Устройство для объемного дозирования Советский патент 1980 года по МПК G01F13/00 

t .

Изобретение относится к технике измерения объемов и дозирования жидкостей и может быть использовано для измерения объема герметичных емкостей, а также в тех случаях, когда вместо какого-то количества нормального газа нужно получить пропорциональное по объему количество жидкости.

Известно устройство для определения объемного количества газа/ основанное на вытеснении газом пропорционального ему количества жидкости, с помощью двух сосудов, соединенных по жидкости гибким шлангом,. В одном из которых расположен поп,лавок, соединенный рычажной системой с верхним участком гибкого шланга 1.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и узкая область применения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее сосуд Мариотта, в который сверху на некоторую лубину введена газовая трубка, через которую входит пузырьками воздух по мере

вытекания жидкости через вторую трубку, расположенную в нижней части сосуда 2.

Недостатком сосуда Мариотта является то г что давление газово атмосферы в замкнутой полости сосуда постоянно изменяется по мере выливания из него жидкости. Вслед0ствии этого отношение объема выливающейся из сосуда жидкости к объему поступающего газа является функцией непрерывно изменяющейся глубины погружения газовой трубка в жидко5сть .

Цель изобретения - повышение точности определения объема дозы путем обеспечения пропорциональности отношения объема выливающейся жидкости к объему поступающего в сосуд Мариот0та, газа.

Поставленная цель достигается тем, что газовая трубка установлена на поплавке и соединена гибкой тя5гой, перекинутой через ролики и проходящей через гидрозатвор, с противовесом, расположенным снаружи сосуда, а конец жидкостной трубки, выполненной гибкой, закреплен на 0 упомянутой гибкой тяге на одном

уровне с концом газовой трубки, при этом площадь поверхности жидкости в гидрозатворе 5 должна удовлетворят соотношению

.

з

где S и Sp - площади поперечного сечения сосуда Мариотта и поплавка соответственно,

Ро PI плотность рабочей жидкости и материала жидкостной трубки соответвенно, D и d - наружный и внутренний

диаметры жидкостной трки .

На чертеже представлена конструкция устройства,

: Устройство состоит из досуда 1 Цариотта, имеющего газовую трубку 2, зaкpeплeнt yю на поплавке 3 с возможностью- регулирования погружения в жидкость, заполняющую сосуд 1. Трубка 2 может иметь гибкий участок,.длина которого достаточна для опускания трубки 2 на дно сосуда. Устойчивость положения поплавка 3 обеспечена грузом 4 связаннЕлм с трубкой 2 посредством гибкой нерастяжимой нити 5, проходящей по гидрозатвору 6 через ролики 7 и 8, закрепленные неподвижно на сосуде 1. Конец гибкой жидкостной трубки 9 закреплен. на нити 5 на одном уровне с концом газовой трубки 2. Заполнение сосуда 1 жидкостью ведется через гидрозатвор б при одновременной откачке газа из замкнутой полости сосуда через вентиль 10.

Поскольку все усилия в кинематической схеме устройства автоматически компенсируются выталкивающей силой, действующей на поплавок 3, то глубина погружения Н трубки 2; в жидкость фиксирует величину разрежения Р о fv гшотность рабочей жидкости.

При открытой в атмосферу трубке 2 на ее нижнем торце устанавливается барометрическое давление Р . Следовательно, при поступлении какогото количества нормального газа по трубке 2 в газовую полость сосуда 1 его объем в этой полости увеличивается в соответствии с законом Бойля-Мариотта. Таким образом, поступление в сосуд 1 нормального газа приводит к изменению объема газовой полости сосуда на определенную величину, а из сосуда 1 по трубке 9 выливается жидкость, объем которой равен объему поступившего газа.

Однако глубина погружения трубки 2 в жидкость уменьшается пропорциональнЪ изменению силы, действующей на поплавок 3, связанному с уме шением веса участка гибкой выходной

трубки, подвешенного на нить общем случае при перемещении ( см изменение силы ки 9 на вит

,.d4)

где D и d -соответственно наружный и внутренний диаметры выходной трубки 4 -плотность материала

стенки трубки 9,

и поплавок всплывет на некоторую высоту ,.

Всплывание поплавка приведет к тому, что из сосуда 1 жидкости сольется меньше на некоторую величину.

С другой стороны, при опускании трубки 9 через нее выливается также жидкость из гидрозатвора 6. Все устройство можно оптимизировать, если сделать так, чтобы недолив из сосуда 1 всегда компенсировался переливо из гидрозатвора 6, т. е. площадь поверхности жидкости в гидрозатворе . должна удовлетворять соотношению

, i 2. I

b eTsrCDp dp.dp,),

Таким образом, оптимизиро/занное устройство может вьчцавать жидкость, находящуюся по величине объема в определенной пропорциональной зависимости от количества нормального газа ,. поступающего в изобарную полость сосуда Мариотта, при этом коэффициент пропорциональности можно менять в достаточно широких пределах, начиная, практически, с единицы.

Формула изобретения

Устройство для объемного дозирования, содержащее сосуд Мариотта, в котором установлены газовая и жидкостные трубки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения объема дозы путем обеспечения пропорциональности отношения объема вытекающей жидкости к объему поступающего в сосуд газа, газовая трубка установлена на поплавке и соединена гибкой тягой, перекинутой через ролики и проходяШ ей через гидрозатвор, с противовесом, расположенным снаружи сосуда, а конец жидкостной трубки, выполненной гибкой, закреплен на упомянутой гибкой тяге на одном уровне с концом газовой трубки при зтом площадь поверхности жидкости в гидрозатворе Л до;1М(;а удовлетворять соотношению

iZ . Л„

S TKD-pi-Ah,-d%)

5

5 где и

и Sn п:ю:::,}1и поперечного

сечения сосуда Мариотта и поплавка соответственно,

и плотность рабочей жидкости и материала жидкостной трубки соответственно,

и d - наружный.и внутренний

диаметры жидкостной трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 327384, кл. G 01 F 13/00, 1970.

2.Физический словарь. М., ОНТИ НКТП СССР, 1937, с. 475 (прототип).