Устройство для регулирования уровня раздела жидкостей Советский патент 1984 года по МПК G05D9/04 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования уровня раздела двух жидкостей В технологических установках для раз деления двухфазных жидкостей в нефте химической промьппленности. Известно регулирующее устройство, содержащее емкость, регулирующий .орган, связанный рычажной передачей с чувствительным элементом поплавком.. Плотность поплавка подоб рана по значению равной средней между плотностями жидкостей,, уровень границы раздела между которыми регулируется. При отклонении границы раз дела от заданного положения поплавок перемещается и вызывает изменение проходного сечения регулирующего кла пана в линии сброса ьижней жидкости из емкости р .. Недостатком этого устройства явля ется низкое качество регулирования, обусловленное тем, что в зоне, прилегающей к границе раздела жидкостей градиент изменения плотности очень мал, а чувствительность механической системы передачи на регулирующий орган недостаточна. Наиболее близким по технической сущности.к изобретению является уст ройство, содержащее вентиль для отбора жидкости с заданного уровня на емкости, стабилизатор расхода отбираемой жидкости, ламинарный гид равлический дроссель, соединенный с преобразователем перепада давления, выход которого соединен с регу лирующим органом в линии отвода нижней жидкости из емкости. В этом устройстве пе-1епад давления на лами нарном гидравлическом дросселе, а следовательно, и управляющее Bos-t. действие на регулирующий орган зави сят от значения вязкости жидкости на уровне ее отбора. При перемеще нии уровня раздела жидкостей, имеющих различную вязкость относительно уровня отбора, вязкость жидкости пропускаемой через гидравлический дроссель, либо уменьшается, либо растет. Соответственно изменяется и перепад давления на ламинарном гид равлическом дросселе, что в свою оч редь, вызывает ;изменение проходного сечения клапана в линии отвода нижней жидкости в сторону ликвидации возмущения уровня раздела жидкостей С2. Недостатком этого устройства является ограниченность применения его, так как ламинарный, гидравлический дроссель обеспечивает регулирование уровня раздела жидкостей только по одному физическому параметру вязкости при условии, что разность в значениях вязкости разделяемьпс жидкостей достаточно велика. Кроме того, качертво регулирования - точность снижается из-за наличия у границы раздела переходной зоны жидкости с плавным изменением значения вязкости. Цель изобретения - расширение области применения и повьщ1ение .точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования уровня раздела жидкостей, содержащее вентиль для отбора жидкости с заданного уровня, соединенный с одной стороны с емкостью и с другой - со стабилизатором расхода жидкости, первый ламинарный гидравлический дроссель,. П1 еобразователь перепада давления, соединенный с регулирующим органом в линии отвода нижней жидкости из емкости, дополнено вторым ламинарным и двумя турбулентными гидравлическими дросселями, причем все гидравлические дроссели соединены в мостовую схему с идентичными дросселями в противоположных плечах, одна диагональ которой соединена с выходом стабилизатора расхода жидкости и с линией отвода нижней жидкости из емкости, а другая - с входами преобразователя перепада давления. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит вентиль 1 для отбора жидкости, с.заданного уровня, вход которого соединен с емкостью 2, а выход с входом стабилизатора 3 расхода жидкости, выход которого соединен с входами ламинарного дросселя 4 и турбулентного дросселя 5, выходы которых соединены соответственно с входами турбулентного дросселя 6 и ламинарного дросселя 7, а также с входами преобра,зователя 8 перепада давления, выход которого соединен с регулирующим органом 9, установленным в линии отвода нижней жидкости 10 из емкости 2, .с которой соединены выходы гидравлических дросселей 6 и 7.

3I

в качестве преобразователя 8 перепада давления используется мембра ный гидравлический исполнительный механизм с диапазоном изменения вхо ного управляйщёго сигнала

0,02-1,2 кгс/см. .

Устройство работает следующим образом.

.При изменении уровня границы раздела жидкостей в емкости 2, т.е. при перемещении границь раздела относительно уровня отбора жидкости,, изменяются значения вязкости и плотности жидкости., поступающей в вентиль I для отбора жидкости.Эта жидкость поступает в стабилизатор 3 расхода и сего выхода с постоянным расходом пропускается через гидравлические дроссели 4-7, образующие мостовую схему/ Перепад давления жидкости, возникающий при этом на ламинарных дросселях 4 и 7 при неизменном расходе жидкости, является функцией вязкости и равен

4P , (1)

а на турбулентных дросселях 5 является функцией плотности вен

2

Р5,7 .

и К - коэффициенты,зависягде К щие от конструктивных параметров дросселей;

jU - динамическая вязкость : жидкости;

р - плотность жидкости; Q - расход жидкости через дроссели.

В диагонали CD мостовой схемы, образованной гидравлическими дросселями, возникает перепад давления жидкости, который поступает на вход преобразователя В перепада давления и равен .

TcJ)-(Pc,)-(.) На выходе преобразователя 8 перепада давления формируется управляющий сигнал на регулирующий орган 9. С учетом (1) и (2) зависимость этого сигнала от плотности и вязкости жидкости принимает вид

(«rffi- A-t.QJ.

Cnp i-TT-llX- QJ-CplfQ- a),

82264

где Ср - постоянный коэффициент,

зависящий от конструкции гидравлических дросселей 4-7 и преобразователя 8 перепада давления.

Приращение регулирующего сигнала при изменении уровня границы раздела в общем случае.

° VCp(fi-Ы г-( .

при снижении-уровня раздела f,,, ,4.1

A5p(cHH) Cp(,.,) .

При повышении уровня раздела

Л2р(повь.ш) Ср-(,) : -Ср(й/),С,.) Таким образом, приращение регулирующего сигнала при любом направлении его изменения пропорционально сумме абсолютных величин его составляющих приращений от изменения вязкости и от изменения плотности жидкости на заданном уровне отбора.

Точность регулирования в известном -устройстве определяется в основ5 ном точностью измерения уровня границь раздела при повьшении или понижении его. Измерение при этом производится путем контроля одного физического параметра вязкости жидкости

на заданном уровне отбора.

. в Предлагаемом устройстве измерение уровня раздела жидкостей производится путем одновременного контроля двух физических параметров жидкости - вязкости и плотности. Результат дополнительного измерения уровня границы раздела по плотности жидкости корректирует, т.е. уточняет,

.значение уровня границы раздела, по/лученное по вязкости. Это происходит потому, что при. одновременном изменении значений вязкости и плотности в различных .направлениях завышению

мгновенного измеренного значения уровня по вязкости сопутствует значение уровня, измеренного по плотности, и наоборот, вследствие неизбежной инерS11282266

ционности любой- системы измеренияосуществляется по -Двум физическим

переменных величин.параметрам жидкости - вязкости и

плотности. Изобретение применимо какРасширение области применения пред-для регулирования уровня раздела лагаемого устройства для регулирова- 5жидкостей, отличающихся по вязкости, ния уровня раздела жидкости рбеспечи-так и для регулирования уровня развеется тем, что регулирование уровнядела жидкостей ( различной плотностью.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА НИЯ УЮВНЯ РАЗДЕЛА ЖИДКОСТЕЙ, содержащее вентиль для отбора жидкости с . заданного уровня, соединенный с одной стороны с емкостью и с другой со стабилизатором расхода жидкости, первый ламинарный гидравлический дроссель, преобразователь перепада : давления, соединенный с регулирующим органом в линии отвода нижней жидкости из емкости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, в него введены второй ламинарный и два турбулентных гидравлических дросселя, причем все гидравлические дроссели соединены в мостовую схему с идентичными дросселями в противоположных плечах, одна диагональ которой соединена с выходом стабилизатора расхода жидкости и с линией отвода нижней жидкости из емкости, а д-ругая - с входами преобразователя перепада давления.