Пневматический сигнализатор уровня Советский патент 1981 года по МПК G01F23/16 G01F23/00 

1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к пневматичес- КИМ датчикам уровня жидкости в сосудах, и может быть использовано в системах контроля и регулирования уровня жидкости в различных отраслях промышленности, например в химической, нефтеперерабатывающей, лакокрасочной и других.

Известен датчик пневматического сигнализатора уровня, в котором использовано сопло, выполненное в виде эжектора, и приемная камера, снабженная диффузором, причем эжектор и диффузор расположены под равными между собой углами к плоскости заданного положения уровня L13.

Недостаток известного датчика невысокая надежность и точность измерений уровня жидких сред в аппаратах. Это объясняется тем, что используемый в датчике метод измерения предполагает отражение струи газа, набегающей на поверхность жидкости, от недеформируемой поверхности жидкости. При взаимодействии струи газа с недеформир5 емой поверхностью жидкости или с твердой поверхностью отражения не наблюдается, так как

при взсшмодействии струя прилипает к поверхности и растекается по ней. Таким образом, попасть в диффузор струе газа затруднительно.

Наиболее близким к предлагаем / является известный пневматический сигнализатор уровня, содержащий установленные в зоне минимгшьного и максимального уровней струйные эле10менты в виде соосно расположенных сопел питания и приемных сопел, которые соединены с двумя моностабильными струйными усилителями, источник питания и индикатор. При появлении

15 жидкости в зазоре между соосяыми соплами появляется сигнал, фиксируемый индикатором 123.

Недостаток известного устройстванизкая надежность и точность иэмереийМ

20 при работе с жидкостями, имеицими сложные физико-химические свойства, контакт с которыми нежелателен, так как соосные сопла являются контактиыми элементами.

25

Цель изобретения - повьвцение надежности и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем за счет того, что сигнализатор снабжен дополнительным соплом, располо30

женным под углом к поверхности жидкости, ось которого размещена и центральной плоскости, перпендикулярной к оси струйного элемента, и вторым моностабильным струйным усилителем, при этом выход струйного элемента подключен к одному из входов первого ,струйного моностабильного усилителя, присоединенного своим выходом к входу второго моностабильного усилителя, один вход которого соединен с входом дополнительного сопла, а другой через дроссель и пневмоемкость сизмерительным устройством.

На фиг.1 приведена принципиальная схема сигнализатора; на фиг.2 взаимодействие струи газа с поверхностью жидкости при различных ее уровнях.

Трубка 1 сопла питания струйного элемента расположена соосно с приемным соплом 2, подключенным к входу 3 первого струйного моностабильного усилителя 4. Выход 5 усилителя 4 соединен с атмосферой, а выход 6 - с входом 7 второго моностабильного струйного усилителя 8. Выходной канал 9 усилителя 8 подключен к входу дополнительного сопла 10 ось которого размещена в центральной плоскрсти, перпендикулярной к оси струйного элемента. Выходной канал 1 усилителя 8 через сопротивление 12 и пневмоемкость 13 соединен с измерительным устройством (не показано) .

На вход трубки 1, а также в канал 14 усилителя 4 и в канал 15 усилителя 8 соответственно через дроссели 16-18 подано давление питания.

Сигнализатор работает следующим образом

При подаче давления .питания на вход трубки 1 струи газа с ее выхода поступают через приемное сопло 2 на вход 3 моностабильного струйного усилителя 4, результирующая струя, образовавшаяся при взаимодействии струй, выходящих из каналов 3 и 14,. затем поступает в канал б, соединенный с входным каналом 7 моностабильного струйного усилителя 8. Струи, выходящие из каналов 15 и 7 усилител 8, взаимодействуют между собой и результирующая струя поступает на вход канала 9, к которому подключено сопл 10. Струя газа, выходя из сопла 10, при значительном удалении от него поверхности жидкости (фиг.2а) взаимодействует с поверхностью жидкости, незначительно ее деформируя.

При приближении поверхности жидкости к соплу 10, т.е. при увеличении уровня деформация поверхности увеличивается (фиг.26) , на поверхности образуется углубление. Струя газа, двигаясь по поверхности образованного ею углубления, приобретает криволинейную составляющую скорости и выходит из углубления под некоторым углом к недеформируемой поверхности жидкости.

При некотором заданном максимальном значении уровня поверхность жидкости под действием газовой струи деформируется настолько, что выходящая из углубления струя газа будет взаимодействовать со струей, выходящей из трубки 1 (фиг.2в). При этом давление в приемном сопле 2, а следовательно, и в канале 3 усилителя 4 падает, что приводит к переключению струи с канала б на канал 5.

Отсутствие струи на выходе канала 7 усилителя 8 приводит к переключению струи, выходящей из канала 15, с канала 9 на канал 11. При этом прекращается подача сжатого воздуха в сопло 10 и через дроссель 12 и -емкость 13 на измерительное устройство поступает пневмосигнал.

После прекращения действия струи, выходящейиз сопла 10, на поверхность жидкости струя из трубки 1 вновь поступит в сопло 2. Произойдет срабатывание схемы аналогично рассмотренному выше. После переброса струи в усилителе 8 с канала 11 на канал 9 на выходе сопла Ю появится струя газа. Эта струя вновь деформирует поверхность до состояния, при котором происходит взаимодействие выходящей из углубления струи газа и струи, выходящей из трубки 1. Давление при этом в приемном сопле 2 падает, что приводит к срабатыванию схемы и в конечном итоге к перебро-. су струи в усилителе 8 с канала 9 на канал 11.

Таким образом, при изменении уровня жидкости, если его значение будет равно или больше максимального, на вход измерительной схемы будут поступать импульсы давления.

При уменьшении уровня жидкости до значения меньше критического (фиг.26) выходящая из углубления струя газа не взаимодействует со струей, выходящей из трубки 1. Датчик находится в положении, при котором из сопла 10 выходит струя газа.

Предлагаемый датчик пневматического сигнализатора уровня жидкостей позволит проводить бесконтактное надежное измерение с получением выходного сигнала, представленного в импульсной форме.

Формула изобретения

Пневматический сигнализатор уровня, содержащий установленный в зоне

0 предельного уровня струйный элемент в виде соосно расположенных сопла питания и приемного сопла, первое из которых соединено с источником питания, а второе подключено к моно5 стабильному струйному усилителю, и измерительное устройство,о т л и ч а ющ и и с я тем,что, с целью повышения надежности и точности измерений, он снабжен дополнительным соплом, расположенным под углом к поверхности жидкости, ось которого размещена в центральной плоскости, перпендикулярной к оси струйного элемента, и вторым моностабильным струйным усилителем, при этом выход струйного элемента подключен к одному из входов первого струйного моностабиль«ого усилителя, присоединенного своим выходом к входу второго моностабильного струйного усилителя, один выход которого соединен с входом дополнительного сопла, а другой через дроссель и пневмоемкость - с измерительным УCTJ OЙCTBOM.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе.

1.Авторское свидетельство СССР 492748, кл. G 01 F 23/00, 1974.

2,Патент США 3590843,

кл. 137-81,5, 06.07.71 (прототип).