Гидростатический уровнемер Советский патент 1984 года по МПК G01F23/16 

о

QD СО

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения и регулирования уровня жидкости в различных отраслях промыгаленности.

По основному авт. св. № 697828 известен гидростатический уровнемер, содержащий емкость с пульсирующей мембраной, заполненную разделительной жидкостью, генератор пневматических импульсов и рабочий пневмогидроусилитель, дополнительные генератор пневматических импульсов и поршневой гидронасос с резервуаром для разделительной жидкости, дифманометр и ячейку запоминания выходного сигнала С1 3. Недостатком известного уровнемера является то, что обслуживающий персонал должен периодически проверять наличие разделительной жидкости в резервуаре дополнительного пневмогидроусилителя, причем периодичность проверки трудно определить заранее, так как возможная утечка жидкости зависит от многих непредвиденных фак торов (герметичность манжет, соединений, вязкость жидкости, ее темпера тура и др.). Кроме того, периодический контрольный осмотр резервуара может быть также значительно затруднен при уста новке уровнемера в труднодоступных или удаленных от оператора местах, так как в уровнемере предусмотрена дистанционная передача показаний. В то же время несвоевременное пополнение резервуара разделительной жидкостью приводит к преждевременному отказу уровнемера в работе (искажение показаний, прорыв мембраны и др. Целью изобретения является повышение эксплуатационных параметров и надежности за счет получения автоматической аварийной сигнализации оператором о том, что в эксплуатируе мом уровнемере в резервуаре подпитки отсутствует разделительная жидкость и ее необходимо пополнить. Поставленная цель достигается тем что в гидростатический уровнемер дополнительно введено два трехмембранных пневмореле, первое из которых соединено по схеме ИЛИ с выходом ячейки запоминания и с выходом второ го трехмембранного пневмореле, соединенно го по схеме НЕ через емкость и регулируемьпт дроссель с входным каналом управления генератором допол нительного порпневогп няс:оса.

Иа чертеже изображена принципиальная схема гидростатического уровнемера.

Уровнемер состоит из заполненной разделительной жидкостью цилиндрической емкости 1, дно которой со стороны резервуара с измеряемой жидкостью герметично закрыто эластичной вялой мембраной 2. По центру мембраны приклеен постоянный магнит 3. На заданном расстоянии от фланца емкости, соответствующем максимально допустимому прогибу внутрь емкости 1 мембраны 2, установлен герметичный магнитоуправляемый пневмоконтакт 4 с соплом 5 и подпружиненной заслонкой 6. Постоянный магнит 3 и пневмоконтакт 4 с соплом и заслонкой образуют датчик предельного положения вялой мембраны. Выход пневмоконтакта 4 сЬединен с управляющей камерой пневмореле 7, включенного по схеме НЕ, в схему которого дополнительно включены емкость 8 и регулируемый дроссель 9. Разделительная жидкость, кроме емкости 1, параллельно заполняет положительную камеру дифманометра 10 и камеру пневмогидроусилителя 11. Выходной канал дифманометра 10 соединен с входом ячейки 12 запоминания выходного сигнала, состоящей из нормально открытого пневмоклапана, емкости и выходного усилителя. Для управления работой пневмогидроусилителя 11 в схеме установлен генератор 13 пневмоимпудьсов, состоящий из пневмореле, емкости и регулируемого дросселя. Гидронасос 14 с пневмоприводом состоит из двойного поршня 15 (воздух-разделительная жидкость) , всасывающего клапана 16 и нагнетательного клапана 17, соединенного с емкостью 1. Вход всасывающего клапана 16 соединен с резервуаром 18, заполненным разделительной жидкостью. Резервуар работает при атмосферном давлении. Для управления работой гидронасоса 14 предусмотрен дополнительный генератор 19 пневмоимпульсов. В линии питания генератора 13 пневмоимпульсов установлен нормально открытьп1 клапан 20. Выходной канал пневмоконтакта 5, параллельно емкости 8, соединен через регулируемый дроссель 21 н емкость 22 с нижней управляющей камерой пневмореле 23, включенного по схеме НЕ. Выход пневмореле 23 в свою очероль соединен с верхней управляющс камерой пневмореле 24, вкл1пченн(гч1 но схеме ПЛИ, I1 на вход которого в нижнюю камеру поступает выходной сигнал с ячейки 12 запоминания. В непосредственной близости к оператору на выходном канале уровнемера устанавливается вторичный прибор 25 и сигнализирующее устройство, например воздушная сирена 26. Уровнемер работает следующим образом. В процессе работы уровнемера в первоначальный момент емкость 1, камера дифманометра 10 и емкость пневмогидроусилителя 11 заполнены разделительной жидкостью, при этом мембрана 2 занимает положение примерно по плоскости фланца (средняя пунктирная линия). При импульсе PJ. 1 генератора 13 поршень пневмо1,1 гидроусилителя 11 движется вниз до упора, закрывается клапан 12 ячейки запоминания, избыток разделительной жидкости перетекает в емкость 1, мембрана 2 перемещается в крайнее правое положение (правая пунктирная линия). При импульсе Р 0 генератора 13 поршень пневйогидроусилителя 11 перемещается вверх до упора, разделительная жидкость под воздействием гидростатического давления измеряемой жидкости перетекает в емкость пневмогидроусили теля, мембрана 2 возвращается в перво начальное положение, а на выходе ячей ки 12 запоминания выходного сигнала устанавливается давление, пропорциональное гидростатическому давлению измеряемой жидкости, равному произведению уровня на плотность. При извест ной плотности выходное давление ...,„ является мерой уровня. Это давление С выхода ячейки запоминания поступает в нижнюю камеру пневмореле 24 и чере открытое нижнее сопло в линию дистанционной передачи. Величина уровня отсчитывается по шкале вторичного при бора 25. Частота перемещений поршня пневмогидроусилителя (пульсаций мембраны 2) задается настройкой частоты генератора 13 и зависит от интенсивности кристаллизации в измеряемой жидкости }ши от степени ее. загрязнения вязкими компонентами. По мере ра боты пневмогидроусилителя через зазо ры в паре поршень-гидроцилиндр разде лительная жидкость постепенно перетекает из емкости 1 в пневматическую камеру усилителя 11 и выбрасывается в атмосферу. Утечка разделительной 05 жидкости может происходить также в местах соединений трубопроводов при нарушении их гермеричности. При этом прогиб мембраны 2 все больше происходит влево в сторону магнитоуправляемого пневмоконтакта 4. При занятии мембраной крайнего левого положения (показано сплошной линией) магнит 3 притягивает заслонку 6, открывается сопло 5, и давление в управляющей камере реле 7 падает до атмосферного, а на выходе устанавливается давление питания, под воздействием которого закрывается клапан 20 и выключается генератор 13, а генератор 19 включается. При импульсе 1 генератора 19 поршень гидронасоса 14 через клапаны 16 и 17 из резервуара 18 перекачивает в емкость 1 порции разделительной жидкости, равные объему гидроцилиндра гидронасоса, при зтом мембрана 2 постепенно прогибается вправо до момента замыкания заслонкой 6 сопла 5 пневмоконтакта. После замыкания пневмоконтакта для обеспечения гарантированного удаления магнита 3 от заслонки 6 генератор 19 работает еще некоторое время, и в емкости 1 подкачивается разделительная жидкость. Время дополнительной работы генератора устапаиливается настройкой дросселя 9. После 1-:стечения заданного времени закрывается верхнее сопло реле 7, па его выходе устанавливается атмосферное давление, отключается генератор 19 и включается в работу генератор 13 пневмогидроусилителя 11, мембрана 2 снова начинает работать в пульсирующем режиме. Общее время восстановления 7eмбраны 2 в рабочее положение определяется частотой генератора 19, емкостью гидроциликдра гидронасоса 14 и регулировкой дросселя 9. Если по истечении указанного времени мембрана 2 не возвращается в среднее положение, магнит 3 не отпускает заслонку 6 и не закрывается сопло- 5, воздух, который под давлением питат;ия находится в емкости 22, через пегулируемьй дроссель 21 и сопло 5 стравливается в атмосферу, открывается верхнее сопло ппевмореле 23, на его выходе устанавливается данленис питания, которое поступает в ясгхиюю управляющую камеру пневморпле 24. Под воздействием этого дзплеиия закрывается Н1гжнее и открыплет -;- нормнее сопло пневмореле 24, на его выходе появляется сигнал давления питания, которое заведомо выше максимально возможного давления Р, в рабочем режиме уровнемера.

Под воздействием давления питания пнепмореле 24 включается звуковая сирена 26, настроенная на давление питания, а прибор 25 зашкаливает. Это дает оператору сигнал о том, что в резервуаре 18 уровнемера кончилась разделительная жидкость и ее необходимо пополнить.

ПрИ заливке жидкости в резервуар работаняций гидронасос заполняет камеру 1 , мембрана 2 перемещается вправо.

заслонка 6 закрывает сопло 5, давление питания через дроссель .9 заполняет нижнюю камеру пневмореле 7, генератор 19 отключается, затем через дроссель. 2,1 заполняется давлением питания нижняя камера пневмореле 23, на его выходе устанавливается атмосферное давление,происходит переключение пневмореле 24, на его вькоде устанавливается рабочее давление &ыч отключается сирена 26. {1апичие такого сигнализирующего устройства избавляет оператора от периодических осмотров и наблюдения за уровнем разделительной жидкости, а также предупреждает отказы в работе уровнемера.

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР по авт. св. № 697828, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных параметров и повышения надежности, в него дополнительно введено два трехмембранных пневмореле, первое из которых соединено по схеме ИЛИ с выходом ячейки запоминания и с выходом второго трехмембранного пневмореле, соединенного по схеме НЕ через емкость и регулируемый дроссель с. входным каналом управления генератором дополнительного поршневого насоса.