Стабилизатор уровня жидкости Советский патент 1982 года по МПК G05D9/02 

(54) СТАБИЛИЗАТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к автоматике и может применяться на установках, Где необходимо регулирование уровня жидкости в емкое тях - в нефтяной, газовой, химической, автотракторной и других отраслях промышленност Известно поплавковое устройство для регулирования уровня, имеющее запорный орган и шарнирно прикрепленный к нему одним концом поплавок, второй конец которого установлен с возможностью перемещения по криволинейным направляющим 1. Однако в процессе работы устройства поплавок занимает горизонтальное положение, что увеличивает длину рычага и приводит к увеличению усилия на запорный орган. Известно также устройство для регулирования уровня, содержащее поплавок и запорный орган, на щтоках которых установлена труба со свободно перемещающимся по ней шаром 2, Недостатком указанных конструкций поплавковых регуляторов является отсутствие коррекции регулирования при изменении плотности жидкости. Наиболее близким к изобрете1Ш1р является регулятор уровня, который поддерживает в емкости неизменный уровень жидкости, независимо от ее удельного веса 3. В этом изобретении чувствительный элемент выполнен в виде ареометрических весов с двумя поплавками одинаковых объемов, но различных диаметров, а для управления вентилем, который расположен в подводящем жидкость канале, используется отдельная электрическая система. В регуляторе во всем диапазоне изменения уровней в емкости запирающая сила поплавкового элемента является результатом вычитания подъемных сил обоих противовесных поплавков. При достижении заданного уровня, когда поплавковая система приходит в равноверсное положение, запирающая сила поплавкового элемента равна нулю и, в связи с этим, запорный клапан не может бьгть герметично закрыт. Жидкость под давлением из магистрали приоткрывает клапан и продолжает поступать в емкость и вьтсота уров39ня в емкости будет зависеть от этого,давления. Для устранения этого недостатка и возмож ности управления клапаном (вентилем) при достижении заданного уровня введена электри ческая система рассогласования, использующая постороннюю энергию - в данном случае электроэнергию. Это усложняет конструкцию регулятора и снижает надежность его работы из-за возможных нарушений стабильности работы каждого .из используемых элементов: электронного усилителя, отдельного источника электропитания, электрического привода вентиля, датчика рассогласования и т.д. Таким образом, недостатками известного регулятора зфовня жидкости являются сложность регулятора и необходимость в посторон нем источнике энергии для обеспечения работоспособности устройства. Цель изобретения - упрощение стабилизатора уровня жидкости. Указанная цель достигается тем, что в стабилизаторе уровня жидкости, содержащем емкость, во входном канале которой установ леи регулирующий клапан, и расположенный в емкости чувствительный элемент, вьшолненный в виде установленного на оси и свя занного с регулирующим клапаном коромысла с двумя поплавками, коромысло выполнено в виде изогнутой пластины, на вогнутой поверхности которой установлен с возможностью перемещения груз, а поплавки выполнены разных объемов. На фиг. 1 изображен стабилизатор уровня жидкости, положение коромысла при низком уровне жидкости; на фиг. 2 - то же, при равновесном состоянии; на фиг. 3 - то же, при заданном уровне Н задкости. Стабилизатор сояержят емкость 1, во вход ном канале 2 которого установлен регулирую щий клапан 3„ Чувствительный элемент выполнен в виде коромысла, представляющего собой установленную на оси 4 изогнутую пла тину 5, на одном конце которой установлен поплавок 6 большего объема, связанный с регулирующим клапаном 3, а на другом - поплавок 7 меньщего объема. На вогнутой поверхности пластины 5 установлен свободно перемещающийся груз, например uiap 8. Для ограничения перемещения поплавка 6 вы полнен упор 9. В стабилизаторе при низком уровне жидкости (фиг. 1) в емкости 1 поплавки 6 и ,7 не касаются поверхности жидкости, а поплавок 6 поворачивает изогнутую пластину 5 на оси вращения 4 и открывает регулирующий клапан 3 для наполнения емкости 1 жидкостью. При этом по пластине 5 перека, тьтается подвижный груз 8 в сторону поштав ка больщего объема 6. Поплавок 6 опускается до упора 9, который ограничивает его перемещение вниз. Непрерывное повыщение уровня жидкости в емкости 1 приводит к иеполному погружению в нее поплавка 6 и полному погружению поплавка 7. При погружении в жидкость одинаковых объемов I поплавков (полного объема поплавка 7 и неполного объема поплавка 6) наступает равновесное положение чувствительного поплавкового злемента. Если подобрать длину рычагов, на которых укреплены поплавки 6 и 7 таким образом, чтобы пластина 5 находилась в горизонтальном положении при равенстве объемов погруженных в жидкость обоих противовесных поплавков, то вся система будет находиться в равновесии, так как подвижный груз 8 займет нейтральное положение в пластине 5 над ее осью вращения 4. Равновесное положение поплавкового элемента изображено следующим образом (фиг.2)о Поплавок большого объема 6 частично погружен в жидкость и подходит вплотную к регулирующему клапану 3, но не обладает силой для герметичного: закрытия отверстия клапана: в равновесном состоянии запирающая сила поплавков равна нулю. Поплавок меньщего объема 7 полностью погружен в жидкость, исчерпав резерв своей плавучести, Изогнутая пластина 5 занимает горизонтальное положение. Подвижный груз 8 перемещается и устанавливается в изогнутой пластине над осью ее вращения 4. В связи с тем, что в равновесном положении регулирующий клапан 3 закрываетсянегерметично, жидкость продолжает поступать в емкость 1 под давлением ее в магистрали. Некоторое заданное повыщение уровня жидкости над равновесным создает подъемную . силу только поплавку 6, так как поплавок 7 уже закончил погружение. Подымаясь, поплавок 6 нарушает равновесие, пластина 5 поворачивается ца оси 4, а подвижный груз 8 перемещается в сторону поплавка меньшего объема 7 (фиг. 3). Смещение груза 8 вправо перемещает центр тяжести всего поплавкового элемента и создает дополнительный момент силы для надежного удерживания регулирующего клапана 3 в закрытом состоянии при достижении жидкостью отметки заданного уровня. Наличие свободно перемещающегося в изогнутой пластине груза, который создает дополнительный момент сил для герметичного закрытия клапана, дает возмояЙность исключить использование постороннего источника энергии и этим упростить устройство, а также повысить надежность его работы. Полное погружение в жидкость поплавка меньшего объема при равновесном положении коромысла дает возможность более эффектив но использовать подъемную силу поплавка большего объема, так как дальнейшее погруж ние поплавка меньшего объема больше не создает нарастания противодействия. Устройство проще по конструкции, надежно в работе. , Оно может иметь широкое применение также для регулирования уровня и ясономии жидкого топлива во всех карбюраторных 1двигателях внутреннего сгорания, где OTCJTTствуют защита от переобогащения горючей смеси в результате повьпиения уровня топлив с ростом его температуры.; Формула изобретения Стабилизатор уровня жидаости, содержащий емкость, во входном канале которой

7

фи1.1 установлен регулирующий клапан, и расположенный .в емкости чувствительный злемент, вьшолненный в виде установленного на оси и связанного с регупируюишм клапаном коромысла с двумя поплавками, отличающийся тем, что, с целью упрошення стабилизатора, коромысло бьшолнено в виде изогнутой пластины, на вогнутой поверхноо ти которой установлен с возможностью пер мещёния груз, а поплавки выполнены ра ных объемов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР№ 191417, кл, G 05 D 9/02,1965. 2.Авторское свидетельство СССР N 204822, кл. G 05 D 9/02,1966. 3.Авторское свидетельство СССР N 216972, кл. G 05 D 9/12, 1967 (прототип).

daHHifiH

oScHb

- IfpOOCHlf

- JKudKOcrrU