Устройство для автоматического измерения и регулирования плотности протекающей жидкости Советский патент 1958 года по МПК G01N9/14 

Известные устройства для автоматического измерения и регулирования плотности протекающей жидкости, снабженные датчиками мембранного типа, не выполняют этих функций в широком диапазоне.

Описываемое устройство производит измерение и регулирование плотности протекающей жидкости в широком диапазоне. В этом устройстве мембранный датчик выполнен в виде нескольких камер, образованных мембранами, две из которых жестко соединены между собой проходящей через слой контролируемой жидкости полой трубкой. Последняя образует постоянный по высоте столб жидкости для компенсации влияния температуры на показания устройства, снабженного приспособлением для балансировки его подвижной системы на заданный диапазон измерения. Приспособление выполнено в виде камеры с постоянным заданным давлением, соответствующим одному крайнему значению диапазона измерения, и камеры обратной связи, с мембраной которой связана подвижная система и регулирующая заслонка, изменяющая открытие сопла для обеспечения равновесного положения всей подвижной системы.

Описываемое устройство схематически показано на чертеже.

Устройство состоит из пяти камер, разделенных гибкими мембранами, соединенными жестко между собой. Камера / является измерительной, через нее протекает испытуемая жидкость, поступающая в камеру по трубке 2 и отвбдимая трубкой 3.

Мембраны камер соединены трубкой 4, имеющей перепускные отверстия для сообщения камеры 5 с камерой 6.

Мембраны камеры / имеют щитковую защиту 7 для предохранения их от действия пульсации потока и грязи. Камеры 5 и (; являются эталонными и благодаря наличию трубки 4 обеспечивают автоматическое введение поправки в показания устройства на изменение удельного веса испытуемой жидкости в зависимости от температуры.

№ 113458- 2 -

В камеру 5 через дроссель 8 по трубке 9 подводится вода. Постоянство давления воды в ней поддерживается редуктором 10. В камере 5 помещена заслонка //, соединенная с подвижной системой, а также сливное сопло 12. Камера 13 предназначена для установки левого крайнего значения шкалы устройства и соединена трубкой 14 через дроссель 15 с трубкой 9, а также с задатчиком 16 и манометром 17. Камера 18 обеспечивает обратную связь измерительной системы, взаимодействуя с регулирующим дросселем 19 и заслонкой 11. Камера 18 и дроссель 19 предназначены для установки размаха стрелки манометра 21 в соответствии с диапазоном измерения. Манометр 22 предназначен для контроля действия обратной связи.

Дроссель 19 устроен таким образом, что при регулировке его одновременно открывается сопло для сообщения камеры 18 с атмосферой (слив) и прикрывается сопло, сообщающее камеру 6 с камерой 18. Внизу плотпомера помещен регулятор 23, действующий совместно с задатчиком параметра 24 и манометро.м 25, а также помещена уравновещенная пружиной мембрана 26, соединенная с плунжером индукционной катущки прибора.

Регулятор состоит из четырех разделенных гибкими мембранами камер: измерительной а, заданной величины б, обратной связи в и выходной камеры г. Все мембраны жестко соединены между собой и с щаровым клапаном 27, перекрывающим сопло 28. Мембраны и клапан уравновещены бронзовой пружиной 29. Соединение регулятора с мембранным исполнительным механизмом производится трубкой 30 (выход регулятора). Для настройки регулятора имеется дроссель обратной связи 3J. Для этой же цели регулятору придан задатчик .параметра 24, представляющий собой регулятор давления, и манометр 25. Манометр 25 и манометр 2J имеют одинаковые щкалы и одинаковый диапазон измерения давления, что позволяет задатчиком 24 устаповить стрелку манометра 25 на заданное значение и соответственно установить в камере б постоянное эталонное давление.

Дроссель 3J предназначен для установки нужного предела пропорциональности регулятора. Рабочая л :идкость - вода подводится к регулятору из трубки 9 через дроссель 32 (после фильтра и редуктора давления) .

Действие регулятора заключается в следующем. В камере б заданное давление постоянно. При изменении давления в измерительной камере а, в зависимости от удельного веса измеряемой жидкости, происходит соответственное перемещение клапана 27, перекрывающего сопло 28. С этим связано изменение давления в камере 33, соответствующая перестановка клапана мембранного исполнительного механизма, изменение подачи агента и выправление процесса к заданному состоянию.

Устройство предназначено для работы в самых различных диапазонах измерения. Например, для измерения содержания сухих веществ по удельнёму весу в рафинадном производстве достаточен диапазон от 65 до 75% сухих веществ.

Для применения устройства для измерения в указанном диапазоне производится его тарировка; с этой целью задатчик 16 устанавливают на отметку «О, что соответствует минимальному давлению в камере 13. и сообщают камеру 18 через дроссель 19 с атмосферой. Затем в камеру / заливают сироп с содержанием сухих веществ 65% и пускают воду. После заполнения камер /5, 6 к 5 водой дроссель 19 закрывают, сообщив камеры 18 и 6. В этом случае под давлением столба сиропа на мембрану камеры 5 подвижная система устройства переместится вниз и закроет сопло 12, что повысит давление в камерах 18, 6 н 5 до максимальной величины (0,9 кг/см), показываемой манометром. Далее, изменяя положение задатчика 16 v( наблюдая за показаниями манометра 21, повышают давление в камере 13, пока стрелка манометра 21 не установится на «О. Это произойдет потому, что при повышении давления в камере 13 подвижная система устройства переместится вверх и отдалит заслонку от сопла, ввиду чего понизится давление в камерах 18, 6 и 5. После этой операции задатчик 16 необходимо зафиксировать и слить сироп, промыть плотномер водой и залить в него сироп с содержанием 75% сухих веш:еств.

При этом под действием столба сиропа подвижная система переместится вниз, сопло закроется заслонкой; давление воды в камерах 18, 5 и 5 будет максимальным. Затем постепенно, включая дросселем 19 обратную связь, отводят стрелку манометра 21 влево от максимального деления (что будет свидетельствовать о включении обратной связи). После этого дросселем 19 плавно устанавливают стрелку манометра 21 на максимальное деление. На этом тарировка устройства заканчивается и дроссель 19 фиксируется. Во время работы оттарированного устройства при изменении удельного веса испытуемой жидкости подвижная система перемеш.ается, приближая или удаляя заслонку от сопла, меняя давление в камерах 5 и 5 соответственно удельному весу жидкости, что позволяет измерять удельный вес ее по показаниям манометра 21 и вторичного прибора типа ЭПИД.

Правильность работы плотномера можно определить по показаниям манометров 17, 22 и 21.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического измерения и регулирования плотности протекающей жидкости, снабженное датчиком мембранного типа, отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерения и регулирования плотности протекающей жидкости в широком диапазоне, мембранный датчик выполнен в виде нескольких камер, образованных мембранами, две из которых жестко соединены между собой проходящей через слой контролируемой жидкости полой трубкой, образующей постоянный по высоте столб жидкости для компенсации влияния температуры на показания устройства, снабженного приспособлением для балансировки его подвижной системы на заданный диапазон измерения в виде камеры с постоянным заданным давлением, соответствующим одному крайнему значению диапазона измерения, и камеры обратной связи, с мембраной которой связана подвижная система и регулирующая заслонка, изменяющая открытие сопла для обеспечения равновесного положения всей подвижной системы.

№ 113458