SU808911A1 - Поплавковый плотномер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к автоматическим приборам дл  измерени  плотности жидкостей, и может быть применено в системах автоматизации в химической нефтехимической, пищевой и других отрасл х промышленности. Известен плотномер с корпусом, образующим проточную камеру, в кото рой находитс  поплавок, закрепленны на конце рычага. Другой конец рычага закреплен на шарнирной опоре. На рычаге между поплавком и. опорой имеетс  груз, уравновешивакщий выталкивающую силу, действующую на поплавок. Уравновешивающий груз име ет возможность автоматически переме щатьс  в ту или другую сторону от оси опоры с помощью винта, вращаемо через магнитную муфту электродвигателем . Его включение дл  вращени  в ту или другую сторону осуществл етс  с помс дью магнитного реде при отклонении рычага с поплавком от нейтрального положени  в соответствующую сторону. Ось электродвигател соединена с показывающим механизмом по которому суд т о плотности проте кающей в полости плотномера жидкости tl. Недостатком известного устройства,  вл етс  его взрыво- и пожароопасность в св зи с использованием электрических цепей. Наиболее близкий к првдлагае1/юму плотномер, содержащий входной и выходной штуцеры, корпус в виде проточной камеры с расположенным в ней поплавком, закрепленным на одном конце рычага, шарнирно соединенного с корпусом, второй конец которого соединен с преобразователем усилиедавление , а его выход соединен с пневматическим усилителем мощности . Из внутренней полости корпуса плотномера выход рычага наружу осуществл етс  с помседыо Сильфонного разделител  сред. Выталкивсцэща  сила поплавка пропорционгшьна плотности жидкости в полости плотномера и объему поплавка. Эта сила посредством рычага, проход щего через разделительный сильфон, передаетс  на преобразователь усилие-давление, сигнал которого повтор етс  усилителем мощности и  вл етс  выходным сигналом, пропорциональным плотности измер емой жидкости t2j . Недостатком известного устройства  вл етс  значительна  погрешность

ОТ избыточного даэлени  измер емой жидкости.

Повышение давлени  вызывает усилие на разделительном сильфоне, которое частично передаетс  на рычаг и вызывает погрешность измерени . Этот недостаток не позвол ет примен ть известное устройство дл  измерени  плотности жидкости под высоким давлением (например, сжиженных, газов под давлением 50-100 кгс/см). Известнфе устройство имеет недостаточно высокую точность измерени  вследствие сил упругости разделительного сильфона и Сил трени  на шарнирной опоре рычага.

Цель изобретени  - расширение области применени  и повышение точност измерени .

Дл  достижени  указанной цели плотномер, содержащий входной и выходной штуцеры, корпус, в виде протоной камеры с расположенным в ней поплавком, разделенным на две полости , и пневматический усилитель мощноти , снабжен трубчатыми подвесками, выполненными в виде спиралей, одни концы которых закреплены на поплавке снизу и сверху, а другие - в корпусе V-образной трубкой с регулирующим элементом объемного вытеснени , пневматическими индикатором уровн  жидкости и усилителем давлени , а также капилл рной трубкой, пропущенной через одну на трубчатых подвесок и соедин к цей с атмосферой внутренние полости поплавка. При этом нижн   часть верхней полости поплавка св эана трубчатой подвеской с концом V-образной трубки, а нижн   часть нижней его полости - с индикатором уровн , выход которого св зан с другим концом V-образной трубки и входом усилител  давлени , выход которого соединен с пневматическим усилителем мощности .

На фиг. 1 изображен предлагаелмй плотномер, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит входной и выходной штуцеры 1, корпус 2, поплавок 3, пневматический усилитель 4 мощности, две трубчатые гибкие подвески 5 поплавка 3 в виде спиралей, . V-образную трубку 6 с регулируквдим элементом 7 объемного вытеснени , пневматический усилитель 10 давлени  капилл рную трубку 11, перегородку 12 поплавка 3, канал 13, сообщающий верх двух частей поплавка 3 между собой, и шкалу 14.

Плотномер работает следующим образом .

Поплавок 3 погружен в измер емую жидкость и плавает в ней в режиме нулевой плавучести. Гибкие трубчатые подвески 5 Обеспечивают свободное перемещение поплавка. 3 вдоль вертикальной оси корпуса ареометра 2 и в

то же врем  центрируют его с этой осью. Нулева  плавучесть поплавка 3 обеспечиваетс  за счет жидкости, вытесн емой из V-образной трубки 6 в верхнюю полость поплавка 3, Отклонение нулевой плавучести поплавка определ етс  посредством пневматического индикатора 8 уровн  жидкости, св занного гибкой трубчатой подвеской 5 с нижней полостью поплавка 3, котора  частично заполнена жидкостью. Уровень

этой жидкости по принципу сообщакхцихс  сосудов поддерживаетс  на уровне в поплавке 3 и в пневматическом индикаторе 8 уровн . Открыта  площадь жидкости в поплавке в дес тки раз

больше открытой площади жидкости в пневматическом индикаторе уровн . Это обеспечивает, при изменении положени  поплавка, изменение уровн  жидкости в пневматическом индикаторе

уровн  на величину, близкую к перемещению поплавка

д Иц Su SM

где uh - изменение уровн  в индикаторе уровн ;

4Н„ - перемещение поплавка; SUL - открыта  площадь жидкости в индикаторе уровн ;

п открыта  площадь жидкости

в поплавке.

Всплытие поплавка 3 под действием гидростатической выталкиваквдей силы повышает уровень жидкости в пневматическом индикаторе 8 уровн , который преобразует этот сигнал в пропорциональное увеличение давлени  на выходе. Это давление поступает на конец У-образной трубки и вытесн ет из нее жидкость в верхнюю полость

поплавка. При этом вес поплавка увеличиваетс  за счет протока вытесненной жидкости и достигает значени , при котором начинаетс  его погружение . В процессе погружени  поплавка

уровень жидкости в индикаторе уровн  уменьшаетс  и уменьшаетс  давление на его выходе. За счет давлени  гидростатического столба жидкости от разности уровней жидкости в верхней

части поплавка и в конце V-образной трубки происходит вытеснение жидкости из поплавка в эту трубку и изменение уровн  в ней до значени , соответствующего входному.давлению. Описанный процесс приводит к установлению нулевой плавучести поплавка 3, а изменение плотности анализируемой жидкости, соответствующее изменению количества жидкости в V-образной трубке 6, уровн  в ней и

Claims (2)

1. величины давлени  на ее конце. Это давление усиливаетс  усилителем 10 давлени  до давлени , наход щегос  в диапазоне значений стандартного „ пневматического сигнала 0,2-1 кгс/см, Величина этого давлени  повтор етс  усилителем 4 мощности и  вл етс  выходным сигналом плотномера -г; V-j-w-(Vo-Vp-VT)yol, где Р - давление на выходе плотномера; К г коэффициент усилени  усили тел  10 давлени , Sf площадь проходного сечени  V-образной трубки; V - объем вытесн емый поплавко У - плотность анализируемой жидкости; m - вес поплавка 3 без уравновешивающей жидкости; VP - полный объем уравновеошваю щей жидкоёти; VP - объем уравновешивающей жид кости в регулирующем элементе 7; lf - объем уравновешивающей жид кости в V-образной трубке при нулевом входном пневма тическом сигнале; У- - плотность уравновешивающей жидкости. Плотности жидкости, измер емой в ареометре, можно также отсчитывать по уровню в V-образной трубке 6 на шкапе 14 где h - разность уровней уравновеши вающей жидкости в поплавке и V-образной трубке. Регулируквдий элемент 7 объемного вытеснени  позвол ет настроить шкал ареометра на заданную величину плотности измер емой жидкости. Формула изобретени  Поплавковый плотномер, содержащий входной и выходной штуцеры, корпус в виде проточной камеры с расположенным в ней поплавком, разделенным на две полости, и пневматический усилитель мощности, отличающ и и с   тем, что, с целью расширени  области пр менени  и повышени  точности измерени , он снабжен трубчатым подвесками, выполненными в виде спиралей, одни концы которых закреплены на поплавке снизу и сверху а другие - в корпусе, V-образной трубкой с регулирующим элементом объемного вытеснени , пневматическими индикатором уровн  жидкости и усилителем давлени , а также капилл рной трубкой, пропущенной через одну из трубчатых подвесок и соедин ющей с атмосферой внутренние полости поплавка , при этом нижн   часть верхней полости поплавка св зана трубчатой подвеской с концом V-образной трубки, а нижн   часть нижней его полости - с индикатором уровн , выход которого св зан с другим концом V-образной трубки и входом усилител  давлени , выход которого соединен с пневматическим усилителем мощности. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2727392, кл. 73-452, 1968.
2. 2.Патент США № 2459542, кл. 73-452,1964 (прототип).