ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПРЕДЕЛЬНЫХ УРОВНЕЙ ЖИДКОСТИ Советский патент 1968 года по МПК G01F23/14 

Описываемый датчик относится к средствам индикации, сигнализации и защиты барабанного парового котла по предельным значениям уровня воды в его барабане.

Известные гидравлические датчики предельных уровней жидкости содержат импульсные линии, подключенные к сосуду в точках, соответствующих предельным уровням, и предназначены для котлоагрегатов.

Описываемый датчик имеет более простую конструкцию и надежней в эксплуатации.

Его особенность заключается в том, что к импульсным линиям подключен струйный усилительный элемент с питающим соплом, соединенным через гидравлическое сопротивление с нижней импульсной линией, и управляющим соплом, соединенным через второе гидравлическое сопротивление с верхней импульсной линией. Кроме того, между гидравлическими сопротивлениями и соплами струйного элемента установлены пароводяные или паровоздушные теплообменники.

На фиг. 1 представлена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - то же, с дополнительными теплообменниками.

К барабану парового котла 1 через фильтр-шламоотделитель 2, установленный на линии подвода воды, подключается сосуд 3, уровень раздела фаз в котором такой же, как в барабане котла. Так как уровень в барабане котла непрерывно меняется, то вода через фильтр движется в обе стороны, что способствует его самопромыванию. В сосуде 3 на высоте, соответствующей верхнему и нижнему предельным значениям уровня, установлены отборные трубки 4 и 5. При нормальной работе котлоагрегата уровень воды в барабане находится между верхней и нижней трубками. По нижней трубке 5 через гидравлическое сопротивление 6 в питающее сопло 7 струйного усилителя 8 поступает вода. По верхней трубке 4 через гидравлическое сопротивление 9 в управляющее сопло 10 усилителя поступает пар, который конденсируется в камере усилителя.

Из-за разницы удельных объемов пара и воды массовый расход через сопротивления 9 и 6 будет существенно отличаться при равных величинах самих сопротивлений 9 и 6 и сопел 10 и 7.

Таким образом, при положении уровня воды между трубками 5 и 4 струя воды, вытекающая из сопла 7, будет попадать в приемное сопло 11, создавая в нем давление, воспринимаемое устройством 12 схемы сигнализации или защиты (манометром, клапаном и т.п.). Используя статические характеристики струйного элемента и выбирая сопротивления 9 и 6, можно добиться незначительной зависимости выходного давления струйного элемента от давления пара в барабане котла. Это позволяет использовать датчик в тех случаях, когда давление пара меняется в широких пределах.

При нормальном положении уровня датчик будет выдавать сигнал давления в подключенное к нему устройство. Величина этого сигнала в незначительной степени зависит от давления в барабане котла.

При превышении уровнем предельной точки в трубку 4 и сопротивление 9 будет поступать вода, давление перед соплом 10 будет сравнимо с давлением перед соплом 7 и давление на выходе упадет до величины, определяемой давлением в камере слива. При понижении уровня ниже нижней предельной точки в трубку 5 и сопротивление 6 будет поступать пар. Давления перед соплами 10 и 7 будут близки, и на выходе датчика давление упадет до нуля.

Для повышения чувствительности устройства перед соплами усилителя могут быть установлены пароводяные или паровоздушные теплообменники, в которых будет происходить гарантированная конденсация пара.

В такой схеме пар при попадании в отборные трубки конденсируется в теплообменниках 13 и 14 одновременно. Давление перед соплом, создаваемое конденсатом, значительно меньше давления, создаваемого водой, так как весовой расход пара существенно отличается от расхода воды через такое же сопротивление.

1. Гидравлический датчик предельных уровней жидкости в сосуде под давлением, например барабане парового котла, содержащий импульсные линии, подключенные к сосуду в точках, соответствующих предельным уровням, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, к импульсным линиям подключен струйный усилительный элемент с питающим соплом, соединенный через гидравлическое сопротивление с нижней импульсной линией, и управляющим соплом, соединенным через второе гидравлическое сопротивление с верхней импульсной линией.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, между гидравлическими сопротивлениями и соплами струйного элемента установлены пароводяные или паровоздушные теплообменники.