Уровнемер жидкости

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ по 720312ММ(51)м. Кл.С 01 Р 23/16 6 01 Р 15/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.А. Писарев и А.С. Сидоров Всесоюзный проектно-конструкторский и научноисследовательский институт автоматизации пищевойпромышленности Пищепромавтоматика(54) УРОВНЕМЕР ч(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.10В 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 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 полостью720312 Формула изобретения 1. Уровнемер жидкости, содержащий чувствительный элемент в виде наружного сильфона, а полость внутреннего сильфона соединена с мембранной коробкой, С целью регулирования полезного объема рабочей жидкости внутри вспомогательной емкости расположены балластные металлические5 элементы.Ба чертеже представлена принципиальная схема уровнемера жидкости,Уровнемер содержит измеритель выходного сигнала 1, пневмосиловой рычажный пневмопреобразователь 2, на одном конце рычага которого расположена полость 3, заполненная рабочей жидкостью. Полость 3 пневмоси" лового преобразователя с помощью патрубка 4 сообшается с мембранной полостью 5 чувствительного элемента, а через отверстие б в основании 7 с полостью сильфона 8 в которых так же содержится рабочая жидкость. Этот сильфон расположен вйутри и 20 соосно с сильфоном 9. Торцы этих сильфонов герметично соединены с одной стороны с обшим основанием, а с другой стороны - с общей крышкой 10 и образуют полость, которая с помощью патрубка 11 сообщается с полостью вспомогательной емкости 12, которые также заполнены рабочей жидкостью, Вспомогательная емкость непосредственно примыкает к мемб- Зц раиной полости 5 чувствительногс элемента, которая в свою очередь через разделительную мембрану 13 и рабочую жидкость, заполняющую ее, воспринимает гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре 14,З уровень которой измеряется устройством. Внутри вспомогательной емкости располагаются балластные металлические элементы 15, количество и суммарный объем которых определяет ся в процессе подстройки вспомогательной емкости до необходимого объема рабочей жидкости в ней.Уровнемер работает следующим образом. 45Гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре 14, пропорциональное величине измеряемого уровня этой жидкости, воздействует на разделительную мембрану 13, которая у в свою очередь через рабочую жидкость в мсмбранной полости 5 и патрубхе 4 передает его в полость 3 пневмосилового,преобразователя 2, который в вою очередь преобразует величину этого давления в пропорциональный ему стандартный пневматический сигнал, регистрируемый измерителем выходного сигнала.При неизменной температуре окружающей среды объем рабочей жидкости бб в полости, образованной сильфонами 8 и 9, патрубке 11 и в полости вспомогательной емкости 12 остается неизменным и, так как рабочая жидкость практически не сжимаема, то никакого 65 влияния на показания вторичного показываюшего прибора -измерителя 1 неоказываер.При изменении температуры окружаюшей среды в сторону увеличенияили уменьшения объем рабочей жидкостив полости 3 пневмосилового преобразователя 2, мембранной полости 5 ив патрубке 4 соответственно увеличивается или уменьшается, Одновременно с этим объем рабочей жидкостив полости, образованной сильфонами8 и 9, полостях вспомогательной емкости 12 и соединительного патрубка11 также соответственно увеличивается либо уменьшается. В связи с тем,что корпус вспомогательной емкости12 имеет жесткость на несколько порядков большую, чем сильфон 9 в осевом направлении, то избыток либо недостаток этого объема рабочей жидкости приведет соо"ветственно к расширению, либо к сжатию сильфона 9. Нотак как сильфоны 8 и 9 установленына общем основании 7 и имеют обШуюкрышку 10, то и сильфон 8 также расширяется либо сжимается, соответственно, при увеличении либо при уменьшении температуры. При этом из полости 3 через отверстие б в основании 7 при увеличении температуры избыток рабочей жидкости отсасывается вполость сильфона 8, а при уменьшениинедостающий объем рабочей жидкостинагнетается из полости сильфона 8.Стабильность и точность показаний уровнемера при изменении температуры окружаюшей среды имеет темболее высокое значение, чем большепри этом постоянство суммарного объема.рабочей жидкости в полости 3, мембранной полости 5 и соединительном патрубке 4.При исходном значении температурыокружающей среды подбирают необходимоесоотношение объемов полостей гидросистемы уровнемера, пропорциональноеотношению эффективных плошадей сильФонов 8 и 9, и получают постоянствообъема рабочей жидкости в полости 3и в мембранной полости 5 независимоот температуры окружающей среды, т.е,термическое расширение рабочей жидкости на показания уровнемера в широком диапазоне температур не оказывает влияния.Для подбора соотношения объемовиспользуются балластные металлические элементы 15, коэффициент термического расширения которых меньше,чем у рабочей жидкости. Суммарныйобъем их можно подобрать с достаточно высокой степенью точности,720312 Составитель Н. ВарнекРедактор Л, Веселовская Техред И,Асталош Корректор В. Бутяга Заказ 331/15 Тираж 801ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 мембранной коробки, заполненной рабочей жидкостью, термокомпенсатори пневмосиловой преобразователь,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измере"ния в более широком диапазоне рабочих температур, термокомпенсатор выполнен в виде вспомогательной емкости с рабочей жидкостью и двухсоосно расположенных один внутридругого 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. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрегулировки полезного объема рабочей жидкости, внутри вспомогательнойемкости расположены балластные металлические элементы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 4019387,кл. 73-299, опублик. 1977 (прототип)