Гидростатический уровнемер

АНИЕ ЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистйческих РеспубликЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Допо 22) Заявл ительное к ввт. саид-вуо 2108,78 (21) 2 б 55478/18"1 Кл.2 1 Р 23/1 исоединением заявки Мо сударственнын комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени В,А сарев и А.С, Сид Всесоюзный тельский ин ектно-конструкторский и научнотут автоматизации. пищевой промышлПищепромавтоматика следоваенности(54 ОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР " 2 2 такЯ ное давление воздуха от двух источ- очередь,еще большяиков 2, 30 устройства. ижает надежностьИзобретение относится к приборо,строению и может быть использовано в различных отраслях промышленности.Известны гидростатические преобразователи уровня, содержащие чувствительный элемент и пневмосиловойпреобразователь, Эти преобразовате" ли содержат буек, частйчно погру жентйяй в жидкость, уровень которойизмеряется (11,10Однако при измерении уровня жидкостей, склонных к образованию высыхающих твердых пленок на границераздела жидкость-воздух, надежностьработы этих преобразователей резко 1падаетНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гидростатический датчик уровня жидкости, снабженный упругим чувстви-тельным элементом, установленным в нижней части резервуара и соединенным с силовым преобразователем, а жеустройство оперативного контрол содержащее две камеры, разделенные чувствительным элементом сильфоном, в полости которых поступает избыточ Разница между этими давлениями равна величине контрольного давления, воздействующего на чувствительный элемент преобразователяНеобходимость стабилизированного давления вызвана наличием зазоров в клапанах устройства. Величина этого давления должна быть равна или больше гидростатического давления столба жидкости в резервуаре, В противном случае через зазоры в нормально закрытом клапане жидкость их резервуара заполнит пнев- молинию, При уровне жидкости в резервуаре ниже предельного значения через зазоры нормально закрытого клапана в камеру, охватывающую чувствительный элемент с внешней стороны, будет проникать воздух. При измерении уровня жидкостей, склонных к образованию на границе раздела жидкость-воздух твердой высыхающей пленки, наличие этого воздуха приведет к обрастанию поверхностикамеры и сильфона и, в конечном случае, к снижению надежности работы устройства в целом. Наличие в жидкости выпадающих в осадок твердых включений приводит к абра-зивному износу клапанов, что, в своюЦелью изобретения является расширение,области применения и повышениенадежности уровнемеров жидкостей, втом числе склонных к образованиюна границе раздела жидкость-воздухтвердой высыхающей пленки и выпадающихв осадок твердых включений.Поставленная цель достигается тем,что устройствооператийного контроляснабжено третьей герметичной камерой,прй этом все герметичные камеры заполнены промежуточной рабочей жидкостью, одна из которых ограниченаупругим чувствительным элементом ичерез нормально открытый клапан соединена с другой камерой, установленной на рычаге силонога,преобразователя, а третья камера с одной сторонысоединена с источником контрольногодавления и с другой стороны черезнормально закрытый клапан подключена к магистрали, соединяющей первые 20.две камеры,Кроме того, с целью уменьшенияпогрешности измерения, выэванной из-менением объема промежуточной рабочейжидкости нормально открытый и нормально закрытый клапаны установленыв едином корпусе в торцах камеры,выполненной из двух одинаковых соосно расположенных сильфонов с об"ЮК пбдвижным днищем с отверстием"и толкателем, при этом управляющая30полость"корпуса подключена к пнев-мотумблеру.Ня чертеже представлена принципиальная схема гидростатического-уровнемера.УройнеМерсодержитчувствитель-ный упругий элемент, мембрану 1,установленную в камере 2. Эта камера расположена в нижней части резервуара 3 с жидкостью на нулевом 40отсчете- уровня, и через нбрмальнооткрытый клапан 4 соединена с сильФонной камерой 5, установленной нарычаге силового преобразователя 6.Эта каМера в- свою очередь через нормальйо закрытый клапан 7 соединенас камерой 8, подключенной к источнику 9 контрольного давления и кманометру 10. Все три камеры, полостиклапанов и соединяющие их трубкизаполнены промежуточной рабочей жидкостью 11. Корпуса седел 12 и 13обоих клапанов установлены на общемосновании 14 и герметично соединены"с"торцами"соосно расположенных оди"иаковых сильфонов 15 и 16.Противоположные торцы сильфонов герметичносоединены общим для обоих клапанов=толкателем 17. Внутренние полостисильфонов соединены между собой спомощью отверстия 18 на толкателе., 0Между толкателем и корпусом клапанов установлены с одной стороныпредварительно сжатая пружина 19 ис другой стороны.сильфон 20, полость которого герметична и подклю чена к питающей пневмосети через пневмотумблер 21.Гидростатический уровнемер работает следующим образом,Гидростатичесиое давление столбажидкости в резервуаре 3 через мембрану 1 передается промежуточной рабочей жидкости 11 в камере 2, котораяв свою очередь передает его черезнормально открытый клапан в камеру 5.давление промежуточной рабочей жидкости 11 в камере 5 воздействует начувствительный элемент силового преобразователя 6.Принципдействия силового преобразователя известен и на выходе егоустанавливается- сигнал, величина которого пропорциональна высоте столба .жидкости в резервуаре 3.Для оперативного контроля работыпреобразователя уровня,с помощью тумблера 21 полость сильфона 20 подключается к пненмосети, в результате чегонормально открытый клапан закрывается, а нормально закрытый открывается. При этом камера 2 отключается откамеры 5, а последняя подключаетсяк камере 8. В камере 8 с помощью источника 9 контрольного данления устанавливается избыточное давление воздуха, контролируемое манометром 10.Величина этого давления при контроле нижнего предельного значенияизмеряемого уровня равна атмосферному, а при контроле верхнего пре"дельного значения измеряемого уровняили любой промежуточной точки диапазона измерения преобразователяуровня - равна гидростатическомудавлению столба жидкости в резервуаре3.В связи с тем, что нормально открытый клапан 4 закрыт, полость камеры 2 не сообщается с камерой 5 ина чувствительный элемент силовогопреобразователя 6 не воздействуетгидростатическоедавление столбажидкости в резервуаре 3, Это позволяет производить оперативный контроль преобразователя независимо отнеличины уровня жидкости в реэвервуаре 3,Кроме того, благодаря наличиюдвух соосно расположенных сильфонов15 и 16,эффективные площади кбто.рых одинаковы; "й которые-связаны общим толкателем 17, перемещение последнего не вызывает изменения объема промежуточной рабочей жидкости 11в камерах 2 и 5. Это связайо с тем,что, наприМер при увеличении объемаполости сильфона 16 на такую же величину, произойдет уменьшение объемаполости сильфона 15 и, следовательно,избыток жидкости в полости сильфона15 через отверстие 18 в толкателе 17,перейдет в полость сильфона 16. Этимсамым в значительной степени умечьшается изменение объема промежуточнойЦНИИПИТираж 801 рабочей жидкости в камерах 2 и 5,что способствует неизменности давле.ния промежуточной рабочей жидкостив этих камерах в процессе переключения клапанов независимо от упругих свойств разделительной мембраны 51 и чувствительного элементасилового преобразователя 6,Переключение полости камер, заполненных промежуточной рабочей жидкостьюс заведомо заданными параметрами, ане измеряемой среды, повысило надежность работй клапанов и устройствав целом, позволило измерять уровеньжидкостей, склонных к образованию награнйце раздела жидкость-воздух твердых высыхающих пленок и выпадающихв осадок твердых включений в том числе и абразивных. Кроме того, установка предлагаемого устройства по сравнению с известными, используемымидля измерения уровня жидких сред супомянутыми свойствами, упростиларегламентные работы по коррекции нуля, проверке верхнего предела измерения преобразователя уровня, связанные с наполнением и опорожнением резервуарас жидкостью,Формула изобретения 1. Гидростатический уровнемер,содержащий упругий чувствительный элемент, установленный в нижней части резервуара и соединенный с силовым преобразователем, и устройство оперативного контроля, включающее две герметичные камеры, нормально открытый и нормально закрытый клапаны, пневмотумблер и источник контрольно 1 го давления, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения областиприменения и повышения надежности,устройство .оперативного контроляснабжено третьей герметичной камеройпри этом все герметичные камеры заполнены промежуточной рабочей жидкостью,одна иэ них ограничена упругим чувствительным элементом и через нормально открытый клапан соединена сдругой камерой;, установленной на рычаге силового преобразователя, атретья камера с одной стороны соединена с источником контрольного давления и с другой стороны через нормаль-но закрытый клапан подключена к магистрали,соединяющей первые две камеры,2. Уровнемер по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, вызваннойизменением объема промежуточной рабочей жидкости, нормально открытыйи нормально закрытый клапаны установлены в едином корпусе в торцахкамеры, выполненной из двух одинаковыхсоосно расположенных сильфонов с общим подвижным днищем с отверстием итолкателем, при этом управляющая полость корпуса подключена к пневмотумблеру.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кияшев А.И. и др. Приборы дляизмерения, сигнализации и регулирования уровня в нефтеперерабатывающейи нефтехимической промышленности.М ЦНИИТЭнефтехим, 1973, с. 29.2. Авторское свидетельство СССР9 447569, кл. 0 01 Р 23/1.6, 1972 (про"