Уровнемер гидростатический Советский патент 1979 года по МПК G01F23/16 

(54) УРОВНЕМЕР ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения и регулирования уровня жидкости в различных отраслях промышленности.

Известен гидростатический уровнемер для жидкости, содержаш,ий два преобразователя давлений с чувствительными элементами, расположенными в верхней и нижней точках сосуда, выходы преобразователей подключены к дифференциальной схеме и делительному устройству 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уровнемер гидростатически, содержащий генератор пневматических импульсов, пневмогидравлический усилитель, пульсирующую эластичную емкость, заполненную разделительной жидкостью, дифманометр с ячейкой запоминания выходного сигнала 2.

Пульсирующая емкость конструктивно может быть выполнена в виде жесткого металлического цилиндра с дном в виде вялой эластичной мембраны, воспринимающей гидростатическое давление в емкости и являющейся пульсирующим элементом.

Недостатком указанного уровнемера является его недостаточно высокая надежность,

так как со временем не исключается просачивание и утечка разделительной жидкости из пульсирующей емкости через поршень пневмогидроусилителя, что может привести к выходу уровнемера из строя. Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в уровнемер введены резервуар с разделительной жидкостью, поршневой гидронасос с пневмоприводом, всасывающий клапан которого соединен с указанным резервуаром, а нагнетательный клапан - с рабочей емкостью, дополнительный генератор пневматических импульсов и пневмореле, при этом в рабочей емкости расположен датчик предельного положения вялой мембраны, пневмоконтакт которого через пневмореле, включенное по схеме НЕ, соединен параллельно с линией питания дополнительного генератора пневматических импульсов,

выход которого соединен с пневмокамерой гидронасоса, и с управляющей камерой нормально Открытого пневмоклапана, установленного в линии питания генератора пневмоимпульсов пневмогидроусилителя. На чертеже изображена принципиальная схема уровнемера. Он состоит из заполненной разделительной жидкостью цилиндрической емкости 1, дно которой со стороны резервуара с измеряемой жидкостью герметично закрыто эластичной вялой мембраной 2. По центру мембраны приклеен постоянный магнит 3. На заданном расстоянии от фланца емкости, соответствующем максимально допустимому прогибу внутрь емкости 1 мембраны 2, установлен герметичный магнитоуправляемый пневмоконтакт 4 с соплом 5 и подпружиненной заслонкой 6. Постоянный магнит 3 и пневмоконтакт 4 с соплом и заслонкой образуют датчик предельного положения вялой мембраны. Выход пневмоконтакта 4 соединен с управляющей камерой пневмореле 7, включенного по схеме НЕ, в схему которого дополнительно включены емкость 8 и регулируемый дроссель 9. Разделительная жидкость, кроме емкости 1, параллельно заполняет положительную камеру дифманометра 10 и камеру пневмогидроусилителя 11. Выходной канал дифманометра 10 соединен со входом ячейки 12 запоминания выходного сигнала, состоящей из нормально открытого пневмоклапана, емкости и выходного усилителя. Для управления работой пневмогидроусилителя 11 в схеме установлен генератор пневмоимпульсов 13, состоящий из пневмореле, емкости и регулируемого дросселя. Гидронасос 14 с пневмоприводом состоит из двойного поршня 15 (воздух-разделительная жидкость), всасывающего клапана 16 и нагнетательного клапана 17, соединенного с емкостью 1. Вход всасывающего клапана 16 соединен с резервуаром 18, заполненным разделительной жидкостью. Резервуар работает при атмосферном давлении. Для управления работой гидронасоса 14 предусмотрен дополнительный генератор 19 пневмоимпульсов. В линии питания генератора 13 пневмоимпульсов установлен нормально открытый клапан 20. Уровнемер работает следующим обраВ процессе работы уровнемера в первоначальный момент емкость 1, камера дифманометра 10 и емкость пневмогидроусилителя 11 заполнены разделительной жидкостью, при этом мембрана 2 занимает положение примерно по плоскости фланда (средняя пунктирная линия). При импульсе Pt( 1 генератора 13 порщень пневмогидроусилителя 11 движется вниз до упора, закрывается клапан ячейки 12 запоминания, избыток разделительной жидкости перетекает в емкость 1, мембрана 2 перемещается в крайнее правое положение (правая пунктирная линия). При импульсе Р 0 генератора 13 порщень пневмогидроусилителя 11 перемещается вверх до упора, разделительная жидкость под воздействием гидростатического давления измеряемой жидкости перетекает в емкость пневмогидроусилителя, мембрана 2 возвращается в первоначальное положение, а на выходе ячейки 12 запоминания выходного сигнала устанавливается давление, пропорциональное гидростатическому давлению измеряемой жидкости, равному произведению уровня на плотность. При известной плотности выходное давление 1 является мерой уровня. Частота перемещений порщня пневмогидроусилителя (пульсаций мембраны 2) задается настройкой частоты генератора 13 и зависит от интенсивности кристаллизации в измеряемой жидкости или от степени ее загрязнения вязкими компонентами. По мере работы пневмогидроусилителя через зазоры в паре поршень-гидроцилиндр разделительная жидкость постепенно перетекает из емкости 1 в пневматическую камеру усилителя 11 и выбрасывается в атмосферу. Прогиб мембраны 2 все больше происходит влево в сторону магнитоуправляемого пнев.моконтакта 4. При занятии мембраной крайнего левого положения (показано сплошной линией) магнит 3 притягивает заслонку 6, открывается сопло 5 и давление в управляющей камере реле 7 падает до атмосферного, а на выходе реле устанавливается давление питания, под воздействием которого закрывается клапан 20 и выключается генератор 13, а генератор 9 включается. При импульсах 1 генератора 19 поршень гидронасоса 14 через клапаны 16 и 17 из резервуар.а 18 перекачивает в емкость 1 порции разделительной жидкости, равные объему гидроцилиндра гидронасоса, при этом мембрана 2 постепенно прогибается вправо до момента замыкания заслонкой 6 сопла пневмоконтакта 5. После замыкания пневмоконтакта для обеспечения гарантированного удаления магнита 3 от заслонки 6 генератор 19 работает еще некоторое время и в емкость 1 подкачивается разделительная жидкость. Время допо.тнительной работы генератора устанавливается настройкой дросселя 9. После истечения заданного времени закрывается верхнее сопло реле 7, на его выходе устанавливается атмосферное давление, отключается генератор 19 и включается в работу генератор 13 пневмогидроусилителя 11, мембрана 2 снова начинает работать в пульсирующем режиме. Поскольку резервуар 18 работает при атмосферном давлении, то его нетрудно пополнять периодически разделительной жидкостью. Формула изобретения Уровнемер гидростатический, содержащий рабочую емкость с пульсирующей вялой мембраной, заполненную разделительной жидкостью, пневмогидравлический усилитель, дифманометр с ячейкой запоминания