Струйный индикатор уровня

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) г 5)5 6 01 ) ИЗОБРЕТЕН СПИ АВТОРСКО ВУ СВ 1(71 Московский институт повышения квалификации руководящих работников и специал стов химической промышленности (72 Е, Ф. Шкатов. Авторское свидетельство СССР М 56339, кл. О 01 Р 23/16, 1977.(54 СТРУЙ Н Ы Й И НДИ КАТОР УРОВНЯ (57 Изобретение относится к автаматическ му измерению уровня и может быть испо)ьзовано в различных отраслях пр)мышленности, в частности, в производ Изобретение относится к автоматическому измерению уровня и может быть использован о в различных отраслях хиической, деревообрабатывающей, авиаци нной промышленности, в частности, в пр изводстве азотных удобрений для измерения уровня сыпучих материалов(пыли),Цель изобретения - повышение точност струйного индикатора к предельному значению уровня,На фиг. 1, 2 показаны принципиальные схфлы измерительной и преобразовательно частей индикатора,Струйный индикатор уровня состоит из двух пьезометрических трубок (6, 10), введенных в бункер (5), трубка б соединена че)ез дроссели (3, 4) с источником питания сжатым Воздухом (Рпц.) и с первым ВхОдОм усилителя (12),ГОсудАРстВеннОе пАтентнОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ных удобрений. Цель изобретения ние точности, Это достигается тем, дополнительно введены первый и невморезисторы, причем выход пневморезистора соединен с упим соплом, выход второго пневмора соединен со струйным ем мощности, а их входы соединечником питания, при этом камера яемое сопло выполнены прямо- формы, Кроме того, расстояние плами выполнено равным б - 9 диауправляющего сопла, ширина упго сопла выбрана равнойдиаметру щего сопла, а высота управляемо- меньше ширины в пять раз, 1 з,п, л стве азот - повыше что в него второй и первого равляющ резисто усилител ны с исто и управл угольной между со метрам, равляемо управляю го сопла ф-лы, 7 и Управляемое сопло (8) выполнено в виде щели и соединено со вторым входом усилителя (12) и через дроссель (7) с источником питания сжатым воздухом (Р,.). Трубка 10 соединена с камерой (9) струйного усилителя мощности, который через дополнительный пневморезистор (2) соединен с источником питания сжатым воздухом(Рпи,), Управляющее сопла (11) струйного усилителя мощности соединено через дополнительный пневморезистор (1) с источником питания сжатым ьоздухом (Рпит), Третий и четвертый входы усилителя (12) через дроссели (13, 25, 24, 23) соединены с маломощным задатчиком(14) и мощным повторителем (22), Повторитель (22) соединен с элементами сравнения (17, 20), с пневмоэлектропреобразователем (18, 19). Элемент сравнения (17) соединен с дросселем (16)маломощным задатчиком (15). Элементсравнения (20) соединен с дросселем (27) ималомощным задатчиком (21),На фиг, 1 и 2 приняты следуюЩие обозначения: 5С 1 - управляющая струя струйного усилителя мощности;С 2 - сносящий поток; скорость которогоопределяется высотой уровня пыли в бункере;10Сз - управляемая струя струйного усилителя мощности;Рпит - давление питания сжатого воздуха;Р 1- давление в междроссельной камере, образованной .управляемь 1 м соплом идросселем (7);Р 2 - давление в междроссельной камере, образованной дросселями (3, 4); .Рвых. - выходное давление усилителя 20. (12);Ра.макс, - максимальное давление заданного значения;Ра.ми, - минимальное значение задаваемого перепада давления; 25Ру,макс. - максимальное значение управляющего давления;Ру,мин. - минимальное значение управляемого давления.Работает струйный индикатор уровня 30следующим образом.В бункере (5) через трубки (6, 10) отисточника питания (Рпит.) подается некоторое количество сжатого воздуха. При проте-.кании воздуха через трубку (6) в 35междроссельной камере, образованнойдросселями (3, 4) создается давление (Р 2),величина которого определяется давлениемРпит., давлением (разряжением) в бункере ивеличиной гидравлических сопротивлений 40дросселей (3, 4), С изменением давления(разряжения) в бункере (5) будет изменятьсявеличина давления (Р 2).При протекании воздуха в трубке (10)появляется сносящий. поток (С 2), который 45отклоняет управляющую струю (С 1) и уменьшает сопротивление, препятствующее свободному истечению управляемой струи (Сэ),При отсутствии пыли в бункере(или минимальном ее значении) управляющая 50струя (С 1) занимает крайнее левье положение (фиг. 1), что соответствует минимальному значению сопротивления на выходеструи (Сз), а следовательно, и минимальному значению давления (Р 1) в междроссельной камере, образованной управляемымсоплом (8) и дросселем (7).Из этого видно, что давление (Р 1) является выходной величиной струйного чувствительного элемента и определяется (при прочих равных условиях) величиной уровняпыли в бункере. Давления (Р 1 и Р 2), формируемые в междроссельных проточных камерах, образованных дросселями (3, 4, 2, 7),подаются на второй и первый входы усилителя (12). Питание управляемого сопла (8)этого усилителя осуществляется элементомпостоянного расхода воздуха (26). Коэффициент усиления усилителя (12) может меняться в пределах 0 - 50 в зависимости отвеличины гидравлического сопротивленияпеременного дросселя (24),Для создания начального выходногодавления усилителя (12), равного 20 КПа приравенстве Р 1 = Р 2 (т,е, минимальном значении уровня пыли в бункере), служит маломощный задатчик (14). Выходное давлениеусилителя (12) усиливается мощным повторителем (22) и направляется в схему сигна лизации предельных значений уровня пылив бункере. Схема сигнализации предельныхзначений уровня в бункере собрана на маломощных задатчиках (15, 21), элементахсравнения (17, 20), электропневмопреобразователях (18, 19) и дросселях (16, 27).При изменении уровня пыли в бункеревыходной сигнал усилителя (12) меняется впределах 20 - 100 КПа,Схема струйного индикатора уровняполностью компенсирует влияние колебаний давления в бункере, т.к. эти колебаниявызывают одинаковые изменения давлений(Р 1 и Р 2), Для обоснования оптимальных соотношений элементов струйного индикатора уровня, обеспечивающих максимальнуючувствительность к перекрывающему трубку (10) уровню, рассмотрим фиг, 3,На фиг, 3 обозначены Ь Р - перепаддавления на струйном чувствительном элемент.е;011 - диаметр сопла истечения управляющей струи;Р 1 - давление в проточной междрос 1сельной камере, образованной соплом(11 идросселем (1);Р 2 - давление в проточной камере. образованной управляемым соплом (8) и дросселем (7)Рз - давление в проточной камере, образованной камерой струйногочувствительного элемента:и - расстояние между соплами (11 и 8);Ь - полуширина управляющей струи вместе соприкосновения ее со струей, вытекающей из управляемого сопла;а - угол расширения управляющейструи;й- гидравлическое сопротивлениедроссельных элементов.наибольшее изменение давления Р 1 происходит в том случае. когда управляющая струя (С 1) при отсутствии пыли не экранизирует щель управляемого сопла (8) и не создает сопротивления на выходе управляемой струи (С 1), а при появлении пыли, отклонялась вправо полностью, закрывает собой щель управляемого сопла (11), тем самым резко увеличивая сопротивление на выходе сопла (8), что ведет к увеличению давления (Р 1). Экспериментальные исследования показали, что индикатор обладает наибольшей чувствительностью к изменению уровня пыли в бункере только при определенных соотношениях между определяющими размерами струйного чувствительного элемента и динамическими напорами струи (С 1), сносящего потока (С 2) и управляемой струи (Сз),Из приведенной на фиг. 1 принципиэльной схемы видно, что динамические напоры струй (С 1 и Сз) и сносящего потока (С 2) определяются при определенных геометрических размерах элементов (11:, 8, 9)давлениями сжатого воздуха, подаваемогона эти элементы, При едином источнике питания (Рлит.) эти динамические напоры, с учетом сказанного выше, будут определяться гидравлическими сопротивлениями пневморезисторов (1, 2, 7) соответственно,Следовательно, для обеспечения максимальной чувствительности струйного инди"аатора уровня необходимо иметь оптимальные геометрические размеры струйного чувствительного элемента с источником питания сжатым воздухом.На фиг. 6 показана экспериментальная зависимость выходного сигнала струйного усилителя мощности от расстояния между соплами (11, 8) при постоянных значенияхсносящего потока, динамических напоров управляемой и управляющих струй.На фиг, 4 видно, что максимальное значение выходного сигнала имеет место только в том случае, если расстояние междусоплами находится в пределах 6 - 9 диаметров управляемого сопла.Нэ фиг. 7 показаны элементарные зависимости выходного сигнала струйного чувствительного элемента от динамическихнапоров управляющей и управляемой струйи сносящего потока (С 2).Из этого рисунка видно, что максимумвыходного сигнала струйного чувствительного элемента соответствует определенным5 10 15 20 25 30 35 40 45 2, Индикатор поп.1, отл ич а ю щийс я тем, что расстояние между соплами выполнено равным 6 - 9 диаметрам управляющего сопла,.ширина управляемого сопла выбрана равной диаметру управляющего сопла, а высота управляемого сопла меньше ширины в пять раз. соотношениям между динамическими напорами струй (С 1, Сз) и сносящего потока (С 2).При данной схеме динамические напоры струй (С 1, Сз) в конечном счете определяются величинами сопротивлений дросселей, установленных в целях питания струй (С 1, Сз) и сносящего потока (С 2), Следовательно, оптимальные соотношения между динамическими напорами указанных струй и сносящего потока определяются геометрическими размерами дросселей, а при идентичности диаметров их каналов - длинами этих дросселей.Экспериментально установлено, что максимальная чувствительность струйного элемента имеет место в том случае, если выполняется. определенное соотношение длин дросселей, установленных на линии питания управляемого и управляющего сопел,Таким образом, предложенный индикатор уровня за счет введения дополнительного пневморезистора, изготовления управляемого сопла в виде прямоугольника с указанным отношением сторон и оговоренными геометрическими размерами дроссельных элементов позволяет производить с большей точностью индикацию предельного значения уровня пыли в бункерах различных аппаратов.Формула изобретения 1, Струйный индикатор уровня, содержащий две пьезометрические трубки, дроссельный мостовой преобразователь со струйным усилителем мощности, включающим камеру, управляющее и управляемое сопла, дифманометр и источник питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности; в него введены первый и второй пневморезисторы, причем выход первого пневморезистора соединен с .управляющим соплом, выход второго пневморезистора соединен со струйным усилителем мощности, а их входы. соединены с источником питания, при этом камера и управляемое сопло выполнены прямоугольной формы, 1802297