Гидростатический уровнемер жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01F23/16 

Изобретение относится к гидрологическому приборостроению и может быть использовано при измерении уровня воды в открытых водоемах.

Цель изобретения - экономия энергии, затрачиваемой на сжатие газа, и повьпиение эксплуатационной надежности.

Указанная цель изобретения достигается тем, что в состав гидростатического уровнемера жидкости, содержащего пьезометрическую трубку, измеритель давления, компрессор, при этом измеритель давления и выход компрессора подсоединены к пьезометрической трубке, дополнительно введен воздушный колокол с прорезями на боковой поверхности, расположенными по окружности, а пьезометрическая

конструкции. Перед установкой пьезометрической насадки в открытом водоеме (ее устанавливают на специальную реперную сваю или фундамент) к флан5 цам 7 воздушного колокола подсоединяют по отрезку трубопроводов 2 и 5, длины которых достаточны для того, чтобы концы трубопроводов вышли на поверхность воды, где их легко наtO растить.

Перед началом измерений воздушный колокол полностью заполнен водой, ко торая в трубопроводах 2 и 5 находится на уровне водоема.

15 Для приведения уровнемера в исход ное состояние запорные вентили 8 и 14 закрывают, а вентиль 9 открывают, после чего запускают компрессор на полную мопщость, при работе которого

трубка герметично пропущена в полость 20 выходящий из трубки 5.1 сжатый воз

колокола и жестко соединена с ним, при этом ее конец расположен ниже прорезей, а газовая полость колокола соединена со входом компрессора. ; На чертеже приведена принципиальная схема гидростатического уровнемера жидкости.

Гидростатический уровнемер жидкости содержит компрессор 1 с приводом, вход которого посредством трубопровода 2 соединен с воздушным колоколом 3, а выход - с измерителем давления 4 и с пьезометрической трубкой 5, часть которой 5.1 размещена под воздушным колоколом. По окруж- ности колокола в плоскости Q - а выполнены прорези 6; выше плоскостиа - а находится герметичная полость колокола, а ниже - негерметичная, служащая для защиты пузырьков воздуха от их сноса течением воды за пределы колокола, В верхней части колокола выполнены два фланца 7 с герметичными муфтами и к ним подсоединены трубопровод 2 и пьезометрическая трубка, при этом конец трубки 5,1 размещен под герметичным объемом колокола на 1-2 см ниже плоскости а -а . Пьезометрическая трубка и воздушный колокол соединены с атмосферой через запорные вентили 8 и 9, выполненные в штуцерах 10 и 11. Трубопроводы 2 и 5 выполнены составными, их отдельные отрезки соединены между собой герметичными соединительными муфтами 12. Воздушный колокол 3 с подсоединенным к нему отрезком 5.1 пьезометрической трубки образует пьезометрическую насадку 13, выполненную в виде единой

конструкции. Перед установкой пьезо. метрической насадки в открытом водоеме (ее устанавливают на специальную реперную сваю или фундамент) к фланцам 7 воздушного колокола подсоединяют по отрезку трубопроводов 2 и 5, длины которых достаточны для того, чтобы концы трубопроводов вышли на поверхность воды, где их легко нарастить.

Перед началом измерений воздушный колокол полностью заполнен водой, которая в трубопроводах 2 и 5 находится на уровне водоема.

Для приведения уровнемера в исходное состояние запорные вентили 8 и 14 закрывают, а вентиль 9 открывают, после чего запускают компрессор на полную мопщость, при работе которого

дух собирается под воздушным колоколом, далее поднимается вверх по трубопроводу 2 и вытесняет из него воду (трубопровод 2 должен иметь поперечное сечение, исключающее влияние капиллярных сил), после чего вытесняет воду из колокола, полностью заполняет герметичную часть колокола, а излишки воздуха выходят через про- |рези 6 и поднимаются на поверхность водоема в виде пузырьков, по появлению кото-рых определяют момент полного заполнения колокола воздухом, после чего компрессор выключают, В таком состоянии, при полностью заполненном сжатым газом колок оле 3, уровнемер готов к работе, при этом давление воздуха Р( в колоколе 3 равно

, Р, Ра + У «..

где Н, - уровень воды относительно плоскости а -а воздзппного колокола 3; Jf - плотность воды; Рд - атмосферное давление воздуха .

Для измерения уровня воды вентили В и 9 закрывают, а вентиль 14 открывают, после чего запускают компрессор на малую мощность, который подает в пространство под колоколом сжатый воздух, при этом на входе компрессора имеет место давление Р, Pg + ifH) (Pg - атмосферное давление воздуха) , а на конце трубки 5.1 в реперной точке Р , относительно которой измеряют уровень воды

Р

Ра +УН

2

где - уровень воды относительно трубки 5.1.

Значение уровня воды определяют по показаниям прибора 4.

Таким образом, для преодоления разности упомянутых давлений, в процессе измерения уровня воды компрессор должен развивать давление

йР Р, y(H,-H,) удн.

где АН - разность уровней, т.е.

ДН Н - Н,.

При работе уровнемера сжатый воздух, выходящий из пьезометрической трубки, собирается внутри воздушного колокола 3 под давлением Р,, при этом он циркулирует по замкнутому контуру: выход компрессора, пьезометрическая трубка, воздушный колокол, трубопро- 20 вод 2, вход компрессора.

При уменьшении уровня воды соответственно уменьшается и давление PI,

благодаря чему воздух в колоколе расширяется и его излишки выходят из колокола через прорези 6 и поднимаются на поверхность воды.

Колокол защищает пьезометрическую трубку от воздействия возмущений от течений в открытых водоемах.

Формула изобретения

Гидростатический уровнемер жидкости, содержащий пьезометрическую 1трубку, соединенную с измерителем, давления и с выходом компрессора, отличающийся тем, что, с целью экономии энергии и повьш1ения эксплуатационной надежности, в него дополнительно введен воздушный колокол, конец пьезометрической трубки закреплен под воздушным колоколом за пределами его герметичного объема, при этом газовая полость колокола соединена со входом компрессора.

Изобретение относится к гидрологическому приборостроению и позволяет /7f gaff i 17 1 /4ЭКОНОМИТЬ энергию, затрачиваемую на сжатие газа, а также повысить эксплуатационную надежность устройства. В уровнемере конец пьезометрической трубки 5 размещен под воздушным колоколом 3 за пределами его герметичного объема, соединенного с компрессором посредством трубопровода 2. Уровень воды относительно конца 5.1 трубки 5 измеряется при открытом клапане 14, через который компрессором подается сжатый воздух в пространство под колоколом 3. Излишки воздуха при уменьшении уровня воды выходят из колокола через .прорези 6. Колокол 3 и пьезометрическая трубка 5 соединены с атмосферой через запорные вентили 8 и 9 штуцеров 10 и 11. 1 ил. Л 8