Измеритель уровня двух несмешивающихся жидкостей Советский патент 1975 года по МПК G01F23/16 

1

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к уровнеметрии и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известен измеритель уровня двух несмешивающихся жидкостей, содержащий два поплавка с кольцевыми постоянными магнитами, охватывающими направляющую трубу из немагнитного материала с расположенными внутри кольцевым постоянным магнитом (ферромагнитным кольцом) и чувствительным элементом, соединенным с измерительным устройством.

Однако Б таком измерителе при вертикальном расположении одного поплавка над другим на трубе остается незамеряемый остаток уровня менее плотной жидкости, составляющий не менее полной высоты нижнего поплавка, а при отсутствии уровня этой жидкости вес верхнего поплавка суммируется с весом нижнего, который погружается в жидкость на величину, большую первоначальной, соответственно возрастает погрешность измерения уровня и более плотной жидкости (воды) . 1

В предложенном устройстве эти недостатки устраняются благодаря тому, что в нем каждый поплавок снабжен направляющей трубой, причем чувствительные элементы обоих труб

соединены с общим измерительным устройством.

Принципиальная схема измерителя, в котором использованы элементы пневмоавтоматики, изображена на чертеже.

Он состоит из разделительных немагнитных труб 1 и 2 и кольцевых поплавков 3 и 4 с кольцевыми постоянпыми магнитами 5 и 6.

Внутри труб размещены кольцевые постоянные магниты 7 и 8 (или ферромагнитные кольца), на которых закреплены концы измерительных цепочек (чувствительных элементов) 9 и 10. На цепочке 9 укреплена щайба

11, ниже которой расположен рычаг 12, укрепленный па донышке сильфона 13. Выше фланцев труб 1 и 2 установлен пневмосиловой преобразователь 14, состоящий из двуплечего весового рычага 15, к концам которого присоединены концы измерительных цепочек 9 и 10, Г-образного рычага 16 с передвижным упором 17, пружины корректора нуля 18, сопла 19, выходного усилителя 20 и сильфона обратной связи 21. Кроме того, измеритель содержит генератор пневматических импульсов 22, состоящий из пневмореле 23, емкости 24 и дросселя регулирования частоты генератора 25, нормально закрытый клапан 26, емкость 27 и нормально открытый клапан 28, нормально открытый клапан 29, емкость 30, нормально закрытый клапан 31 и индикаторы уровня, например манометры 32 и 33.

Вес поплавка 3 выбран с таким расчетом, чтобы он плавал на поверхности жидкости с меньшей плотностью, а вес поплавка 4 выбрап по жидкости с большей плотностью. Длины и веса измерительных цепочек должны быть одинаковы.

Измеритель работает следуюшим образом.

При нулевом уровне обоих жидкостей в емкости поплавки 3 и 4 находятся на одной нижней отметке по горизонтали, магниты 7 и 8 занимают одинаковое положение по высоте труб 1 и 2, рычаг 15 под воздействием одинакового веса цепочек 9 и 10 находится в равновесии, па выходе усилителя 20 пневмосилового преобразователя формируется давление, соответствуюп ;ие нулевому уровню Й2 жидкости в емкости. В выходной линии генератора 22 с частотой, определяемой настройкой дросселя 25, формируются поочередно импульсы давления и Pi 0.

При импульсе давления клапаны 26 и 31 закрыты, а клапаны 28 и 29 открыты, емкость 27 соединена с индикатором 32 уровня hi, выход усилителя 20 соединен с емкостью 30, рычаг 12 сильфона 13 находится ниже шайбы 11. Давление, соответствуюш;ее пулевому уровню hz, формируется в емкости 30.

При импульсе давления генератора 22 открываются клапаны 26 и 31 и закрываются клапаны 28 и 29, рычаг 12 сильфона 13 приподнимает шайбу 11 и снимает с левого плеча рычага 15 нагрузку от цепочки 9, на правое плечо рычага 15 воздействует только вес цепочки 10, заслонка рычага 15 подходит к соплу 19, на выходе усилителя 20 формируется новое значение выходного давления, которое через снльфон обратной связи 21 уравновешивает в новом положении рычаг 15. Это давление, пропорциональное начальному уровню жидкости hi, формируется в емкости 27, а на индикаторе 33 регистрируется давление, пропорциональное нулевому уровню HZ в емкости 30.

При импульсе генератора 22 Р( 0 опускается рычаг 12, заново уравновешивается рычаг 15, в емкости 30 формируется давление, пропорциональное уровню h, а па индикаторе 32 регистрируется давление, соответствуюш;его уровню hi в емкости 27. При повышении уровня hi и отсутствии уровня /12 при периодическом подъеме и опускапни шайбы 11 и переключении клапанов 26, 28, 29 и 31 давление на индикаторе 32 возрастает, а на индикаторе 33 остается соответствуюшим нулевому уровню hz, так как при уменьшении веса измерительной цепочки на правом плече рычага 15 давлеппе на выходе пневмосилового преобразователя возрастает. При появлении в емкости уровня /Z2 менее плотной жидкости и опускании рычага 12 на плечах рычага 15 проявляется тем больший разбаланс

весов цепочек 9 и 10, чем выше уровень hz. При этом на индикаторе 33 регистрируется давление, пропорциональное уровню /Zg, а на индикаторе 32 по-прежпему формируется давление, пропорциональное уровню hi пезависимо от величины уровня hz.

В описанной схеме с повышением уровня hi давление на индикаторе 32 повышается, а с повышением уровня hz давление на индикаторе 33 понижается. Следовательно, ппдикатор 33 должен иметь обратную шкалу, либо на выходе клапана 31 может быть установлепо пневматическое устройство изменения знака сигнала, например прибор простейших алгебраических операций типа ПФ-1 системы

«СТАРТ.

Достаточная частота генератора 22, сопоставленная со скоростью измерения уровня, обеспечивает практически непрерывность измерения, а параллельное расположение двух

поплавков позволяет измерять уровень hz с нулевого значения. При отсутствии уровня hz прибор работает как измеритель уровня только hi без дополнительной коррекцин показаннй.

Предмет изобретния

Измеритель уровня двух несмешиваюшнхся жидкостей, содержащий два поплавка с кольцевыми постоянными магнитами, охватываюш;ими направляющую трубу из немагнитпого материала с расположенными внутри кольцевым постоянным магнитом (ферромагнитным кольцом) и чувствительным элементом, соединенным с измерительным устройством, отличающийся тем, что, с целью

расширения диапазона и повышения точности измерений, в нем каждый поплавок снабжен направляющей трубой, причем чувствительные элементы обоих труб соединены с общим измерительным устройством.

/.