Успокоительное устройство преимущественно для уровнемера жидкости Советский патент 1978 года по МПК G01F23/08 

Изобретение относится к области измерения уровня воды в гидротехнических сооружениях и может быть использовано в качестве вспомогательного устройства в комплекте с уровнемерами, которые устанавливаются в открытых потоках и работают в условиях, сопутствуемых значительными волновыми помехами и турбулентными пульсациями уровня воды. В условиях автоматизированного водоучета такие пульсации должны ыть надежно отфильтрованы.

Известно успокоительное устройство, выполненное в виде трубы, опускаемой в жидкость и снабженной диафрагмой и дроссельной заслонкой l .

Недостатком такого устройства является узкий частотный диапазон подаваемых гидродинамических помех.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, в котором дроссельная заслонка свободно устанавливается на горизонтальной оси, проходящей выше центра ее тяжести ,2. ,

Такое выполнение заслонки позволяет расширить частотный диапазон подавляемых помех.

В потоках с относительно большими скоростями нарастания единичной помехи такое устройство работает хорошо.

При малых скоростях нарастания помехи устойчивость его работы нарушается из-за недостаточных чувствительности и сбалансированности, что является его недостатком.

С целью увеличения динамической чувствительности устройства в широком частотном диапазоне, а также улучшения технологичности изготовления предлагается успокоительное устройство, в котором дроссельная заслонка выполнена в виде двух симметричных лепестков, расположенных под углами +30 тЭБ от горизонтали на оси вращения, снабженной эксцентриковым балансиром.

На фиг. 1 показана общая схема описываемого устройства на фиг. 2 - устг ройства блока заслонки; на фиг. 3 - разрез корпуса дросселя по оси балансира; на фиг. 4 - вид дроссельного устройства в плане.

Успокоительное устройство состоит из трубы 1 успокоителя, опущенной в поток, в которой размещается чувствительный элемент 2 уравнэмера; конусной диафрагмы 3 в нижнем торце трубы 1 и адаптирующегося дроссельного устройства 4 в вершине диафрагмы 3. Адап тирующееся дроссельное устройство 4 состоит из корпуса (трубы) 5, планки, 6, в которой закреплена ось 7 качани) заслонки 8, состоящей из двух лепестков сегментной формы, обжатых оси 7 и закрепленных на ней штифтами 9. Для придания з аслонке 8 устойчивого положения относительно горизонтали при отсутствии помех и возвращения ее в это положение при возникновении и отработке помехи с внешней стороны корпуса 5 дроссельного устройства на оси 7 укреплены эксцентрично шайбы 10 балансира. Лепестки заслонки разведены между собой на угол 60-70Р и при отсутствии помехи располагаются: верхний под углом 30-35 над горизонталью, а нижний - под углом ЗОгЗБ под горизонталью. Общий центр тяжести при этом находится на вертикали под осью 7. В случае возникновения помехи динамический напор от нее давит на один из лепестков заслонки 8, отклоняя сис тему из состояния устойчивого равнове сия. При этом один из лепестков засло ки 8 перекрывает дроссельное отверсти и глубина демпфирования резко увеличивается. Обратная полуволна помехи обрабатывается вторым лепестком и в случае прекращения помех система снова приходит в равновесное состояние. Медленные режрмные колебания уровня, .подлежащие изучению и учету,.заслонкой не отрабатываются. Угол расположения лепестков заслон ки выбран оптимальным по следующим соображениям. Симметричное расположение лепестко на оси вращения под углом друг к другу создает неустойчивое равновесие та кой системы, однако, если лепестки заслонки будут расположены под углом , то такая симметричная заслонка будет перекрывать отверстия дроссельного ввода произвольно, независимо от уровня и частоты помехи, а это может оказывать существенное неконтроли руемое влияние на погрешность регистрации режимных колебаний уровня. Для ограничения значений наименьши допустимых значений скоростей перетока в дроссельной заслонке лепестки заслонки необходимо разместить под уг лом, отличным от 180. Однако такое расположение лепестков без дополнител ной массы балансира приводит к постоянному перекрытию трубчатого ввода за счет смещения в статике центра тяжести системы относительно оси в сторону Введение балансира приводит лепестки в равновесии в такое положение, при котором центр тяжести двух лепестков без балансира находится на горизонтали, а общий центр тяжести системы находится на вертикали под осью, в таком состоянии двухлепестковая заслонка при наличии балансира может занимать положения от полного перекрытия рубчатого ввода до максимального открытия -его. При угле в 90° и более, когда один лепесток полностью перекрывает трубчатый ввод, второй лепесток отклоняется на относительно горизонтали. При этом действующая на него сила мала или даже отрицательна при .обратном перетоке жидкости, а центр тяжести балансира значительно больше смещается от вертикали, вес балансира несколько увеличивается, момент сил, возвращающий заслонку в нейтральное положение, также должен быть увеличен, и один из лепестков упирается в стенку дроссельного ввода, ограничивая свободу перемещения заслонки. С таким углом расположения лепестков система становится инерционной. Угол наклона лепестков заслонки по отношению к горизонтали, равный +30 ,т35- , обеспечивает открытие дроссельной заслонки в пределах от 0,01 до 0,001 по отношению к площади водного зеркала в трубе успокоителя. Устройство найдет широкое применение в гидромелиорации и других областях техники, связанных с точным измерением уровня в открытых потоках, а также резервуарах и водоемах при наличии в них волновых колебаний, мешаю,щих правильнойрегистрации и измерению уровня. Формула изобретения Успокоительное устройство преимущег ственно для уровномера жидкости, содержащее трубу с расположенным в ней чувствительным элементом уровнемера, снабженную в нижней части конической диафрагмой и цилиндрической обоймой, в которой на горизонтальной оси установлена дроссельная заслонка, отличающаяся тем, что, с целью увеличения динамической чувствитель.ности и улучшения технологичности изтготовления, дроссельная заслонка выполнена в виде двух симметричных лепе стков, расположенных под углами ЗОт 35 от горизонтали на оси вращения, снабженной эксцентриковым балансиром. Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 150251, кл. G 01 Р 15/06, 1961. 2.Авторское свидетельство СССР 304443, кл. Q 01 F 23/08, 1969.

Риг.4