Пневматический сигнализатор уровня

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01,0280 (21) 2878479/18-10 с присоединением заявки НВ Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(53) УДК 681.128. 5088.8) Дата опубликования описания 30.10.81(2) Авторы изобретения М.М. Мордасов, В.П. Астахов и А.В. Трофимов 1)Г с.,.( ) Заявитель Тамбовский институт химического машнностроени(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ Изобретение относится к приборостроению, в частности к пневматичес- кнм датчикам уровня жидкости в сосудах, и может быть использовано в системах контроля и регулирования уровня жидкости в различных отраслях проьыаленности, например в химической, нефтеперерабатывающей, лакокрасочной и других.Известен датчйк пневматического сигнализатора уровня, в котором использовано сопло, выполненное в виде эжектора, и приемная камера, снабженная диффузором, причем эжектор и диффузор расположены под равными между собой углами к плоскости заданного положения уровня 13. Недостаток известного датчика- невысокая надежность и точность измерений уровня жидких сред в аппаратах. Это объясняется тем, что ис" пользуемый в датчике метод измерения предполагает отражение струи газа, набегающей на поверхность жидкости, от недеформируемой поверхности жидкости. При взаимодействии струи газа с недеформируемой поверхностью жидкости или с твердой поверхностью отражения не наблюдается, так как при взаимодействии струя прилипаетк поверхности и растекается по ней.Таким образом, попасть в диффуэорструе газа затруднительно.Наиболее близким к предлагаемомуявляется известный пневматическийсигнализатор уровня, содержащий установленные в зоне минимального имаксимального уровней струйные элементы в виде соосно расположенныхсопел питания и приемных сопел, которые соединены с двумя моностабильными струйными усилителями, источникпитания и индикатОр. При появлении .15 жидкости в зазоре между соосньащсоплами появляется сигнал, фиксируемый индикатором 21.Недостаток известного устройстванизкая надежность и точность измерения 20 при работе с жидкостями,имекщими сложные физико-химические свойства, контакт с которыми нежелателен, таккак соосные сопла являются контакт-.ными элементами. 25Цель изобретения - поввацение надежности и точности измерений.Поставленная цель достигается темэа счет того, что сигналиэатор сиаб жен дополнительным соплом, расположенным под углом к поверхности жид- кости, ось которого размещена в центральной плоскости, перпендикулярнойк оси струйного элемента, и вторыммоностабильным струйным усилителем,при этом выход струйного элементаподключен к одному из входов первого струйного моностабильного усилителя, присоединенного своим выходомк входу второго моностабильного усилителя, один вход которого соединенс входом дополнительного сопла, а другой через дроссель и пневмоемкость с измерительным устройством.На фиг.1 приведена принципиальная схема сигнализатора, на фиг.2 взаимодействие струи газа с поверхностью жидкости при различных ее уровнях.Трубка 1 сопла питания струйного элемента расположена соосно с приемным соплом 2, подключенным к входу 3 первого струйного моностабильного усилителя 4. Выход 5 усилителя 4 соединен с атмосферой, а выход б - с входом 7 второго моностабильного струйного усилителя 8. Выходной канал 9 усилителя 8 подключен к входу дополнительного сопла 10, ось которого размещена в центральной плоскости, перпендикулярной к оси струйного элемента. Выходной канал 11 усилителя 8 через сопротивление 12 и пневмоемкость 13 соединен с измерительным устройством (не показано) .На вход трубки 1, а также в канал 14 усилителя 4 и в канал 15 усилителя 8 соответственно через дроссели 16-18 подано давление питания.Сигнализатор работает следующим образом.При подаче давления .питания на вход трубки 1 струи газа с ее выхода поступают через приемное сопло 2 на вход 3 моностабильного струйного усилителя 4 результирующая струя, образовавшаяся при взаимодействии струй, выхоцящих из каналов 3 и 14,. затем поступает в канал б, соединенный с входным каналом 7 моностабильного струйного усилителя 8. Струи, выходящие из каналов 15 и 7 усилителя 8, взаимодействуют между собой и результирующая струя поступает на вход канала 9, к которому подключено сопло 10, Струя газа, выходя иэ сопла 10, при значительном удалении от него поверхности жидкости (фиг,2 а) взаимодействует с поверхностью жидкости, незначительно ее деформируя.При приближении поверхности жидкости к соплу 10, т,е. при увеличении уровня деформация поверхности увеличивается (фиг.26), на поверхности образуется углубление. Струя газа, двигаясь по поверхности образованного ею углубления, приобретает криволинейную составляющую скорости и выходит из углубления под некоторым углом к недеформируемой поверхности жидкости.При некотором заданном максимальном значении уровня поверхность жидкости под действием газовой струи дефоРмиРуется настолько, что выходящаяиэ углубления струя газа будет взаимодействовать со струей, выходящейиз трубки 1 (фиг.2 в). При этом давление в приемном сопле 2, а следовательно, и в канале 3 .усилителя 4 па"ф дает, что приводит к переключениюструи с канала 6 на канал 5,Отсутствие струи на выходе канала 7 усилителя 8 приводит к переключению струи, выходящей иэ канала 15,15 с канала 9 на канал 11, При этомпрекращается подача сжатого воздухав сопло 10 и через дроссель 12 и .емкость 13 на измерительное устройствопоступает пневмосигнал.После прекращения действия струи,выходящей из сопла 10, на поверхность жидкости струя из трубки 1вновь поступит в сопло 2. Произойдетсрабатывание схемы аналогично рассмотренному выше. После перебросаструи в усилителе 8 с канала 11 наканал 9 на выходе сопла 10 появитсяструя газа. Эта струя вновь деформирует поверхность до состояния, прикотором происходит взаимодействие вы 3 Ц ходящей иэ углубления струи газа иструи, выходящей из трубки 1. Давление при этом в приемном сопле 2 падает, что приводит к срабатываниюсхемы и в конечном итоге к перебро-.35 су струи в усилителе 8 с канала 9на канал 11.Таким образом, при измененииуровня жидкости, если его значениебудет равно или больше максимально 4 ц го, на вход измерительной схемы будут поступать импульсы давления.При уменьшении уровня жидкостидо значения меньше критического( фиг.26) выходящая из углубленияструя газа не взаимодействует соструей, выходящей из трубки 1. Датчик находится в положении, при котором из сопла 10 выходит струя газа,Предлагаемый датчик пневматическо 5 р го сигнализатора уровня жидкостейпозволит проводить бесконтактноенадежное измерение с получением выходного сигнала, представленного вимпульсной форме.55Формула изобретенияПневматический сигнализатор уровня, содержащий установленный в зоне предельного уровня струйный элементв виде соосно расположенных сопла питания и приемного сопла, первое из которых соединено с источником питания, а второе подключено к моно стабильному струйному усилителю, и измерительное устройство,о т л и ч а ю-щ и й с я тем,что,с целью повьааениянадежности и точности измерений, онснабжен дополнительным соплом, распо"ложенным под углом к поверхностижидкости, ось которого размещена вцентральной плоскости, перпендикулярной к оси струйного элемента, ивторым моностабильным струйным усилителем, при этом выход струйногоэлемента подключен к одному иэ входов первого струйного моностабильного усилителя, присоединенного своим выходом к входу второго моностабильного струйного усилителя, одинвыход которого соединен с входом дополнительного сопла, а другой черездроссель и пневмоемкость - с измерительным устройством. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство СССР 9 492748, кл. С 01 Г 23/00, 1974. 2. Патент США В 3590843,кл. 137-81,5, 06.07.71 (прототип) .877339 Составителв Н. Варнекедактор С. Крупенина Техред М.Гергель Корректор А. Гриценк пион ака ееее 598/63 ВН 11