Устройство для измерения уровня Советский патент 1982 года по МПК G01F23/16 B63B39/12 

(S) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

- . Изобретение относится к измерительной технике, а именно к уровнемерам, работающим на принципе измере ния давления жидкости на мембрану, уравновешенную пневматическим давлением, и может быть использовано, в частности, в судостроении при замере вязкой жидкости на танкерах, нефтеналивных и других судах. Известно устройство для измерения разности давлений, способное измерять и уровень жидкости гидростатическим методом, содержаи ее корпус, разделенный тремя мембранами и камеры, две из (Которых подключены к со суду с контролируемой жидкостью. Од на камера имеет выход в атмосферу, а четвертая снабжена соплом и соедине на с источником сжатого воздуха и показывающим прибором D} Недостатками известного устройства являются большой расход воздуха, так как он поступает в камеру непрерывно,и возможность работы toлькo на лмстых ЖИДКОСТЯХ, что ограничивает область п| именения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения разности давлений и уровня, а также для измерения погру-. жения судна, содержацее датчик давления, выполненный в виде корпуса, разделенного мембраной на пневматическую и гидравлическую камеры, одна из которых соединена с показывающим прибором и через подпружиненный клапан с источником сжатого гэ за.Гидравлическая камера сообщена с контролируемым объемсж, а на мембране расположен дополнительный подпружиненный клапан, взаимодействующий с первым клапаном. В камеры датчика воздух поступеют через подпружиненный клапан только при наличии-перепада давления на мембране, что способствует экономии расхода воздуха С2}. . 39 Однако устройство работоспособно только в сосудах и резервуарах, работающих под давлением, и не может работать под вакуумом. Кроме того, в случае работы на загрязненных жидкостях возможно зас рение клапанных элементов датчика, что снижает надежность всего устрой ства. Цель изобретения - расширение об лести применения и повышение надежности . Поставленная цель достигается тем, что дополнительный подпружинен ный клапан со стороны гидравлическо камеры герметизирован сильфоном, закрепленным на мембране, которая ,со стороны пневматической камеры снабжена двумя дополнительными силь фонами, симметрично расположенными относительно первого сильфона и в сумме равными его эффективной площади,, внутренние полости кЬторых сообщены между собой и соединены с верхней полостью контролируемого объема или атмосферой. Датчик работает на принципе равновесия давлений на мембрану с противоположных сторон - жидкости, и газа (воздуха). Мембрана является поверхностью раздела между пневматической и гидравлической полостями датчика и бла годаря подаче воздуха в камеру прак тически не нагружена при различных уровнях жидкости, что обеспечивает высокую чувствительность. На чертеже схематично показано предлагаемое устройство. Устройство состоит из корпуса 1 датчика, показывающего прибора 2 и баллона 3 сжатого газа. Корпус датчика выполнен из верхней {и нижней 5 частей, разделенных герметиче ки мембраной 6, Верхняя часть k сна жена стаканом 7 с встроенным в него подпружиненным клапаном 8, сообщающим полость стакана 7 с пневматиче кой камерой Ц корпуса 1. Мембрана 6 снабжена дополнительным подпружиненным клапаном 9, который герметизирован сильфоном 10, причем корпус клапана 9 жестко закреплен на мембр не. Сильфон to закреплен на мембран 6 и штуцере 11, который расположен в нижней части (гидравлической) 5 корпуса 1. С противоположной стороны сильфо на 10 к мембране 6 и корпусу 1 прик реплены сильфоны 12, полости которых сообщены между собой и сильфоном 10 с помощью трубопровода 13, соединенного с верхней полостью контролируемого объема или атмосферой в зависимости от того, при ка-. ком давлении работает цистерна: избыточном или разреженном. Сильфоны 12 по суммарной эффективной площади равны площади сильфона 10. Так как сильфоны 12 закреплены на мембране 6 в пневматической камере,а сильфон 10 закреплен на мембране в гидравлической камере, то возникающие усилия от давления в полостях сильфонов 12 и 10 взаимно компенсируются. Поэтому предлагаемое устройство может работать в резервуарах, находящихся и под давлением, и под разряжением. Пневматическая камера сообщена с показывающим прибором 2,а полость стакана 7 соединена с баллоном 3 сжатого газа . В нижний штуцер 11 встроен упор 14 с регулировочным винтом.Гидравлическая камера 5 сообщается с контролируемым объемом, например цистерной. При наполнении цистерны уровень жидкости повьшается, следовательно, повышается гидравлическое давление на мембрану 6, которая прогибается в сторону пневматической камеры. Вначале выбирается зазор между штоком клапана 8 и тарелкой клапана 9, а затем приоткрывается клапан 8 и воздух поступает в пневматическую камеру, где давление поднимается и мембрана прогибается в сторону гидравлической камеры до наступления равновесия давлений с обеих сторон мембраны. В этот момент kлaпaн 8 закрывается и доступ воздуха в пневматическую камеру прекращается, а образующееся давление, пропорциональное величине уровня, фиксируется показывающим прибором 2. При прогибе мембраны в сторону пневматической камеры сильфоны 12 незначительно сжимаются, а сильфон 10 незначительно растягивается и давление в их полостях равно давлению в верхней части цистерны, поэтому колебания давления газовой полости цистерны не сказываются на результате измерения уровня. Расход сжатого газа из баллона 3 происходит только при наполнении цистерны, при опорожнении ее расхода г за из баллона не происходит. В случае снижения уровня в цисте не понижается гидравлическое давление на мембрану, в результате чего она прогибается в сторону гидравлической камеры. Вначале выбирается з зор между штоком клапана 9 и упором I, а затем при дальнейшем прогибе мембраны клапан 9 приоткрывается и газ (воздух) из пневматической каме ры проходит в подклапанную полость гидравлической камеры,ограниченную сильфоном 10, и далее проходит по трубопроводу 13. Предлагаемый уровнемер может най ти широкое применение на всех цистернах, работающих как при вакууме, так и под давлением с разнообразным жидкостями, и может производить измерения с достаточной точностью и надежностью. Формула изобретения Устройство для измерения уровня. содержащее датчик давления, выполненный в виде корпуса, разделенного мембраной на пневматическую и гидравлическую камеры, одна из которых соединена с показывающим прибором и через подпружиненный клапан с источником сжатого газа, а другая камера сообщена с контролируемым объемом,.при этом шток упомянутого клапана установлен с возможностью взаимодействия с дополнительным подпружиненным клапаном, расположенным на мембране, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности, дополнительный.. поапоужиненный клапан со стоооны гидравлической камеры герметизирован сильфоном, закрепленным на мембране, которая со стороны пневматической камеры снабжена двумя дополнительными сильфонами, симметрично рас-положенными относительно первого сильфона и в сумме равными его эффективной площади, внутренние полости которых сообщены между собой и соединены с верхней полостью контролируемого объема или атмосферой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 390395, кл. G 01 F 23/1/, 10.08.71. 2.Авторское свидетельство СССР rio заявке №2929732/27-11, кл. В 63 В 39/12, 23,05.80 (прототип) .