Устройство для определения уровня жидкости

(5)5 0 01 Р 23/28 ОПИС ТЕ И АВТ 1979.онтрольуровудостроение",ЕДЕЛЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБ г"ч 1 У СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛ ЯОУРОВНЯ ЖИДКОСТИ Изобретение относится к области измерения физических величин, в частности к измерению уровня жидких сред, и может быть использовано в судостроении при обеспечении постоянного и качественного контроля наличия и количества жидких грузов на борту судна,Известен емкостной уровнемер Я содержащий емкостные датчики, выполненные в виде токопроводящих пластин, расположенных параллельно одна другой и подключенных к измерительному преобразователю.При наличии крена судна токопроводящие пластины сохраняют вертикальное и параллельное относительно друг друга положение благодаря шарнирному креплению на кронштейнах, жестко связанных с корпусом цистерны на противоположных ее стенках, что позволяет с достаточной степенью точности определить уровень возмущенной жидкости,Недостатком этого устройства является то, что его использование возможного толь.,Ы 1777003 А 1(57) Сущность изобретения устройство содержит вертикально расположенные во взаимно-перпендикулярных плоскостях в цистерне трубы, совмещенные источник и приемник гамма-излучений, установленные в верхней части каждой иэ труб, интегрирующий блок, показывающий прибор и электрическую цепь. Внутри каждой трубы размещен поплавок с центром масс, расположенным в плоскости его погружения. Торцовая поверхность каждого поплавка покрыта слоем материала с высоким коэффициентом отражения гамма-квантов. 2 ил. ко в симметричных сосудах (цистернах) и в сосудах, не имеющих перегородок. Кроме того, конструктивное исполнение предполагает большие габариты, вес, неудобс во размещения в цистерне и необходимость периодической профилактической чистки. Не исключено также влияние среды над уровнем жидкости (пары, аэрозоли, газ) на точность измерения уровня.Наиболее близким техническим решением из известных к предлагаемому является радиоизотопный уровнемер, например, УР. Конструктивно устройство выполнено в виде трех блоков: датчика, электронного блока и показывающего прибора, Датчик включает реверсивньгй двигатель, редуктор с червячной передачей и барабан, на который наматываются две стальные ленты. Свободно висящие на концах этих лент источник и приемник гамма-излучения находятся в одной горизонтальной плоскости и заключены в специальных герметизированных относительно среды трубах-кожухах. Положение источника и приемника гамма 177700320 30 35 40 излучения соответствует определенному положению стрелок дистанционного показывающего прибора с помощью сельсинов, а электрическая связь с подвикным приемником гамма-излучения осущесч вляется посредством гибкого кабеля через ролик с грузом, Данное устройство принято за прототип. Недостатками прототипа являются ниэкая скорость слежения за уровнем, большая инерционность системы для измерения неустойчивОго уровня жидкости, большие веса , и габариты, сложность конструкции и необходимость периодического профилактического обслуживания.Цель изобретения - повышение точности и эффективности контроля уровня жидкости при ее динамическом возмущении в цистерне, например, при качке судна. Укаэанная цель достигается тем, что в отличии от прототипа в цистерне равномерно по периметру во взаимно перпендикулярных плоскостях параллельно друг другу размещены трубы нижним срезом ниже минимально допустимого уровня жидкости при наклонах цистерны.Каждая труба снабжена поплавком, который располагается на границе раздела жидкость-воздух во внутреннем обьеме трубы, и совмещенными источником и приемником гамма-излучения, укрепленными в верхней части трубы, При этом поплавок выполнен в виде цилиндра, на верхней торцовой поверхности которого нанесен слой материала с высоким коэффициентом отражения гамма-квантов, а по внешним образующим на равном расстоянии расположены ребра. выполняющие функцию направляющих для ориентирования поплавка.в трубе при наклонах цистерны таким образом, чтобы слой материала с высоким коэффициентом отражения гамма- квантов был постоянно расположен нормально к источнику и приемнику гаммаизлучения. Кроме того, поплавок изготавливают таким образом, чтобы его центр массы располагался в плоскости погружения поплавка. В этом случае поплавок в жидкости занимает неустойчивое (безразличное) положение, но благодаря направляющей трубе будет всегда ориентирован вдоль ее оси, исключая положение заклинивания,Сущность изобретения заключается в егр следующих отличительных признаках по сравнению с признаками прототипа и аналога, представленными в таблице.Результаты проведенного сравнительного анализа показали, что признакам 4, 1 б и 17 нет соответствующих признаков в прототипе и аналоге, кроме того, они выполняют разные функции в устройствах, а следовательно, являются существенными отличительными признаками.Таким образом, анализ предлагаемого изобретения на новизну показал, чтопредлокение соответствует критерию"существенные отличия", так как из известного перечня информации, установленногонормативным документом (п.127 Э 3-1-74),технические решения с признаками, подобными заявленным, не обнаружены,На фиг.1 изображено устройство для определения уровня жидкости в цистерне ссечением по ее продольной оси; на фиг.2 -сечение А-А, на котором показано взаимноерасположение труб.Устройство для определения уровняжидкости состоит из нескольких труб 1, каждая из которых снабжена источником гамма-излучения 2, приемником 3 отраженногосигнала, экраном 4, поплавком 5 с направляющими ребрами б и со слоем материала 7с высоким коэффициентом отражения гамма-квантов.Какдый приемник 3 отраженного сигнала соединен электрической цепью 8 сэлектронным интегрирующим блоком 9 ипоказывающим прибором 10, Трубы 1 размещены в цистерне 11 вертикально равномерно по ее периметру во взаимноперпендикулярных плоскостях параллельнодруг другу по вертикали,Устройство работает следующим образом.При крене судна уровень жидкости вцистерне 11 сохраняет практически горизонтальное положение, При этом в каждойтрубе 1 положение уровня изменяется, чтоспособствует перемещению поплавка 5вдоль оси трубы 1. В зависимости от положения поплавка 5 увеличивается или уменьшается расстояние, которое долженпреодолеть сигнал от источника 2 до отражаемого слоя 7 на поплавке 5 и обратнодо его приемника 3, а соответственноослабляется или усиливаетсл величинарегистрируемого импульса, который поэлектрической цепи 8 в преобразованномвиде поступает в электронный интегрирующий блок 9. В электронном блоке 9 импульсы от всех приемников 3 труб 1интегрируются, а полученный потенциалоказывается пропорциональным фактическому уровню жидкости в цистернеи фиксируется показывающим прибором10.При отсутствии расхода жидкости из цистерны величина потенциала сохраняетсяпостоянной независимо от угла наклона цистерны.1777003 Прототип 1 Г приз. Изобретениепака Аналог Устройство для контроляуровня жидкости Бнкостной уровнсмер Радноизотопный уроснсмер а) по совокупности конструктивных элементов Источник радиоактивного излуцення Истоцник радиоактивного излучения Источник электропитания Пластины смкастиКоонютсйн Поплавок с отражаюжннспоем 5Экран Экран Ревсрсиеный двигатель Барабан Перфорированная лента Зубцвтый ролик 1 О Сельсин-датчик 12 Сепьсин-приемник Ролик с Грузомдриснтируюс 1 ий гРуз 13 Изнеритсльньй грсобразо- аатсль Электронный интегрирующий блок Электронный интсгрируюжий, бгэк Показыааюпий грибор Покаэыеаююнй грибор Показыеаюций прибор 15 6) по взаимному расположению узлов 1 детппсй) Пластины расположены симнетрицно и параллельнов вертикальной плоскости Источник и приемник автономны и размсг 1 сныв ОднОЙ Горизонтальнойплоскости Источник и приемник сов- мещены Кронжтейны пластин размецены по оси внутри цистерннна протисоположньк ее стенках на одном уровне Трубы размсюены в цистерне вертикально равномерно по периметру во взаимно-.перпсндикулярных плоскостях параллельно дРуГ другу по вертикали Трубы-кожухи размеысны внутри или снаружи цистерны параллелыьэ друг другу по вертикали9 В устройсгве предусмотрена биологическая защита в виде экрана 4, выполненным из конструкционного материала,например, свинца, В качестве источникаизлучения обычно использу)от изотоп кобальта Со, а в качестве отражающего ма"териала, например, железо или свинец, какиме)ощих большое альбедо,Работа устройства проверена на модельной установке с учетом наибольших 10углов наклона корпуса судна, допускаемых на практике (до 45 в динамике и до 15в статике). В результате установлено, чтопоплавок предлагаемой конструкции качественно и надежно отслеживает уровень 15жидкости при наклонах направляющей тру,бы в указанном диапазоне углов наклона идаже за его пределами.Технико-зкономическая эффективНостьописываемого устройства для измерения 20уровня жидкости по сравнению с прототипом обусловлена повышением точности икачеством контроля уровня жидкости при еегидродинамическом возмущении, вызванным наклонами цистерны, например, при 25качке судна, В отл 1 ичие от прототипа предлагаемое устройство проще и может бытьиспользовано в перегороженных цистернахлюбой конструкции или в группа сообщаю 2 Приемник сигнала Приемник сигнала3 Трубы Трубы-кожухи 7 Редуктор щихся емкостей и может гарантировать предотвращение снижения уровня кидкости н наклонной цистерне ниже минимально-допустимого, если использовать критический потенциал электронного блока на автоматическое отключение расхода жидкости из цистерны.Формула изобретения Устройство для определения уровня жидкости, содержащее вертикально расположенные в цистерне трубы, источник и приемник радиоактивного излучения, интегрирующий блок, показывающий прибор и электрическую цепь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и эффективности контроля уровня жидкости при ее гидродинамическом возмущении, трубы размещены во взаимоперпендикулярных плоскостях, их нижние срезы расположены ниже минимально допустимого уровня жидкости, источник и приемник гамма-излучений совмещены и установлены в верхней части каждой из труб, внутри каждой из которых размещен поплавок, с центром масс, расположенным в плоскости его погружения, а торцовая поверхность каждого поплавка покрыта слоем материала с высоким коэффициентом отраженБ)я гамма- квантов,1777003 иг. Составитель О, КуляевРедактор М. Кузнецова Техред М,Моргентал Корректо чакова роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 4116 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета до изоб 113035, Москва, Ж-ЗЬ, РауПодписноениям и открытиям при ГКНТ СС я наб., 4/5