 раэ1749762 мещено в плоскости АА, перпендикулярной рычагу 5 и проходящей через опору 6 вращения, На вертикальном плече 8 рычага 5 закреплена заслонка 9, прикрывающая сопло 10. С противоположных сторон к вертикальному плечу 8 рычага 5 прикреплены подвижные торцы основного 11 и встречного 12 сильфонов обратной связи системы силовой компенсации. Неподвижные торцы сильфонов 11 и 12 обратной связи закреплены на корпусе 1 плотномера с воэможностью измерения межцентрового (настроечного) расстояния между продольными осями сильфонов 11 и 12. На корпусе
1 плотномера закреплены пневмоусилитель
13, пневматически соединенный с линией питания, с соплом 10, с внутренними полостями сильфонов 11 и 12 обратной связи и линией выхода, Рычаг 5 соединен пружиной
14 корректора нуля 14 с винтом 15 корректора нуля, закрепленным на корпусе 1.
Корпус 1, поплавок 4, горизонтальная часть рычага 5 с гермовыводом — сильфоном
7 и опорой 6 вращения составляет йэмерительную систему плотномера, Вертикальное плечо 8 рычага 5, сильфоны 11 и 12 обратной связи, узел сопло — заслонка (10 и 9) и пневмоусилитель 13 составляют блок преобразования усилия в выходной сигнал, Плотномер работает следующим образом.
Контролируемая жидкость 16 через патрубок 2 поступает в проточнув камеру— корпус 1 плотномера, омывает поплавок 4 . и выходит из корпуса 1 через выходной патрубок 3. Со стороны контролируемой жидкости 16 на поплавок 4 действует выталкивающая сила выт, пропорциональная плотности контролируемой жидкости. Изменение плотности контролируемой жидкости вызывает изменение выталкивающей силы, которая и является мерой плотности, Выталкивающая сила, действующая на по, плавок, передается на рычаг 5 и уравновешивается относительно опоры 6 вращения усилием, развиваемым системой силовой . компенсации; усилием, развиваемым выходным давлением Рвых сжатого воздуха в сильфонах 11 и 12 обратной связи, Выходное давление Рвых отрабатывается узлом сопло-заслонка.
При неизменной плотности контролируемой жидкости в кинематической системе плотномера устанавливается равновесие, характеризующееся выражением:
Мр=Мк, (1) где Мр — момент вращения, создаваемый выталкивающей силой Рвыт относительно опоры б вращения, 20
Формула изобретения
Поплавковый плотномер жидкостей, содержащий измерительную систему: с поплавком, рычагом с вертикальным плечом, гермовыводом и опорой вращения, систему
50 силовой компенсации, содержащую рычаг, опоры вращения и упругий чувствительный элемент обратной связи и блок формирования выходного сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерений. рычаг и . опоры вращения системы силовой компенсации совмещены с рычагом и опорой вращения измерительной системы, упругий чувствительный элемент обратной связи выМ» — момент вращения, создаваемый системой силовой компенсации относительно опоры 6 вращения.
Мр=Рвыт. -и (2)
5 +k=Fk1 l1 Fk2 l2 (3)
ГдЕ Ln, l1 И l2 — ПЛЕЧИ От ОПОРЫ 6 ВращЕния до оси поплавка 4, сильфона 11 и сильфона 12 соответственно, Гк1 и Рд — компенсационные усилия, 10 развиваемые сильфонами 11 и 12 под дейст- вием выходного давления Рвых, Fk1=V х S1 .. (4)
Fk2=Psex $2 (5) где S1 и S2 — эффективные площади сильфо15 нов 11 и 12;
Если S1--32=S, (6) то подставив выражение (6) в (4), и (5), а затем выражения (4) и (5) в (3), получают
М»=РвыхЯ(11 l2) (7)
Обозначив
l1 2=1настр (8) подставляют в (7) выражение (8), получая
Мк=Рвых S 1настр (9)
Подставив (2) и (9) в (1), получают
Гвыт 1-п=Рвых S 1настр (10)
Выражают выталкивающую силу Евыт через плотностьжидкостири объем поплавка Vn:
Рвыт= p Vn (11)
Подставив (11) в (10), получают
P Vn 1-п=Рвых S 1настр (12)
Иэ выражения (12) видно, что для любого значения плотности контролируемой жидкости р можно обеспечить соблюдение условия (12) путем настройки межцентровоГО РаССтОЯНИЯ 1наСтр МЕжДу OCAMM СИЛЬфОНОВ
11 и 12. Это позволяет настраивать диапазоны измерений плотномера в широких пределах, причем, чем меньше межцентровое
40 расстояние 1нвстр между осями сильфонов 11 и 12, тем меньше диапазон шкалы плотномера Ьр, т. е. тем чувствительней плотномер и,тем выше его точность измерения.
1749762
9 8 ff 12
Составитель С. Клешня
Редактор И. Дербак Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Осауленко
Заказ 2590 Тираж . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 полнен в виде двух встречных сильфонов, подвижные торцы которых закреплены на вертикальном плече рычага с противоположных сторон на разных расстояниях от оси опоры вращения, причем участок вертикального рычага, к которому прикреплены сильфоны обратной связи, лежит в плоскости, проходящейчерез ось опоры вращения, 5