Поплавковый плотномер жидкостей

)5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ А И ПЛОТНО(57) Изобретениеборостроения, а инепрерывного изролируемой жидк бласти приспользовано я плотности химической, ругих отрасзакреп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1052932, кл, 6 01 М 9/22, 1977,Гойхман С. Я, Весовые и поплавковыеплотномеры. - Приборы и системы управления, 1975, М 12, с, 22-23,относится к области применно к устройствам для мерения плотности контсти, и может быть испольИзобретение относится к оборостроения и может быть идля непрерывного измерениконтролируемой жидкости внефтехимической, пищевой и длях промышленности,Цель изобретения - упрощение конструкции плотномера.На чертеже приведена принципиальная схема конструкции плотномера.Плотномер содержит проточную камеру 1, в которой размещен поплавок жесткий, цилиндрической формы) 2, соединенный штоком 3 через разделительный сильфон 4 с блоком 5 формирования выходного сигнала, Шток 3 может поворачиваться (качаться) относительно опоры 6 вращения. Поплавок 2, шток 3 и опора 6 составляют измерительную кинематическую систему плотномера. Вход контролируемой жидкости 7 в проточную камеру плотномера осуществляется чезовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Цель изобретения - упрощение конструкции. Плотномер содержит проточную камеру, измерительную кинематическую систему, блок газовой термокомпенсации, состоящий из двух термобаллонов и компенсационного сильфона, внутренние полости которых соединены, и блок формирования выходного сигнала, В . блок газовой термокомпенсации введен по крайней мере один промежуточный сильфон с неподвижными торцами и механизм регулирования его обьема, Промежуточный сильфон соединен с термобаллонами. Температурная компенсация обеспечивается созданием определенного начального давления сжатого газа в блоке термокомпенсации. 1 ил,рез входной штуцер 8 и наружный распределитель 9 потоков жидкости, Вьход контролируемой жидкости из проточной камеры ф плотномера осуществляется через выход-ной коллектор 10 и выходной штуцер 11. В линии входа контролируемой жидкости в ) проточную камеру плотномера размещена гильза 12, в линии выхода жидкости из проточной камеры - гильза 13. В гильзах 12 и 13 размещены термобаллоны 14 и 15 блока газовой термоком пенса ци и соответствен но.В блок газовой термокомпенсации входят также промежуточные сильфоны 16 и 17, з компенсационный сильфон 18, соединенные капилляры 19 и 20 и колпачковые гайки 21 и 22, соединенные резьбовым соединением с гильзами 12 и 13 соответственно, Внутри компенсационного сильфона 18 размещен ограничитель 23 обьема. Соосно компенсационному сильфону 18 с противоположной стороны штока 3лен герметизированный сильфон 24 длякомпенсации влияния изменения барометрического давления и температуры окружающего воздуха. Внутренняя полость блокатермокомпенации заполнена сжатым газом25. Статическое давление воздуха в полостисильфона 24 определяется экспериментально при разработке и испытаниях плотномера. В качестве блока формированиявыходного сигнала 5 может быть использован пневмосиловой или электросиловойпреобразователь. Усилие, передаваемоеему штоком, преобразуется в стандартныйпневматический или электрический выходной сигнал.Плотномер работает следующим образом.Контролируемая жидкость 7 протекаетчерез проточную камеру 1 и омывает приэтом поплавок 2 и термобаллоны 14 и 15блока термокомпенсации. На поплавок 2 состороны контролируемой жидкости 7 действует выталкивающая сила, поворачивающая шток 3 на некоторый угол относительноопоры 6 вращения. При повороте штока 3происходит отработка выходного сигналаплотномера на блоке 5 формирования выходного сигнала, например на узле соплозаслонка. Следует отметить, что угловыеперемещения штока 3 не превышает долейградуса, а линейные перемещения поплавка и наружного конца штока 3 находятся впределах 0,005-0,01 мм, что обеспечиваетвысокую точность измерения. В установившемся режиме значение выходного сигнала, определяемое в блоке 5, соответствуетзначению плотности контролируемой жидкости 7.При изменении плотности контролируемой жидкости устаналивается новое зйачение выходного сигнала, соответствующееновому значению плотности,При неизменной собственной (физической) плотности контролируемой жидкости,но при изменении ее температуры изменится действительное значение плотности жид. кости: при повышении температуры. плотностьуменьшится, при понижениитем-,пературы плотность увеличится. Соответственно изменится и величинавыталкивающей силы Гвыт, действующей напоплавок, а значит, и величина выходногосигнала,Для исключения влияния изменениятеМпературы контролируемой жидкости нарезультаты измерения ее плотности необходимо обеспечить такое компенсирующеевоздействие на измерительную кинематическую систему плотномера со стороны блока температурной компенсации, при 10 15 20 ц 25 30 35 40 3 45 50 котором при любых значениях температуры контролируемой жидкости (при неизменной собственной плотности жидкости) выходной сигнал плотномера оставался бы неизменным. Условие равновесия кинематической системы плотномера при любых температурах, но постоянной плотности контролируемой жидкости имеет видЛ РвытЛп= ЬР.к, где ЬЕвыт - изменение выталкивающей силы, действующей на поплавок, от изменения температуры на величину й;1 и - расстояние от оси опоры 6 вращения до геометрического центра поплавка;Ь Р - изменение компенсационного усилия, вызванное изменением температуры на величину Л 1;1 к - расстояние от оси компенсационного сильфона блока термокомпенсации до оси опоры 6 вращения.Изменения выталкивающей силы ЬЕвыт и компенсационного усилия ЬГ, вызванные изменением температуры контролируемой жидкости Лт, выражаются формулами Л Рвыт=Чп ффжй", Ь Е=РоВтЛтЯк где Чо - наружный объем поплавка;р - плотность контролируемой жидкости;Рж - коэффициент объемного расширения контролируемой жидкости;Ьт - изменение температуры контролируемой жидкости;Ро - начальное давление сжатого газа и блока термокомпенсации (при 0 С);фт - температурный коэффициент расширения газа;Я- эффективная площадь компенсационного сильфона 18Таким образом, полная температурная компенсация при изменении температуры контролируемой жидкости (при условии линейной зависимости Рж от температуры) обеспечивается при определенном значении начального давления сжатого газа Ро в блоке термокомпенсации, величина которого определяется выражениемЧо Р фжпРо Зная характеристики жидкости (плотностьри коэффициент объемного расширения Рж), которую будет контролировать плотномер, заполняют блок термокомпенсации сжатым газом, например азотом, при расчетном давлении Ро и герметизируют его. Теперь при изменении температуры контролируемой жидкости, например при увеличении ее на величину й, уменьшитсяплотность этой жидкости, а следовательно, уменьшится величина выталкивающей силы Гвалт действующей на поплавок, и момент, создаваемый выталкивающей силой относительно опоры 6 вращения. Но в это же время увеличится давление сжатого газа 25 и термобаллонах 14 и 15, Это увеличенное давление газа вызовет приращение компенсационного усилия Р, развиваемого компенсационным сил ьфоном 18, а следовательно, и увеличение компенсационного крутящего момента М относительно опоры 6 вращения, Таким образом, восстанавливается первоначальное (до изменения температуры) значение выходного сигнала плотномера, т.е. осуществляется температурная компенсация.При переходе на контролирование другой технологической среды с другой плотностью и с другим коэффициентом Рж нет необходимости перезапол нять систему термокомпенсации сжатым газом: достаточно изменить начальное давление этого газа путем изменения объема, занимаемого газом в полостях этой системы. Это достигается изменением длины, а значит, и внутреннего объема промежуточных сильфонов 16 и 17 вращением колпачковых гаек 21 и 22; при 5 завинчивании гаек сильфоны 16 и 17 сжимаются, при отвинчивании гаек 21 и 22 силь- фоны 16 и 17 разжимаются (растягиваются) под воздействием давления сжатого газа,Формула изобретения 10 Поплавковый плотномер жидкостей, содержащий проточную камеру, измерительную кинематическую систему, блок газовой термокомпенсации, состоящий из двух термобаллонов и компенсационного сильфона, 15 внутренние полости которых соединены, иблок формирования выходного сигнала, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, в блок газовой термокомпенсации дополнительно введены по 20 крайней мере один промежуточный сильфон с неподвижными торцами и механизм регулирования его объема, причем промежуточный сильфон соединен с термобаллонами., Пап Заказ 3204 Тираж 360 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10