Датчик циркуляции ртути Советский патент 1977 года по МПК G01F23/16 

1

Изобретение относится к мембранным датчикам уровня и может найти нрименеиие в тех отраслях промышленности, где необходима сигнализация об изменении уровня ртути с аппарате, например в ртутном контуре электролизеров для производства .хлора и каустика.

Известен датчик циркуляции ртути по авт. св. Ло 317826, содержащий мембрану, с жестким центром, в котором закреплен шток, зацентрированный в корпусе прибора с помощью центровочной мембраны, при этом на щтоке закреплены пружины для комненсацил давления, щток соединен с толкателем, пижняя часть которого является заслонкой сопла пневмопреобразователя, который снабжен пружиной для еоздания начального выходного давления, и имеет камеру отрицательной обратной связи.

Недостатком этого датчика является низкая чувствительность н надежность работы.

Цель изобретения - новыщенне чувствительности и надежности датчика.

Для этого датчик доиолннтельно снабжен предохранительным уетройством, выполненным в виде иятимембранного элемента, при этом одна камера указанного эле.мента coe.T,iiнена с камерой фор.пфования выходного сигнала иневмопреобразователя и линией сигнализации, вторая камера соединена с источником постоянного давления, а остальные ка.меры еоединены с ка.мерой отрнцательно обратной связи пнев.мопреобразователя, причем одна из них подключена к уномянутой ка.мере

через пневмоемкоеть н иеременный дроссель.

На фиг. 1 схематически показан предлагае.мый датчик; на фиг. 2 - график изменения

выходного давления РВЫХ в зависимости от

уровня ртути ЯртДатчик циркуляции ртути состоит из мембраны 1, закрепленной в ннжней части корнуса 2 н соединенной с помощью щтока 3, центровочной .мембраны 4, 5 и 6, евязанных с гайкой 7, а также узла настройкп, состоящего из гайки 8 и пружины 9, с пнев.мопреобразователе.м 10. Пнев.мопреобразователь 10 состопт из камеры И обратной связи, дроссельной пары заслонка 12 - сопло 13 и камеры 14 фор.мирования сигнала. Камера 14 соедипена со схемой сигнализации н ка.мерой пятимембраипого элемеита 15, а каме 5ы ., Б, В и Е элемента 15 соединены с камерой 11 ннев.моиреобразователя 10, иричем ка.мера Б - через иеременный дроееель 16 и

инев.моемкость 17. Камера Д пятимсмбраиного эле.мента 15 соедниеиа с неточииком 18 постояииого давлеиия Лг- Линия питания устройства соединена через иостояниый дроссель 19 с ка.мерой 14 пневмоиреобразователя н камерой Г пяти.ме.мбранного элемента 15.

Датчик циркуляции ртути работает следующим образом.

С помощью пружин 5, 6 и 9 (фиг. 1) датчик настраивается таким образом, чтобы его выходиое давление РЕЫХ равно РО (фиг. 2). Давление РО соответствует положению уровня ртути /Урт ирн нормальной циркуляции, мембрана 1 находится под слоем ртути.

Понижение уровня ртутн Ярт в месте установки датчика вызовет уменьшение усилия, развиваемого мембраной 1. Давление РЕЫХ в камере 14 пневмоиреобразователя будет уменьшаться, пока не достигнет РН- При этом сработают элементы схемы сигнализации, в которую подается РВЫХПовышение уровня ртути в месте установкн датчика вызовет увеличение усилия, развиваемого мембраной 1, н следовательно, давления в камере 14 иневмоиреобразователя. При сработают устройства схемы сигнализации. Однако, вследствие дальнейшего повышения уровня ртути будет возрастать и давление в камере 14. Это будет происходить до тех пор, пока давление в камере 14 не превысит давление Рц, подаваемое в камеру Д пятимембрапного элемента 15. Когда давление в камере 14 пневмонреобразователя и соответственно, в камере пятимембранного элемента станет больше Рц, заслонка отойдет от сопла камеры А, и на выходе камеры появится давление, которое непосредственно поступает в камеру В и через дроссель 16 и пневмоемкость 17 - в камеру Б пятимембранного элемента. Такое включение камер обеепечивает линейное нарастание сигнала на выходе пятимембранного элемента прн возникновении сигнала рассогласования (). Сигнал с выхода пятимембранпого элемента поступает в камеру 11 пневмопреобразователя. Усилие, развиваемое мембранами камеры 11, начинает действовать противоположно усилию, развиваемому мембраной 1. Прн этом начнет уменьшаться и давление в камере 14 пневмопреобразователя и камере Г пятимембранного элемента, так как уменьшится результирующее усилие на штоке 3. Как только давление в камере Г станет меньше РП, сопло камеры А закроется, сопло камеры Е откроется, п через него давление из камеры 11 пневмопреобразователя и из камер А, Б, В, Е пятимембранного элемента начнет стравливаться в атмосферу. Уменьшение давления в камере 11 вызовет уменьшение усилия, развиваемого мембранами камеры обратной связи, и, следовательно, увеличение результируюп его усилия на штоке,

0 поэтому давление в ка.мере 14 пневмопреобразователя начнет возрастать до тех пор, пока не превысит Рц. После этого весь цикл повторяется. Статическая характеристика датчика циркуляции ртути предетавлена на фнг. 2. Как видно, выходной сигнал РВЫХ не превышает Рц, чем и достигается предохранение пневмопреобразователя от больших перестановочных усилий, развиваемых мембранами каме0 ры 11. При значительном возрастании уровня

ртути возрастает лишь давление на выходе

пятимембранного элемента 15. Оно и служит

предохраняющим воздейетвием для датчика.

После восстановления нормальной цирку5 ляцни контур предохранения автоматически отключается после того, как РВЫХ станет меньше РП, давление в камере И станет равным О и датчик войдет в нормальный режим работы.

Формула изобретения

Датчик циркуляции ртутн но авт. св. 317826, отличающийся тем, что, с

5 целью повышения чувствительности и надежности, он дополпительно снабжен предохранительным устройством, выполненным в виде пятимембранного элемента, при этом одна камера указанного элемента еоединена с камерой формирования выходного сигнала пневмопреобразователя и линией сигнализации, вторая камера соедииена с источником ностоянного давления, а остальные камеры соединены с камерой отрицательной обратной

5 связи пневмопреобразователя, причем одна из них подключена к упомянутой камере через пневмоемкость и переменный дроссель.

Фиг. 1