Плотномер жидкости Советский патент 1983 года по МПК G01N9/22 

Изобретение относится к контроль но-измерительным приборам, а именно к плотномерам поплавкового типа, и раджет найти применение в системах автоматизации прог-озгошенных технологических процессов в химической, тпневой н других отраслях промьиилен насти, Известен поплавковьш плотномер, автоматически измерягодий плотность контролируемой жидкости и преобразугащий изменение плотности в пневма тический аналоговьй сигнал -- давление сжатого воздуха в диапазоне 0,2-1,0 к-гс/см. Плотномер содержит проточные камеры с расположенн ми в noплaEкa fsi пнезкосиловые пре о60азоват-ли и рычажные системы, соединяющие поплавки с пневлмопреобр зователями Mj . Недостатком плотномера является низкая точность измерения. Наиболее близким к .гредлагаемоку --.с технической сущности явлчегся : плотномер, содержахций корпус в виде проточкой камеры с входньм и выходным коллектора ги5чувствительный элемент виде поплавка с ,заполненн о конпенсагу.ионной жидкостью и соеди;;a,:-iHoro штоком с пкеБмосиловым преобразоьателем. Плотномер предназначен для автоматического измерения плоткости жидкости и преобразования .изменения последней в аналоговый вы /ходной сигнал zj .Недостатком плотномера является значительная температурная инерцион ность, обусловленная большой массой компенсационной жидкости, заполняющей поплавок, и неконцентричностью расположения поплавка в омывающем его потоке контролируемой жидкости. что снижает точность измерений, llejtb изобретения - повышение трч нести измерения. Поставленная цель достигается тем, что поплавок дополнительно снабжен второй оболочкой с сильфона ми, подвижнъ е донышки которых попарно, жестко и герметично соединены с подвижными донылками сильфонов. первой оболочки, шток снабжен подвижной траверсой, причем объем полости, ограниченной этими оболочками относится к наружному объему поплавка как разность эффективных площадей сильфонов вне1г1ней и внутренней оболочек относится к эффективной пло щади сильфонов внеилией оболочки. 322 На фиг, I изображен плотномер жидкости, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху, разрез, Корщс 1 плотномера и закрепленные на нем кожухи 2 и 3 образуют проточную камеру плотномера, герметичность которой обеспечивается прокладками 4 и стяжными болтами, В проточной камере расположен чувствительный элемент - поплавок 5, соединенный штоком 6, имеющим траверсу 7, с преобразователем 8 усилия в выходной сигнал. Входной штуцер 9 корпуса 1 соединен с распределительным коллектором Ю, переходящим в два кольцевых входных коллектора 11. К корпусу 1 приварен кольцевой выходной коллектор 12 и выходной штуцер 13, Поплавок 5 имеет внешнюю оболочку 14 с сильфонами 5 на торцах и внутреннюю оболочку 6 с сильфонам 17 на торцах. Неподвижные доньппки сильфоков 55 и 17 приварены к оболочкам 14 и 16 соответственно, а подвижные донышки сильфонов 15 и 17 попарно, жестко и герметично соединены между собой сваркой. Межоболочковая полость поплавка 5 снабжена капилляра 18 для заполнения поплавка 5 компенсационной жидкостью 19, Внешняя оболочка 1А поплавка 5 имеет резьбовые бобьшгки 20 для соединения с траверсой 7 BMHTai iH 21. Положение траверсы 7 на штоке 6 регулируется и фиксируется гайками 22 и стопорной шайбой 23, При работе проточная камера плотномера заполняется контролируемой жидкостью 24. Плотномер работает следующим образом. Контролируемая жидкость через входной штуцер и входные коллекторы распределяется на два встречных потока, омывающих горизонтально расположенньш поплавок, попадает в сборный коллектор и из него в выходной штуцер. При постоянной плотности контролируемой жидкости устанавливается равновесие кинематической системы плотномера; выталкива1щая сила действующая напоплавок со стороны контролируемой жидкости, уравновешивается системой силовой пневматической компенсации,, -При этом выходной сигнал плотномера устанавливается соответствующим значению плотности контролируемой жидкости. 310 При изменении плотности контролируемой жидкости нарушается установившееся равновесие вследствие измене- . ния зыталкивающей силы, действующей на поплавок, что приводит к перемещению : ычажной системы плотномера и к изменению, его выходного сигнала. При изменении температур контролируемой среды происходит изменение температуры, а следовательно, и объ ма компенсационной жидкости, которой заполнен поплавок плотномера. При этом вследствие распшрения или сжатия сильфонов на концах поплавка (в зависимости от знака изменения температуры) изменяется объем последнего, что обеспечивает темпе ратурную компенсацию плотномера: изменение объема поплавка обратно пропорционально температурному изменению плотности контролируемой жидкости, а произведение этих вели чин (объема поплавка на плотность жидкости) остается постоянным. Объем межоболочковой полости по плавка 5, заполненный компенсацион ной жидкостью 19, связан с наружны объемом поплавка соотнощрнием .n , нар. эф.еяеы где V,, - объем компенсационной (меж оболочковой)полости поплав ка; ИОрГ наружный объем поплавка} эф. Внеыч .8нутр. „, „,.„1, - эффективная площадь щ, внеи. сильфонов J5 внешней оболочки 14 поплавка 5; эффективная площадь 9ip.BHtJtp. сильфонов 17 внутренней оболочки I6 поплавка 5, оотношение (1) объемов позволяет енить в качестве компенсационной жидкости 19 саму контролируемую жидкость 24, что обеспечивает высокую точность температурной компенсации плотномера (вследствие синхронности температурного расширения жидкостей в компенсационной полости поплавка 5 и проточной камере плотномера), Ограничение количествакомпенсационной жидкости 19 объемом межоболочковой полости обеспечивает резкое уменьшение температурной инерционности плотномера. Температурная инерционность предлагаемого плотномера уменьшается также в результате концентричного расположения поплавка 5 в смывающем его потоке контролируемой жидкости 24. Такое расположение поплавка 5 обеспечивается регулированием ПОЛОКРния траверсы 7 на штоке 6 и регулированием положения поплавка 5 в про-. дольном направлении относительно траверсы 7 вследствие наличия овальных отверстий в последней под винты 2 1 .

ПЛОТНОМЕР ЯШДКОСТН, содержащий корпус в виде проточной камеры с входным и выходным коллектора-«и, погруженный в контролируемую жидкость поплавок,выполненный в виде оболочки с сильфонами 5 заполненный эталонной жидкостью и соединенный штоком с устройством преобразования усилия в выходной сигнал, отличающийся тем, что, с целью улучшения метрологических параметров, поплавок дополнительно снабжен второй оболочкой с сильфонами, подвижные донышки которых попарно, жестко и герметично .соединены с подвижными донышками сильфонов первой оболочки, иток снабжен подвижной траверсой, причем объем полости, ограниченной этими оболочкаю, относится к наружному объему поплавка как разность эффективных площадей сильфонов внешней и внутренней оболочек относится к эффективной площади сильфонов вненшей оболочки.