ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПРЕДЕЛЬНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СОСУДЕ Советский патент 1968 года по МПК G01F23/14 

Изобретение относится к устройствам для индикации, сигнализации, защиты и автоматического регулирования уровня в барабане парового котла или другого сосуда, в котором изменяется положение границы раздела пар-вода.

Устройства, применяемые для данной цели, известны. Это водомерные стекла, поплавковые и буйковые уровнемеры, устройства барботажные и с использованием гидравлического давления столба жидкости в сосуде, а также разнообразные устройства с использованием электрических методов определения положения уровня.

Устройства, содержащие механические подвижные части (поплавки, буйки) и механические передачи, недостаточно надежны при работе в условиях значительных давлений и температур.

Устройства, в которых используется гидравлический столб жидкости (дифференциальные манометры), довольно сложны и должны быть рассчитаны на одностороннее давление. Устройства барботажного типа успешно работают только при низком статическом давлении. Электрические устройства требуют специальных уплотнений для ввода электродов в сосуд под давлением - емкостные приборы и приборы на основе электропроводности либо отличаются большой сложностью - ультразвуковые и изотопные.

Цель изобретения - создание простого и надежного устройства, работающего на технической жидкости, подаваемой в сосуд, и вырабатывающего гидравлический сигнал давления при прохождении поверхностью раздела жидкость - пар двух произвольно выбранных точек, расположенных на различной высоте.

В предлагаемом устройстве в барабане парового котла или другом сосуде устанавливаются два сопла на отметках, соответствующих верхнему и нижнему предельным (допустимым) значениям уровня.

В эти сопла через гидравлические сопротивления подается жидкость из напорной магистрали. Перед каждым соплом, через которое жидкость поступает в сосуд, сделан отвод на дополнительное сопло. Два дополнительных сопла установлены встречно друг против друга, и камера между ними разделена перегородкой с центральным отверстием на две части. Таким образом получается усилительный элемент на встречных потоках. Одна из частей камеры соединена с сосудом низкого давления (бак на всасывающей линии насосов и т.п.), а из другой части давление подается на соответствующее устройство сигнализации, например манометр, и защиты (клапан - отсекатель).

Устройство действует следующим образом.

При положении границы раздела между отметками, на которых установлены сопла, жидкость из нижнего сопла вытекает под уровень, а из верхнего сопла - в паровое пространство. При этом давление перед нижним соплом выше, чем перед верхним, а соответствующим выбором гидравлических сопротивлений, установленных перед соплами, можно добиться того, чтобы точка встречи струй, вытекающих из дополнительных сопел, находилась в той части камеры, из которой давление подается к устройствам защиты или сигнализации.

По достижении границей раздела верхнего сопла давление перед дополнительными соплами выравнивается (с точностью до разности высот в точках установки сопел) и место встречи струй перемещается в зону низкого давления. При границе раздела ниже нижнего сопла давление также выравнивается, и на выходе получается давление такое же, как в предыдущем случае.

Таким образом, сигнал давления будет подаваться на прибор, подключенный к устройству только при положении границы раздела между соплами.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

С паровым и водяным пространством барабана 1 парового котла сообщается сосуд 2. Установка этого сосуда не является необходимой, но по конструктивным соображениям может оказаться желательной. Вода отбирается в точке максимального напора (после питательных насосов 3) и через гидравлические сопротивления 4 и 5 подается к соплам 6 и 7, установленным в стенке сосуда, и к соплам 8 и 9 через дополнительные сопротивления 10 и 11. Диафрагма 12 делит камеру 13 на две части, одна из которых соединена с устройством 14, реагирующим на давление, а другая - с баком 15.

Давление перед соплами 6 и 7 должно быть больше давления в барабане 1 и сосуде 2, для чего перепад давлений на сопротивлениях 11 и 10 должен быть меньше, чем перепад давлений, определяемый сопротивлением 16 в линии питания котла водой.

Сопротивления 10 и 11 служат для настройки усилительного устройства. Такое устройство не требует отбора жидкости из контролируемого сосуда, а подача воды в сосуд пренебрежимо мала по сравнению с основным потоком.

Гидравлический датчик предельных положений уровня жидкости в сосуде, например барабане парового котла, содержащий две импульсные линии, соединенные с сосудом в точках, соответствующих предельным положениям уровня, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, между импульсными линиями включен гидравлический струйный элемент со встречно расположенными соплами, которые соединены через гидравлические сопротивления с источником давления, а в местах соединения импульсных линий с сосудом установлены сопла для истечения жидкости в сосуд.