Уровнемер жидкости
Иллюстрации
Реферат
:>
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оп 720312
* . »(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270378 (21) 2596374/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 050380. Бюллетень ¹ 9
Дата опубликования описанмя 050380 (51)м. Кл.
G F 23/16
G 01 F 15/02
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 681.128..43 (088.8) (72) Авторы изобретения
В.А. Писарев и A.C. Сидоров
Всесоюзный проектно-конструкторский и научноисследовательский институт автоматизации пищевой промышленности Пищепромавтоматика (71) Заявитель (54) УРОВНЕМЕР (ИДКОСТИ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности в широком диапазоне рабочих температур окружающей среды.
Известен манометрический уровнемер, который содержит мембрану, сильфон и капилляр, заполненные рабочей жидкостью.
В нем, с целью устранения влияния термического расширения рабочей жидкости, установлена втулка, выполненная из материала с большим коэффициентом линейного расширения. Эта 15 втулка жестко связана с сильфоном и представляет собой несущую корпусную деталь, через которую передается сосредоточенное усилие, развиваемое мембраной и пропорциональное 20 измеряемому уровню.
Однако материал, из которого изготовлена втулка, например, полиэтилен, обладает плохими упругими механическими свойствами, значительной 25 величиной остаточной деформации, что ограничивает точность измерения уровнемера.
Известен также уровнемер жидкости, содержащий чувствительный зле- 30 мент в виде мембранной коробки, заполненной рабочей жидкостью, термокомпенсатор и пневмосиловой преобразователь (1). Термокомпенсатор выполнен в виде двух гибких капиллярных трубок, соединенных с подмембранной полостью другой мембранной коробки и заполненных рабочей жидкостью.
Согласование объемов коробок и чувствительности мембраны обеспечивает температурную компенсацию. Для устранения влияния температуры на объем жидкости в коробке она укреплена в обойме из инвара, а корпус преобразователя изготовлен из нержавеющей стали.
Однако прибор не обеспечивает требуемой точности измерения при работе в широком диапазоне температур.
Цель изобретения — повьыение точности измерения в более широком диапазоне рабочих температур.
Эта цель достигается выполнением термокомпенсатора в виде вспомогательной емкостн с рабочей жидкостью и двух соосно расположенных один внутри другого сильфонов с общим основанием и крышкой, при этом вспомогательная емкость соединена с полостью
720312
Формула изобретения
1. Уровнемер жидкости, содержащий чувствительный элемент в виде наружного сильфана, а полость внутреннего сильфана соединена с мембранной коробкой. С целью регулирования полезного объема рабочей жидкости внутри вспомогательной емкости расположены балластны металлические
3 элементы.
На чертеже предстанлена принципиальная схема уровнемера жидкости.
Уровнемер содержит измеритель выходного сигнала 1, пневмосиловой рычажный пненмопреабразователь 2, на одном конце рычага которого расположена полость 3, заполненная рабочей жидкостью. Полость 3 пневмаси" ловага преобразователя с помощью патрубка 4 сообщается с мембранной полостью 5 чувствительного элемента, а через отверстие б н основании 7 с полостью сильфана 8„ и которых так же содер>кится рабочая жидкость.
Этот сильфон расположен нйутри и 20 соосно с сильфаном 9. Торцы этих сильфонов герметично соединены с одной стороны с общим оснонанием, а с другой стороны — с общей крышкой 10 и образуют полость, которая с помощью патрубка ll сообщается с полостью вспомогательной емкости 12, которые также заполнены рабочей жидкостью. Вспомогательная емкость непосредственна примыкает к мемб- ЗО раиной полости 5 чунствительногс элемента, которая н свою очередь через разделительную мембрану 13 и рабочую жидкость, заполняющую ее, воспринимает гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре 14,З уронень которой измеряется устрайстном. Внутри вспомогательной емкости располагаются балластные металлические элементы 15, количества и суммарный объем которых определяет- 40 ся н процессе подстройки нспамогательной емкости до необходимого объема рабочей жидкости в ней.
Уравнемер работает следующим образом. 45
Гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре 14, пропорциональное величине измеряемого уровня этой жидкости, воздействует на разделительную мембрану 13, которая 5П н свою очередь через рабочую жидкость н мсмбранной полости 5 и патруб
"My стандартный пневматический сигнал, регистрируемый измерителем выходного сигнала.
При неизменной температуре окружающей среды объем рабочей жидкости бб н полости, образонанной сильфонами
8 и 9, патрубке 11 и в полости вспомогательной емкости 12 остается неизменным и, так как рабочая жидкость практически не сжимаема, то никакага 65 влияния на показания вторичнага показывающего прибора -измерителя 1 не оказываер .
При изменении температуры окружающей среды в сторону увеличения или уменьшения объем рабочей жидкости в полости 3 пневмосиловога преобразователя 2, мембранной полости 5 и н патрубке 4 соответственна унеличивается или уменьшается. Одновременно с этим объем рабочей жидкости в полости, образованной сильфанами
8 и 9, полостях вспомогательной емкости 12 и соединительного патрубка
11 также соответственно увеличивается либо уменьшается. В связи с тем, что корпус вспомогательной емкости
12 имеет жесткость на нескалька порядков большую, чем сильфон 9 в асеном направлении, та избыток либо недостаток этого объема рабочей жидкости приведет coo"âåòoòâåíío к расширению, либо к сжатию сильфона 9. На так как сильфаны 8 и 9 установлены на общем оснаьании 7 и имеют общую крышку 10, та и сильфан 8 тaêæå расширяется либо сжимается, соответственно, при увеличении либо при уменьшении температуры. При этом из полости 3 через отверстие б B основании 7 при увеличении температуры избыток рабочей жидкости атсасывается в полость сильфана 8, а при уменьшении недостающий объем рабочей х<идкости нагнетается из полости сильфона 8.
Стабильность и точность показаний уравнемера при изменении температуры окружающей среды имеет тем более высокое значение, чем больше при этом постоянство суммарного объема. рабочей жидкости в полости 3, мембранной полости 5 и соединительном патрубке 4.
При исходном значении температуры окружающей среды подбирают необходимое соотношение объемов полостей гидросистемы уровнемера, пропорциональное отношению эффективных площадей сильфонов 8 и 9, и получают постоянство объема рабочей жидкости в полости 3 и в мембранной полости 5 независимо ат температуры окружающей среды, т.е. термическое расширение рабочей жидкости на показания ураннемера в широком диапазоне температур не оказынает влияния.
Для подбора соотношения объемов используются балластные металлические элементы 15, коэффициент термического расширения которых меньше, чем у рабочей жидкости. Суммарный объем их можно подобрать с достаточно высокой степенью точности.
720312
Составитель Н. Варнек
Редактор Л. Веселовская Техред И.Асталош
Корректор В. Бутяга
Заказ 331/15 Тираж 801
ЦНИИПИ 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 мембранной коробки, заполненной рабочей жидкостью, термокомпенсатор и пневмосиловой преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в более широком диапазоне рабочих температур, термокомпенсатор выполнен в виде вспомогательной емкости с рабочей жидкостью и двух соосно расположенных один внутри другого сильфонов с общим основанием и крышкой, при этом вспомогательная емкость соединена с полостью наружного сильфона, а полость внутреннего сильфоча соединена с мембранной коробкой.
2. Уровнемер по п. l, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью регулировки полезного объема рабочей жидкости, внутри вспомогательной емкости расположены балластные металлические элементы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент СШй 9 4019387, кл. 73-299, опублик. 1977 (прототип)