Плотномер жидкости Советский патент 1985 года по МПК G01N9/20 

1

И Обрето1 ие относится к прибоp-i-M /yin иэмерент1я плотности, например, жид.костсй и безнапорных линиях и может быть приме1;ено в химической и других отраслях промыипснностп.

. чертеже показана принципиальая е.хема предлагаемого плотномера.

Цсл1,о чзобрете/пгя является повышение падежности работы и точности ггэ1--1ере ий путем увеличени5г сил,

:.ih.3iii ai(iii;trx перемещение поплавка м yr ej;bnieirne тре)П1я за счет введения ОСЦИЛ.ИЯЦИИ.

состоргг из камеры, разде.1теГ ой на две полости 1 и 2,

отделе г.;ые одна от другой клапаном 3 с зо.чотником , эакрепле..-н.ым на торпе трубки 5 и одновремеи. гер: ет1;чко закрывающем этот тсгро:; : рубки. Трубка 5 соединена с io;r:i.ijM,OM 6 и подви; :н 1м торцом подTi ;v:-;.j;r;i:-t{;;o гО cu.n-(liOH;. Поп/гавок выrio,: :K;j; 3 С 1льф0 а С прулсиной 7 с.тFiiiin oii p.fi его тор.цы.

ycjpoiiC1jio также содер;югг втор; г--:.;): rjpjiC-op 8 и дроссе.пь 9. Верхняя нолоп -, I камеры i-; внутре П яя иолОГ г;. .(;юна 10 сообп аютея с . Нижняя полость 2 санеры, оСм.а.ующая совместно с силь(|) 10 fi rci внешнюю полость, соединена с 3IO iiHii.M 1рибопом 8 и через дросселг. 9 с :n;H:iei сжатого воздуха, а та. через отверстие 1 1 в трубке 5

(:i:n; дросселем 12) с BHyTpeinieij поf

Усгройспк работает );;,;им

О- ,

Лс пачя.га иодач сжатого воздуха в иолослч, 2 клапан 3 закрыт зелоть:и1«1-,1 Л, Нижняя полость 2 камеры через ;,росеель 9 заполняется сжатым поздухом, который через от.иерстие11 в трубке 5 поступает в поплавок 6. ,len-if- .эздуха растягивает

т1ру;1Г);у 7 и уве;;игивает объем поплавка 6. Одновременно это же давление ;: О1дзха оитмает ciuibilio:- 1С и этого перемещает трубку 5 ст;:емяс.ъ закрь ть клапан 3 с

золог;:И1 ом -i . При определеннОМ объеме псплавка 6 сила )зыталкигзания ста 1овптс;.я больцте еуммарного веса поплalзl a () с чр убкой 3 и золотгиком «, а силы, дейст.вующей со стороны (MrHbiJioHa. 10, В этом случае по1тлаио1ч liaHd iat T вспл1-.вать, п 5инед :Т : oTKpi.Tiiio колт певого отверстия

152

ЗОЛОТНИКС5М ч и стравливанию излишка воздуха из нижней полос1-). 2 камеры. loHJiafJOK yr- eHiii iaeT свой об-ьем и О11 скаечся, нри зтом одновременно уг- еныиается cnjia, действующая .нп трубку с стороны сил1)фона 0,

В установившемся режиме к.гапа;-: имеет опреде.ченную площадь кольцевого сечения и обеспечивает давле1:ие в полоети 2 камеры, пропорциона.1Ьное плотности контрО-П руемо - среды.

При измененил плотности контролируемой сре;1ы, например ее умень11 е)1ии, поплавок 6 перемещается --низ и золотник 4 уменьшает пло1цадь кольдевого еечения клапапа 3, что привoд гг к увеличению давления в нпжHeit полости 2 каьсры. Это спососствусуг уве.чичению силы, д ействук- цей- ео CTopo;u,i сильфона 10 на тщбку 5 и переме1це нпо поплавка 6 , одновременно уве:7И...ени1о 1}.-ъем non;iaiiKa 6 и, с.чедовате., 1зы алкивающей силы. Поплавок гюдппматься до наступлезгия м(1:- е:-:та равновесия сил. Сигнал давления в нижнс полости 2 камер1;1 устана; : иваетси пропорциональным п:1от1 ости исследуемой жид,кости и поступает на ито;л1чны 1 прибор 8. В качестве птоРЛ1ЧНОГО трибора может служитГ) ь Г1НОмеГ, проградуирова;и ый i едини11ах плотности.

Диапазон измерения плотности и чувствительность определяются весом nonj4ain a и его началгзным объемом. Начало шкалы нрибора выс/гавляетс.я изме1 епием жесткости пруяины сильфона 10, а конец шкалы - изменением жесткости пружины 7 поплавка 6.

Трубка 3 совершает вын,ужден}1ле пере.ме цения под дeйcтвиe cnjHbi, разиипаемо сильфоном 10 от оношнего источника знерги. Эта сп. зь ачительио больше сил тре1П1я, возн п-аюи(их в результате отк1;о11е; ия тругки от вертикального положепия при r;poпзвОдДстве}П1ых вибрап,иях и при зггрязне1 ии кольцевого канала .у упомянутой трубкой. Поэто гу не;5емещение трубк : 5 всегда пропсхс ди до положения, соответствую цего плотности контролируемой среды.

При установке дросселя 2 в (угверстие 1 1 после подачи сж.атого воздуха в полост 2 давление вп-5духа в полости 2 растет б1);етре(}, чем п полости поплавка 6.

3

Давление воздуха в поплавке 6 растягивает пружину 7 и увеличивает объем поплавка 6. Одновременно давление воздуха в полости 2 камеры сжимает сильфон 10 и из-за этого перемещает трубку 5 вниз. Клапан 3 поэтому плотнее закрывается золотником 4. Давление сжатого воздуха продолжает расти в полости 2 и во внутренней полости поплавка 6. При определенном объеме поплавка б сила выталкивания становится больше суммарного веса поплавка 6 с трубкой 5 и золотником 4, а также силы, действую1:|;ей со стороны сильфона 10. В этом случае поплавок начинает всплывать, что приводит к открытию кольцевого отверстия в клапане 3 золотником 4 и стравливанию воздуха из нижней полости 2. При этом сила действующая на трубку 5 со стороны сильфона 10 уменьшается, что способствует еще большему открытию клапана 3 золотником 4 и меньшенига давления в полости 2. Воздух из внутренней полости поплавка 6 начинает стравливаться через дроссель 12 и клапан 3 в атмосферу. Объем поплавка 6 уменьшается, поэтому уменьшается сила выталкивания. При определенном объеме поплавка 6 клапан 3 закрывается золотником 4 и давление в полости 2 и в поплавке 6 вновь начинает расти.

Таким образом, в установившемся режиме в полости 2 камеры наблюдаются периодические изменения давления в полости 2. При этом частота изменения этого давления пропорциональна плотности контролируемой среды.

При измене ии плотности контролируемой среды, например ее уменьшении, также уменьшается сила выталкивания, действующая на поплавок 6.

70154

Поэтому уменьшается скорость истечения сжатого воздуха через пневматический дроссель 12. Это приводит к тому, что увеличивается время, в 5 течение которого в полости 2 наблюдается минимальное давление, а также увеличивается время, в течение которого в полости 2 наблюдается максимальное давление из-за

10 увеличения, по сравнению с прежним, объема поплавка 6 до момента, когда сила выталкивания становится больше суммарного веса поплавка 6 с трубкой 5 и золотником 4, а также силы,

15 действующей со стороны сильфона 10. Это объясняется тем, что меньшей плотности контролируемой среды должен соответствовать больш й объем поплавка 6. В результате частота

20 изменения давления в полости 2 камеры уменьшается пропорционально уменьшению плотности контролируемой среды.

Выполнив вторич 1ЬП1 прибор 8 в

5 виде измерителя интервала времени можно использовать плотномер в цифровых системах контроля. Установка дросселя 12 в месте сообщения полости штока с внутренней полостью

Q поплавка обеспечивает осцилляцию вынужденного перемещения трубки 5 под действием силы, развиваемой сильфоном 10 от внешнего источника, в результате чего уменьшается сила трения в узлах плотномера, что обеспечивает при простоте реализации высокую надежность работы и точность преобразования плотности в интервале времени.

п Изобретение позволяет улучшить качество автоматического контроля и может найти применение, например, в химической и нефтехимической промьтшенности в цифровых системах контроля и управления.

-1

-j

f ofifftpu upy емая

1. ПЛОТНОМЕР ЖИДКОСТИ, .содержащий польш поплавок переменного объема, соединенньй штоком с преобразователем перемещения, состоящим из двух полостей, сообщающихся между собой золотниковым клапаном, золотник которого размещен на проходящем через подклапанную полость штоке, выполненном в виде трубы, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности и точности измерений, плотномер снабжен подпружиненным сильфоном, расположенным в подклапанной полости преобразователя, один торец подпружиненного сильфона жестко соединен с корпусом подклапанной полости преобразователя, а другой - со штоком, проходящим через сильфон, при с S этом внутренняя полость поплавка сообщена с подклапанной полостью (Л через отверстие, выполненное в штоке 2. Плотномер по п.1, отличающийся тем, что в отверстии штока установлен дроссель.