Способ контроля уровня жидкости иуСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01F23/14 

Изобретение относится к способам контроля уровня жидкости преимущественно в баках летательных аппаратов но может найти применение в других областях техники, где есть системы подачи жидких рабочих сред к потребителям. Известны способы контроля уровня жидкости, реализуемые с помощью стру ных датчиков уровня, основанные на измерении полного давления жидкости при истечении ее из сопла р. . Недостатком этого способа является низкая надежность измерений пол ного давления, при случайных колебаниях уровня жидкости в емкости и давления жидкости на входе в сопло. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ и устройство контроля уровня жидкости, реализованный в составе комплексной системы подачи жидкости потребителю, основанный на регистрации ступенчатого изменения полного давления за индикатором-струиным насосом, выполненным на основе струй ного, элемента, в процессе истечения из его сопла жидкости высокого давления и смешения ее с засасываемой жидкостью при наличии и отсутствии ксзнтролируемой жидкости в местах расположения всасывающего и выходного патрубков индикатора-струйного насоса. Причем выходной патрубок камеры cSiemeHHH индикатора-струйного насоса установлен под углом к оси приемника полного давления, что обеспечивает снижение до нули (относительно емкости) давления на входе в приемник полного давления при запуске индик атор а 2. Максимальное рабочее давление питания индикатора ограничено величиной, при которой пульсационные составляющие скорости потока в камере смешения приводят к. неустойчивости потока вплоть до отключения (срыва) индикатора (при отсутствии жидкости на уровне среза камеры смешения). Целью изобретений является расширение рабочего диапазона давлений на входе струйного элемента путем увеличения устойчивости формируемого потока жидкости. Эта цель достигается тем, что сообщают смешанному потоку тангенцигшьную скорость с помощью устройства, в котором в выходном канале камеры смешения последовательно установлены винтовой завихритель и сопло, диаметр которого выбирается более диаметра сопла канала питания, а приемник канала измерения укреплен на радиально расположенных ребрах, в одном из которых выполнен упомянутый канал.

Закрутка потока в камере смешения приводит к появлению значительных центробежных сил, влияние которых, по сравнению с воздействием пульсаций скорости, оказывается преобладающим, что обеспечивает устойчивость потока.

На фиг.1 изображен общий вид устройства) на фиг.2 - разрезы А-А и Б-Б фиг.1.

Устройство состоит из канала питания 1 с соплом 2, камеры смешения 3, канала управления 4, приемника полного давления 5 канала измерения б, который укреплен на двух радисшьно расположенных ребрах 7, в одном из которых выполнен канал измерения б, центровочной втулки 8, заглушки 9, винтового завихрителя 10 с соплом 11, которые установлены в выходном канале 12 камеры смешения 3.

Процесс измерения осуществляется следующим образом. °

При подаче жидкости в канал питания 1 с соплом 2 уровня жидкости в емкости ниже камеры смешения 3 струя активной жидкости выходит из сопла и, не касаясь стенок камеры смешения 3 и винтового завихрителя 10 с соплом 11, попадает на вход приемника полного давления 5. При этом в приемнике Бив канале измерения б устанавливается давление, практически равное полному давлению струио жидкости на выходе и& сопла 2.

Когда уровень жидкости в емкости поднимается выше камеры смешения 3, то в результате турбулентного перемешивания между этой жидкостью и струей, вытекающей из сопла 2, последняя расширяется, касается стенок камеры смешения 3, закручивается в винтовом завихрителе 10 и снова резко расширяется на выходе из сопла 11. При этом в канале управления 4 создается разряжение и через него в камеру смешения 3 начинает поступать жидкость из емкости. В этом случае полное давление струи жидкости, вы-, ходящей из сопла 2, расходуется на перемешивание с жидкостью, поступающей по каналу управления 4, и на выходе из камеры смешения 3 на. расширение, закрутку в винтовом завихрителе 10 и т.д.

Поток жидкости выходит из сопла 11 винтового завихрителя 10 в виде полого конуса и, следовательно, в канале измерения 6 устанавливается давление, равное давлению Б емкости в месте установки устройства.

При снижении уровня жидкости в емкости ниже камеры смешения 3 устройство для контроля уровня жидкости по-прежнему остается в запущенном состоянии, т.е. поток жидкости занимает весь объем камеры смешения 3 и выходит из сопла 11 винтового завихрителя 10 в виде полого конуса, по каналу управления 4 в камеру смешения 3 поступает жидкость, и давление в канале измерения б по-прежнему равно давлению в емкости в месте установки устройства.

При дальнейшем снижении уровня жидкости в емкости ниже входа в канал управления 4 в последний попадает газ, разряжение в нем резко падает, струя активной жидкости отрывается от стенок камеры смешения 3, происходит срыв в работе устройства, при этом струя активной жидкости имеет диаметр, практически равный диаметру выходного отверстия сопла 2, и высокую скорость 1еред приемником 5. В канале измерения б устанавливается давление, практически равное полному давлению струи жидкости на выходе из сопла 2.

Таким образом, предлагаемый спосо и устройство контроля уровня жидкости расширяет рабочий диапазон давлений жидкости на входе в сопло струйного индикатора уровня и обеспечивает снижение величины остаточного давления в канале измерения практически до величины давления в емкости

Кроме того, вход канала управления 4 или непосредственно или с помощью присоединенной трубки (на чертеже не показана) может располагаться на различных уровнях и даже в другой емкости в соответствии с выбранным значением нижнего предельного уровня и режимом эксплуатации технического оборудования, что расширяет диапазон применимости данного устройства.

Формула изобретения

1.Способ контроля уровня жидкости, основанный на регистрации ступенчатого изменения полного давления жидкости на выходе струйного элемента при взаимодействии с контролируемой средой и потоком управления, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона давлений на входе струйного элемента путем повышения устойчивости формируемого, потока жидкости, сообщают смешанному потоку тангенциальную скорость.

2.Устройство для контроля уровня жидкости по П.1, содержащее канал питания с соплом, обращенным е камеру смешения,соединенную с емкостью через канал управления и выходной канал напротив которогЪ установлен соосно с соплом приемника канала измерения, отличающееся тем, что в выходном канале камеры ;смешения последовательно установлены винтовой завихритель и сопло, диаметр которого выбирается более диаметра сопла канала питания.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приемник канала измерения укреплен на радиально расположенных ребрах, в одном из которых выполнен упомянутый канал.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3712136, кл.73-290, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2346634, кл. В 64 О 37/28, 1976 (прототип).

S fff уг. / ff