Claims (2)
- . Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к уровнемерам , работающим на принципе измере ни давлени жидкости на мембрану, уравновешенную пневматическим давлением , и может быть использовано, в частности, в судостроении при замере в зкой жидкости на танкерах, нефтеналивных и других судах. Известно устройство дл измерени разности давлений, способное измер ть и уровень жидкости гидростатическим методом, содержаи ее корпус, разделенный трем мембранами и камеры , две из (Которых подключены к со суду с контролируемой жидкостью. Од на камера имеет выход в атмосферу, а четверта снабжена соплом и соедине на с источником сжатого воздуха и показывающим прибором D} Недостатками известного устройства вл ютс большой расход воздуха, так как он поступает в камеру непрерывно ,и возможность работы toлькo на лмстых ЖИДКОСТЯХ, что ограничивает область п| именени . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл измерени разности давлений и уровн , а также дл измерени погру-. жени судна, содержацее датчик давлени , 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.Гидравлическа 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 давлени 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 загр зненных жидкост х возможно зас рение клапанных элементов датчика, что снижает надежность всего устрой ства. Цель изобретени - расширение об лести применени и повышение надежности . Поставленна цель достигаетс тем, что дополнительный подпружинен ный клапан со стороны гидравлическо камеры герметизирован сильфоном, закрепленным на мембране, котора ,со стороны пневматической камеры снабжена двум 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 равновеси давлений на мембрану с противоположных сторон - жидкости, и газа (воздуха). Мембрана вл етс поверхностью раздела между пневматической и гидравлической полост ми датчика и бла годар подаче воздуха в камеру прак тически не нагружена при различных уровн х 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, Верхн 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 усили от давлени в полост х сильфонов 12 и 10 взаимно компенсируютс . Поэтому предлагаемое устройство может работать в резервуарах, наход щихс и под давлением, и под разр жением . Пневматическа 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.Гидравлическа камера 5 сообщаетс с контролируемым объемом, например цистерной. При наполнении цистерны уровень жидкости повьшаетс , следовательно, повышаетс гидравлическое давление на мембрану 6, котора прогибаетс в сторону пневматической камеры. Вначале выбираетс зазор между штоком клапана 8 и тарелкой клапана 9, а затем приоткрываетс клапан 8 и воздух поступает в пневматическую камеру, где давление поднимаетс и мембрана прогибаетс в сторону гидравлической камеры до наступлени равновеси давлений с обеих сторон мембраны. В этот момент kлaпaн 8 закрываетс и доступ воздуха в пневматическую камеру прекращаетс , а образующеес давление, пропорциональное величине уровн , фиксируетс показывающим прибором 2. При прогибе мембраны в сторону пневматической камеры сильфоны 12 незначительно сжимаютс , а сильфон 10 незначительно раст гиваетс и давление в их полост х равно давлению в верхней части цистерны, поэтому колебани давлени газовой полости цистерны не сказываютс на результате измерени уровн . Расход сжатого газа из баллона 3 происходит только при наполнении цистерны , при опорожнении ее расхода г за из баллона не происходит. В случае снижени уровн в цисте не понижаетс гидравлическое давление на мембрану, в результате чего она прогибаетс в сторону гидравлической камеры. Вначале выбираетс з зор между штоком клапана 9 и упором I, а затем при дальнейшем прогибе мембраны клапан 9 приоткрываетс 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 жидкост ми, и может производить измерени с достаточной точностью и надежностью. Формула изобретени Устройство дл измерени уровн . содержащее датчик давлени , 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 друга камера сообщена с контролируемым объемом,.при этом шток упом нутого клапана установлен с возможностью взаимодействи с дополнительным подпружиненным клапаном, расположенным на мембране, отличающеес тем, что, с целью расширени области применени и повышени надежности, дополнительный.. поапоужиненный клапан со стоооны гидравлической камеры герметизирован сильфоном, закрепленным на мембране , котора со стороны пневматической камеры снабжена двум 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, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 390395, кл. G 01 F 23/1/, 10.08.71. -. The invention relates to a measuring technique, namely, level gauges operating on the principle of measuring fluid pressure on a membrane balanced by pneumatic pressure, and can be used, in particular, in shipbuilding when measuring viscous fluid on tankers, oil tankers and other vessels. It is known a device for measuring pressure difference, capable of measuring the level of a liquid by a hydrostatic method, containing its body, separated by three membranes and chambers, two of which are connected to a vessel with controlled liquid. One has an outlet to the chamber and a fourth is equipped with a nozzle and connected to a compressed air source and indicating device D} The disadvantages of the known device are high air flow, as it enters the chamber continuously, and the ability to work only on liquid liquids, which is limited The closest to the proposed by the technical essence and the achieved result is a device for measuring the pressure difference and level, as well as for measuring the ship sinking, containing a pressure sensor made in the form of a hull divided by a membrane into a pneumatic and a hydraulic chamber, one of which is connected to the indicating device and through a spring-loaded valve with a source of compressed GE for. The hydraulic chamber communicates with the controlled volume, and an additional membrane is located on the membrane Yelnia spring loaded valve which cooperates with a first valve. Air enters the sensor chambers through a spring-loaded valve only if there is a pressure drop across the diaphragm, which saves air flow C2}. . 39 However, the device is operable only in pressure vessels and tanks and cannot operate under vacuum. In addition, in the case of operation on contaminated liquids, valve elements of the sensor may be obstructed, which reduces the reliability of the entire device. The purpose of the invention is to expand the scope of application and increase reliability. This goal is achieved by the fact that the additional spring-loaded valve on the hydraulic chamber side is sealed with a bellows fixed on the membrane, which on the side of the pneumatic chamber is equipped with two additional silos symmetrically located relative to the first bellows and in the sum equal to its effective area, the internal cavities of the second communicated with each other and connected to the upper cavity of a controlled volume or atmosphere. The sensor works on the principle of equilibrium pressure on the membrane from opposite sides - liquid and gas (air). The membrane is the interface between the pneumatic and hydraulic cavities of the sensor and due to the flow of air into the chamber almost unloaded at different levels of fluid, which ensures high sensitivity. The drawing schematically shows the proposed device. The device consists of a sensor housing 1, indicating device 2 and a cylinder 3 of compressed gas. The sensor body is made of the upper {and lower 5 parts, separated by a pressure-tight membrane 6, the upper part k is sleeping by a glass 7 with a spring-loaded valve 8 embedded in it, communicating the cavity of the glass 7 with the pneumatic chamber C of the housing 1. The membrane 6 is equipped with an additional spring-loaded valve 9, which is sealed by the bellows 10, and the valve body 9 is rigidly fixed to the diaphragms not. The bellows to is fixed on the membranes 6 and fitting 11, which is located in the lower part of the (hydraulic) 5 of the housing 1. On the opposite side of the sylphs on 10, the bellows 12, the cavities of which are communicated between themselves and the bellows 10, are attached to the membrane 6 and the housing 1 13 connected to the upper cavity of a controlled volume or atmosphere, depending on when the pressure of the tank works: excessive or diluted. The bellows 12 in the total effective area are equal to the area of the bellows 10. Since the bellows 12 is fixed on the membrane 6 in the pneumatic chamber, and the bellow 10 is fixed on the membrane in the hydraulic chamber, the forces generated from the pressure in the bellows of the bellows 12 and 10 are mutually compensated. Therefore, the proposed device can operate in tanks that are both under pressure and under discharge. The pneumatic chamber communicates with the indicating device 2, and the cavity of the glass 7 is connected to the cylinder 3 of the compressed gas. A stop 14 with an adjusting screw is integrated into the lower fitting 11. The hydraulic chamber 5 communicates with a controlled volume, such as a tank. When the tank is filled, the fluid level rises, consequently, the hydraulic pressure rises on the membrane 6, which bends towards the pneumatic chamber. Initially, a gap is selected between the valve stem 8 and the valve plate 9, and then valve 8 opens and air enters the pneumatic chamber, where pressure rises and the diaphragm bends toward the hydraulic chamber until the pressures balance on both sides of the membrane. At this moment, valve 8 is closed and the air supply to the pneumatic chamber is stopped, and the resulting pressure, proportional to the level, is fixed by the indicating device 2. When the membrane sags towards the pneumatic chamber, the bellows 12 is slightly compressed, and the bellows 10 is slightly stretched and the pressure in their cavity x is equal to the pressure in the upper part of the tank; therefore, the pressure fluctuations of the gas cavity of the tank do not affect the result of the level measurement. Consumption of compressed gas from cylinder 3 occurs only when the tank is filled, when emptying its flow rate g out of the cylinder does not occur. In case of a decrease in the level in the cysts, the hydraulic pressure on the membrane does not decrease, as a result of which it bends towards the hydraulic chamber. At first, the gap between the valve stem 9 and the stop I is selected, and then with further membrane deflection, the valve 9 opens and the gas (air) from the pneumatic chamber passes into the subvalvate cavity of the hydraulic chamber bounded by the bellows 10 and then passes through pipeline 13. The proposed level gauge It can be widely used on all tanks operating both under vacuum and under pressure with a variety of liquids, and can measure with sufficient accuracy and reliability. The invention of the device for measuring the level. containing a pressure sensor made in the form of a housing divided by a membrane into a pneumatic and hydraulic chamber, one of which is connected to an indicating device and through a spring-loaded valve to a source of compressed gas, and the other chamber communicates with a controlled volume; possibility of interaction with an additional spring-loaded valve located on the membrane, characterized in that, in order to expand the field of application and increase reliability, additional .. The valve with the stools of the hydraulic chamber is sealed with a bellows fixed on the membrane, which on the side of the pneumatic chamber is equipped with two additional bellows symmetrically located relative to the first bellow and in the sum equal to its effective area, the internal cavities of which are interconnected and connected to the upper cavity controlled volume or atmosphere. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 390395, cl. G 01 F 23/1 /, 10.08.71.
2.Авторское свидетельство СССР rio за вке №2929732/27-11, кл. В 63 В 39/12, 23,05.80 (прототип ) .2. USSR author's certificate rio for the application №2929732 / 27-11, cl. B 63 B 39/12, 23,05.80 (prototype).