Устройство для измерения уровня

Устройство для измерения уровня

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы яэобретеяяя

В. М. Веселов, М. П. Веселов и В. М.

Pl)»

f ° (ф ( та

ХЕБА

Центральное проектно-конструкторское бю

РСФСР (71) Заявятель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ в

Изобретение относится к измерительиой технике, а именно к уровнемерам, работающим на принципе измерения давления жидкости на мембрану, уравновеаенную пневматическим давлением, и может быть использовано, в частности, в судостроении при замере вязкой жидкости на танкерах, нефтеналивных и других судах.

Известно устройство для иэмере" ния разности давлений, способное измерять и уровень жидкости гидроста.тическим методом, содержащее корпус, разделенный тремя мембранами и камеры, две из,которых подключены к со», суду с контролируемой жидкостью. Од на камера имеет выход в атмосферу, а четвертая снабжена соплом и соединена с источником сжатого воздуха и показывающим прибором (1 1.,zp

Недостатками известного устройства являются большой расход воздуха, так как он поступает в камеру непрерывно,и возможность работы только на

2 чистых жидкостях, что ограничивает область применения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения разности давлений и уровня, а также для измерения погру-. жения судна, содержащее датчик давления, выполненный в виде корпуса, разделенного мембраной ма пневматическую и гидравлическую камеры, одна иэ которых соединена с показывающим прибором и через подпружиненный клапан с источником сжатого газа.Гидравлическая камера сообщена с контролируемым объемом, а на мембране расположен дополнительный подпружиненный клапан, взаимодействующий с первым клапаном.

8 камеры датчика воздух поступает через подпружиненный клапан только при наличии перепада давления на мембране, что способствует экономии расхода воздуха f2 3.

3 . 93938

Однако устройство работоспособно только в сосудах и резервуарах, работающих под давлением, и не может работать под вакуумом.

Кроме того, в случае работы на загрязненных жидкостях возможно засорение клапанных элементов датчика, что снижает надежность всего устройства.

Цель изобретения - расширение об- 1в ласти применения и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительный подпружиненный клапан со стороны гидравлической камеры герметизирован сильфоном, закрепленным на мембране, которая ,со стороны пневматической камеры снабжена двумя дополнительными сильфонами, симметрично расположенными относительно первого сильфона и в сумме равными его эффективной площади, внутренние полости которых сообщены между собой и соединены с верхней полостью контролируемого объема или атмосферой.

Датчик работает на принципе равновесия давлений на мембрану с противоположных сторон - жидкости, и газа (воздуха).

Мембрана является поверхностью раздела между пневматической и гидравлической полостями датчика и благодаря подаче воздуха в камеру практически не нагружена при различных уровнях жидкости, что обеспечивает высокую чувствительность.

На чертаже схематично показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из корпуса 1 датчика, показывающего прибора 2 и

40 баллона 3 сжатого газа. Корпус датчика выполнен из верхней 4 и нижней 5 частей, разделенных герметически мембраной 6. Верхняя часть 4 снабжена стаканом 7 с встроенным в него

45 подпружиненным клапаном 8, сообщающим полость стакана 7 с пневматической камерой 4 корпуса 1. Мембрана

6 снабжена дополнительным подпружиненным клапаном 9, который герметиэирован сильфоном 10, причем корпус клапана 9 жестко закреплен на мембране. Сильфон 10 закреплен на мембране

6 и штуцере 11, который расположен в нижней части (гидравлической) 5 корпуса 1.

С противоположной стороны.сильфона 10 к мембране 6 и корпусу 1 прик9 4 реплены сильфоны 12, полости которых сообщены между собой и силь- фоном 10 с помощью трубопровода 13, соединенного с верхней полостью контролируемого объема или атмосферой в зависимости от того, при ка-. ком давлении работает цистерна: избыточном или разреженном.. Сильфоны 12 по суммарной эффективной площади равны площади сильфона 10. Так как сильфоны 12 закреплены на мембране б в пневматической камере,а сильфон 10 закреплен на мембране в гидравлической камере, то возникающие усилия от давления в полостях сильфонов 12 и 10 взаимно компенсируются. Поэтому предлагаемое устройство может работать в резервуарах, находящихся и под давлением, и под разряжением.

Пневматическая камера 4 сообщена с показывающим прибором 2,а полость стакана 7 соединена с баллоном 3 сжатого газа . В нижний штуцер 11 встроен упор 14 с регулировочным винтом. Гидравлическая камера 5 сооб-, щается с контролируемым объемом, например цистерной.

При наполнении цистерны уровень жидкости, повышается, следовательно, повышается гидравлическое давление на мембрану 6, которая прогибается в сторону пневматической камеры.

Вначале выбирается зазор между штоком клапана 8 и тарелкой клапана 9, а затем приоткрывается клапан 8 и воздух поступает в пневматическую камеру, где давление поднимается и мембрана прогибается в сторону гидравлической камеры до наступления равновесия давлений с обеих сторон мембраны. В этот момент клапан

8 закрывается и доступ воздуха в пневматическую камеру прекращается, а образующееся давление, пропорциональное величине уровня, фиксируется показывающим прибором 2.

При прогибе мембраны в сторону пневматической камеры сильфоны 12 незначительно сжимаются, а сильфон

10 незначительно растягивается и давление в их полостях равно давлению в верхней части цистерны, поэтому колебания давления газовой полости цистерны не сказываются на результате измерения уровня.

Расход сжатого газа из баллона 3 происходит только при наполнении цис25

5 9393 терны, при опорожнении ее расхода газа из баллона не происходит.

В случае снижения уровня в цистер" не понижается гидравлическое давле ние на мембрану, в результате чего она прогибается в сторону гидравлической камеры. Вначале выбирается зазор между атоком клапана 9 и упором

14, а затем при дальнейщем прогибе мембраны клапан 9 приоткрывается и 10 газ (воздух) из пневматической камеры проходит в подклапанную полость гидравлической камеры, ограниченную сильфоном 10, и далее проходит по трубопроводу 13. И

Предлагаемый уровнемер может найти аирокое - применение на всех цистернах, работающих как при вакууме, так и под давлением с разнообразными жидкостями, и может производить иэ" 20 мерения с достаточной точностью и надежностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения уровня, содержащее датчик давления, выполненный в виде корпуса, разделенного мембраной на пневматическую и гидравлическую камеры, одна из которых соединена с показывающим прибо89, 6. ром и через подпружиненный клапан с источником . сжатого газа, а другая камера сообщена с контролируемым объемом,, при этом аток. упомянутого клапана установлен с воэможностью взаимодействия с дополнительным подпружиненным клапаном, располо, женным на мембране, о т л и ч а ю: щ е е с я тем, что, с целью расаирения области применения и повышения надежности, дополнительный.. поапочжиненный клапан со -стоооны гидравлической камеры герметизиро" ван сильфоном, закрепленным на мембране, которая со стороны пневматической камеры снабжена двумя дополнительными сильфонами, симметрично рас- положенными относительно первого сильфона и в сумме равными его эффективной площади, внутренние полос-ти которых сообщены между собой и соединены с верхней полостью коытролируемого объема или атмосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 390395, кл. Q 01 F 23/14, 10.08.71.

2. Авторское свидетельство СССР

re заявке И 2929732/27-11,кл. В 63 В 39/12, 23.05.80 (прототип).