Устройство для определения уровня вещества в закрытом сосуде

Устройство для определения уровня вещества в закрытом сосуде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (11) . 602786 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230276 (21) 2325610/18-10 с присоединением заявки ¹

У (51) M. Кл, 01 Р 2 3/22

Гввтдаратавиикр иавитвт йввата Маиивтраа 669

° а ививв иввврвтвиии и втирятий (23) Приоритет

I (43) Опубликовано 150478,Бтоллетень №14 (53) УДК881.128.б4

{088. 8) (45} Дата опубликования описания200378 (72) %вторы изобретения

В.A.Áåëîìûòöåâ и В.A.Êåðíîæèöêèé (71) Заявитель

{54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ

ВЕЩЕСТВА В ЗАКРЫТОМ СОСУДЕ

Изобретение относится к области контроля уровня жидких и сыпучих сред в закрытых сосудах и может быть использовано для контроля уровня агрессивных взрывоопасных, нагревательных или охлажденных сред в химической, нефтяной, металлургической и других отраслях промышленности.

Известны устройства для определения уровня, основанные на разности темпе- )0 ратур материала сосуда и содержащего в нем вещества. В зависимости от места установки чувствительных элементов они могут быть разделены на две группы. В,устройствах первой группы термо- )8 .чувствительные элементы, например термобатарея, терморезнсторы, приемники видимого или инфракрасного излучений располагаются внутри сосудов в Зонах действия агрессивных сред, высоких и 9) низких температур, что снижает надежность устройства в целом -и усложняет выполнение эксплуатационных мероприятий Е13.

В устроиствах второй группы чувствительный элемент выполнен в виде тер. моиндикаторного покрытия, образованного, например, жидкими кристаллами, которые наносят на наружную поверх- 80 ность сосуда, что позволяет по изменению цвета термоиндикаторного покрытия около поверхности раздела наполненной и порожней частей сосуда судить о положении уровня контролируемого вещества (2).

Когда температура материала сосуда и его содержимого близки, в состав известного устройства вводится располагаемый между термоиндикатооным покрытием и наружной стенкой сосуда нагревательный элемент, который создает дополнительный температурный градиент

{перепад) у поверхности раздела заполненной и порожней частей сосуда. Однако,,когда в результате воздействия среды, например солнечного нагрева, или температурного воздействия вещества, содержащего в сосуде, наружная поверхность сосуда значительно нагревается, то применение нагревательного элемента не дает требуемого эффекта и не исключает потери контроля за процессом заполнения. Таким образом, надежность контроля уровня и температурный диапазон работы указанных устройств в значительной степени определяются внешними условиями и температурой содержимого сосуда.

602786

Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширение температурного диапазона.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве элемент, изменяющий тепловое состояние наружной поверхности сосуда, выполнен в виде термобатареи, горячие и холодные спаи которой (раздельно расположены по высоте сосуда, а в цепь электропитания термобатареи введен регулятор тока. Это позволяет создавать в стенке сосуда до его высоте перепад температур как за счет подвода тепла горячими спаями, так и эа счет отвода тепла холодными спаями, обеспечивая тем самым в широком диапазоне температур независимость показаний устройства от температуры стенок сосуда, температуры его содержимого и окружающей среды. Кроме того, в стенке сосуда, заключенной между холодными л горячими спаями термобатарей, создается дополнительный поперечный температурный градиент или перепад температур в направлении, перпендикулярном высоте сосуда. Значения температурных градиентов задаются путем изменения величины силы тока через термобатарею с помощью регулятора тока, например реостата.

Следовательно, все термоиндикатор- 30 ное покрытие в поперечном направлении между холодными и горячими спаями будет подвергаться тепловому воздействию в диапазоне температур, создаваемом холодными и гоРячими спаями. В этом случае работоспособность устройства будет определяться принадлежностью пороговой температурной точки термоиндикаторного покрытия к диапазону поперечного температурного перепада, 40 создаваемого холодными и горячими спаями термобатареи .

На фиг. 1 изображен общий вИд предложенного устройства, установленного на сосуде с частичным вырезом его стен-45 ки для лучшего показа конструкции; на фиг. 2 — варианты изменения окраски термоиндикаторного покрытия.

Устройство для определения уровня вещества в закрытом сосуде содержит у термобатарею, горячие 1 и холодные 2 спаи которой раздельно расположены по высоте контролируемого уровня и находятся в тепловом контакте с надежной поверхностью стенки 3 сосуда и нанесенных поверх них на стенку сосуда термоиндикаторным покрытием 4 (например, жидкокристаллическим соединением) . Термобатарея последовательно соединена с источником 5 постоянного тока, регулятором 6 величины тока через термобатарею, например, реостатом и тумблером 7.

В момент включения тумблера 7 при пустом сосуде имеет место только обус. ловленный работой термобатареи попе- 65 речный температурный перепад (градиент), действие которого приводит к тому, что часть термоиндикаторного покрытия в виде полосы, расположенной по высоте сосуда между. спаями термобатареи, изменяет свою окраску. Если в момент включения тумблера 7 указанного изменение окраски термоиндикаторного покрытия не произошло, то оно обес печивается путем изменения величины силы тока через термобатарею с помощью реостата Б. Возможный вариант изменения окраски термоиндикаторного покрытия в этом случае указан на чертеже индексом 4а. Подобным образом осуществляется контроль исправности и подготовка его к контролю заполнения сосуда.

B процессе заполнения сосуда вдоль его .высоты возникает температурный градиент, действие которого приводит к тому, что часть укаэанной полосы, находящийся выше или ниже уровня вещества в сосуде, смещается параллельно самой себе в сторону холодных или горячих спаев в зависимости от свойств термоиндикаторного покрытия, характеристик термобатареи, температур материала сосуда и содержащегося в нем вещества или вообще исчезает. Таким образом, текущее положение уровня вещества в сосуде отмечается линией поперечного смещения или разрыва полосы термоиндикаторного покрытия, изменяющей свою окраску, что позволяет с высокой надежностью в широком диапазоне температур стенок сосуда; его содержимого и окружающей среды зафиксировать положение контролируемого уровня. Один из возможных вариантов конфигурации указанной полосы в процессе контроля заполнения сосуда представлен на фиг.2 индексом 4б, где разной штриховкой отмечены области термоиндикаторного покрытия, имеющие разную окраску в результате температурного воздействия термобатареи и содержимого сосуда.

Неизбежные с течением времени изменения температур окружающей среды, материала стенок сосуда и его содержимо. го не привОдят к потере контроля уровня, а вызывают лишь изменение величины смещения друг относительно друга частей полосы термоиндикаторного покрытия, находящихся выше и ниже уровня вещества в сосуде. С целью облегчения визуального контроля величина этого смещения может регулироваться реостатом 6.

B качестве термоиндикаторных сокрытий могут быть использованы, например жидкие кристаллы.

Использование термобатареи в качестве элемента, изменяющего тепловое состояние материала стенок сосуда, выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, поскольку при этом

602786

Формула изобретения

Фиг. 2

Фиг. 1

Составитель Н.Варнек

Техред O.Àíäðåéêî Корректор A. Власенко

Редактор if.Øóáèíà

Заказ 1834/36 Тираж 872 Подписное цНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 повышается надежность показаний и расширяется температурный диапазон.

Устройство для определения уровня вещества в закрытом сосуде, содержащее расположенный по высоте сосуда элемент, изменяющий тепловое состояние наружной .поверхности сосуда, цепь электропитания элемента и термоиндикаторное покрытие, нанесенное поверх элемента на наружную поверхность сосуда, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности показаний устрой- 5 ства и расширения температурного диапазона, в нем элемент, изменяющий тепловое состояние наружной поверхности сосуда выполнен в виде термобатареи„ горячие и холодные спаи которой раздельно расположены ho высоте сосуда, а в цепь электропитания термоба— тареи введен регулятор тока.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе:.

1. Литвак В.И.Фотоэлектрические датчики в системах контроля, управления и регулирования, N., Наука, 1966, с. 231-234.

2. Патент США Р 3696675, кл. С 01 Р 23/22, 1972.