RU1777003C - Устройство дл определени уровн жидкости - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит вертикально расположенные во вза- имно-перпендикул рных плоскост х в цистерне трубы, совмещенные источник и приемник гамма-излучений, установленные в верхней части каждой из труб, интегрирующий блок, показывающий прибор и электрическую цепь. Внутри каждой трубы размещен поплавок с центром масс, расположенным в плоскости его погружени . Торцова  поверхность каждого поплавка покрыта слоем материала с высоким коэффициентом отражени  гамма-квантов. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области измерени  физических величин, в частности к измерению уровн  жидких сред, и может быть использовано в судостроении при обеспечении посто нного и качественного контрол  наличи  и количества жидких грузов на борту судна.

Известен емкостной уровнемер 1, содержащий емкостные датчики, выполненные в виде токопровод щих пластин, расположенных параллельно одна другой и подключенных к измерительному преобразователю .

При наличии крена судна токопровод - щие пластины сохран ют вертикальное и параллельное относительно друг друга положение благодар  шарнирному креплению на кронштейнах, жестко св занных с корпусом цистерны на противоположных ее стенках , что позвол ет с достаточной степенью точности определить уровень возмущенной жидкости.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что его использование возможного только в симметричных сосудах (цистернах) и в сосудах, не имеющих перегородок. Кроме того, конструктивное исполнение предполагает большие габариты, вес, неудобс во раз- мещени  в цистерне и необходимость периодической профилактической чистки. Не исключено также вли ние среды над уровнем жидкости (пары, аэрозоли, газ) на точность измерени  уровн .

Наиболее близким техническим решением из известных к предлагаемому  вл етс  радиоизотопный уровнемер, например, УР-8. Конструктивно устройство выполнено в виде трех блоков: датчика, электронного блока и показывающего прибора. Датчик включает реверсивный двигатель, редуктор с черв чной передачей и барабан, на который наматываютс  две стальные ленты. Свободно вис щие на концах этих лент источник и приемник гамма-излучени  наход тс  в одной горизонтальной плоскости и заключены о специальных герметизированных относительно среды трубсх-кожухах. Положение источника и приемника гаммач ч

Ч О О СО

излучени  соответствует определенному положению стрелок дистанционного показывающего прибора с помощью сельсинов, а электрическа  св зь с подвижным приемником гамма-излучени  осуществл етс  посредством гибкого кабел  через ролик с грузом. Данное устройство прин то за прототип .

Недостатками прототипа  вл ютс  низ- кап скорость слежени  за уровнем, больша  инерционность системы дл  измерени  не- устойчив ого уровн  жидкости, большие веса и габариты, сложность конструкции и необходимость периодического профилактического обслуживани .

Цель изобретени  - повышение точности и эффективности контрол  уровн  жидкости при ее динамическом возмущении в цистерне, например, при качке судна.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в отличии от прототипа в цистерне равномерно по периметру во взаимно перпендикул рных плоскост х параллельно друг другу размещены трубы нижним срезом ниже минимально допустимого уровн  жидкости при наклонах цистерны.

Кажда  труба снабжена поплавком, который располагаетс  на границе раздела жидкость-воздух во внутреннем объеме трубы, и совмещенными источником и приемником гамма-излучени , укрепленными в верхней части трубы. При этом поплавок выполнен в виде цилиндра, на верхней торцовой поверхности которого нанесен слой материала с высоким коэффициентом отражени  гамма-квантов, а по внешним образующим на равном рассто нии расположены ребра, выполн ющие функцию направл ющих дл  ориентировани  поплавка в трубе при наклонах цистерны таким образом, чтобы слой материала с высоким коэффициентом отражени  гамма- квантов был посто нно расположен нормально к источнику и приемнику гамма- излучени . Кроме того, поплавок изготавливают таким образом, чтобы его центр массы располагалс  в плоскости погружени  поплавка . В этом случае поплавок в жидкости занимает неустойчивое (безразличное) положение , но благодар  направл ющей трубе будет всегда ориентирован вдоль ее оси, исключа  положение заклинивани .

Сущность изобретени  заключаетс  в его следующих отличительных признаках по сравнению с признаками прототипа и аналога , представленными в таблице.

Результаты проведенного сравнительного анализа показали, что признакам 4,16 и 17 нет соответствующих признаков в прототипе и аналоге, кроме того, они выполн ют разные функции в устройствах, а следовательно ,  вл ютс  существенными отличительными признаками.

Таким образом, анализ предлагаемого изобретени  на новизну показал, что предложение соответствует критерию существенные отличи , так как из известного перечн  информации, установленного нормативным документом (п.127 ЭЗ-1-74),

0 технические решени  с признаками, подобными за вленным, не обнаружены.

На фиг. 1 изображено устройство дл  определени  уровн  жидкости в цистерне с сечением по ее продольной оси; на фиг.2 5 сечение А-А, на котором показано взаимное расположение труб.

Устройство дл  определени  уровн  жидкости состоит из нескольких труб 1, кажда  из которых снабжена источником гам0 ма-излучени  2, приемником 3 отраженного сигнала, экраном 4, поплавком 5 с направл ющими ребрами б и со слоем материала 7 с высоким коэффициентом отражени  гамма-квантов .

5Каждый приемник 3 отраженного сигнала соединен электрической цепью 8 с электронным интегрирующим блоком 9 и показывающим прибором 10. Трубы 1 размещены в цистерне 11 вертикально рав0 номерно по ее периметру во взаимно перпендикул рных плоскост х параллельно друг другу по вертикали.

Устройство работает следующим образом .

5 При крене судна уровень жидкости в цистерне 11 сохран ет практически горизонтальное положение. При этом в каждой трубе 1 положение уровн  измен етс , что способствует перемещению поплавка 5

0 вдоль оси трубы 1. В зависимости от положени  поплавка 5 увеличиваетс  или уменьшаетс  рассто ние, которое должен преодолеть сигнал от источника 2 до отражаемого сло  7 на поплавке 5 и обратно

5 до его приемника 3, а соответственно ослабл етс  или усиливаетс  величина регистрируемого импульса, который по электрической цепи 8 в преобразованном виде поступает в электронный интегриру0 ющий блок 9, В электронном блоке 9 импульсы от всех приемников 3 труб 1 интегрируютс , а полученный потенциал оказываетс  пропорциональным фактическому уровню жидкости в цистерне

5 и фиксируетс  показывающим прибором 10.

При отсутствии расхода жид кости из ци- стерни величина потенциала сохран етс  посто нней независимо от угла наклона цистерны ,

В устройстве предусмотрена биологическа  защита в виде экрана 4, выполненным из конструкционного материала, например, свинца. В качестве источника излучени  обычно используют изотоп ко- бальта Со60, а в качестве отражающего материала , например, железо или свинец, как имеющих большое альбедо.

Работа устройства проверена на модельной установке с учетом наибольших углов наклона корпуса судна, допускаемых на практике (до 45° в динамике и до 15° в статике). В результате установлено, что поплавок предлагаемой конструкции качественно и надежно отслеживает уровень жидкости при наклонах направл ющей тру- .бы в указанном диапазоне углов наклона и даже за его пределами.

Технико-экономическа  эффективность описываемого устройства дл  измерени  уровн  жидкости по сравнению с прототипом обусловлена повышением точности и качеством контрол  уровн  жидкости при ее гидродинамическом возмущении, вызванным наклонами цистерны, например, при качке судна. В отличие от прототипа предлагаемое устройство проще и может быть использовано в перегороженных цистернах любой конструкции или в группе сообщающихс  емкостей и может гарантировать предотвращение снижений уровн  жидкости в; наклонной цистерне ниже минимально-допустимого , если использовать критический потенциал электронного блока на автоматическое отключение расхода жидкости из цистерны.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  определени  уровн  жидкости, содержащее вертикально расположенные в цистерне трубы, источник и приемник радиоактивного излучени , интегрирующий блок, показывающий прибор и электрическую цепь, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности И эффективности контрол  уровн  жидкости при ее гидродинамическом возмущении, трубы размещены во взаимоперпендикул рных плоскост х, их нижние срезы расположены ниже минимально допустимого уровн  жидкости, источник и приемник гамма-излучений совмещены и установлены в верхней части каждой из труб, внутри каждой из которых размещен поплавок, с центром масс, расположенным в плоскости его погружени , а торцова  поверхность каждого поплавка покрыта слоем материала с высоким коэффициентом отражени  гамма- квантов.

   К приз- { Изобретение пака

   Прототип

   Устройство АЛЯ контрол  Радиоизотопный уроэyPOOHR ЖИДКОСТИНСМСр

   а) по сооокупности конструктивных элементов

   Источник радиоактивного излучени 

   Приемник сигнала

   Источник радиоактивного излучени 

   Приемник сигнала Трубы

   Поплавок с отражающим слоем

   Экран

   Электронный интегрирующий блок

   Трубы-кожухи

   Экран

   Реверсивный двигатель

   Редуктор

   Барабан

   Перфорированна  лента

   Зубчатый ролик

   Сельсин-датчик

   Сельсин-приемник

   Ролик с грузом

   Электронный интегрируПоказывающий прибор

   Ш1ИЙ1, блок

   Показыоасций прибор б) по взаимному расположенно узлов (деталел) Источник и приемник сов- Источник и приемник

   метеныавтономны и раэмсцены

   в одной горизонтальной плоскости

   Трубы размещены в цистер-Трубы-кожухи размещены

   не вертикально равномерновнутри или снаружи циспо периметру во взаимна-терны параллельно ЛРУГ

   перпендикул рных плоское-ЛРУгу по вертикали т х параллельно друг другу по вертикали

   Аналог

   Еикостной уровнемер

   Источник эг.ечтропитз- нип

   Пластины емкости Кронштейн

   Ориентирующий груз

   Измерительный преобразователь

   Показывающий прибор

   Пластины расположены симметрично и параллельно в вертикальной плоскости

   Кронштейны пластин размерены по оси внутри цистерин на противоположных ее стенках на одном уровне

   8

   ГйГ-2