Гидростатический уровнемер

 

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР по авт. св. № 761840, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем получения непрерывного выходного сигнала, в него дополнительно введены два аналоговых элемента памяти, триггер со счетным входом и два пневмоклапана, при этом входы аналоговых элементов памяти подключены к выходу конечного повторителя-усилителя основного устройства, а выходы через нормально закрытые пневмоклапаны подключены к выходному каналу уровнемера, причем управляющие входы аналоговых элементов памяти и пневмоклапанов попарно соединены с инверсными выходами счетного триггера, вход которого подключен к выходу генератора пнев моим пульсов. (Л с 00 Од ;о сд 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 F 23 16

ЗСЕСОЮЗИАЯ

И„,, %%9356> н"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 761840 (21) 3729064/24-10 (22) 18.04.84 (46) 23.10.85. Бюл. № 39 (72) В. П. Петренко, Ю. И. Гончаров и Ю. И. Черник (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (53) 681.128.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 761840, кл. G 01 F 23/16, 1978. (54) (57) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕMEP по авт. св. № 761840, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуата„„SU„„1186953 A ционных возможностей путем получения непрерывного выходного сигнала, в него дополнительно введены два аналоговых элемента памяти, триггер со счетным входом и два пневмоклапана, при этом входы аналоговых элементов памяти подключены к выходу конечного повторителя-усилителя основного устройства, а выходы через нормально закрытые пневмоклапаны подключены к выходному каналу уровнемера, причем управляюшие входы аналоговых элементов памяти и пневмоклапанов попарно соединены с инверсными выходами счетного триггера, вход которого подключен к выходу генератора п нев моим пульсов.

1186953

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения уровня, может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов в нефтяной, газовой, химической, пищевой и.других отраслях промышленности и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 761840.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем получения непрерывного выходного сигнала.

На фиг. 1 показана схема гидростатического уровнемера с непрерывным выходным сигналом давления; на фиг. 2 — временная диаграмма, иллюстрирующая работу его основных функциональных узлов.

Гидростатический уровнемер состоит из измерительной трубки 1, нижний конец которой через нормально закрытый вентиль с пневматическим приводом 2 соединен с нулевой отметкой объекта 3 измерения, повторителей-усилителей 4 и 5 с постоянными пневмосопротивлениями 6 и 7, нормально закрытого пневмоклапана 8, пневмозадатчиков 9 и 10 с постоянными пневмосопротивлениями 11 и 12, генератора пневмоимпульсов, состоящего из трехмембранных реле 13 и 14, регулируемых пневмосопротивлений 15 и 16, постоянных пневмоемкостей 17 и 18, а также из двух аналоговых элементов пам яти, каждый из которых состоит из трехмембранного реле 20 и

20, повторителя-усилителя 21 и 21" и постоянного пневмосопротивления 22 и 22", счетного триггера, содержащего четыре трехмембранных реле 23 — 26 и постоянное пневмосопротивление 27, а также из двух нормально закрытых пневмоклапанов 28 и 29. Выход трехмембранного реле 14 соединен с подмембранной полостью мембранного пневматического привода 2 вентиля, управляющим входом нормально закрытого пневмоклапана 8 и входом счетного триггера, второй вход нормально закрытого пневмоклапана 8 соединен одновременно с выходом повторителя-усилителя 5, входом повторителя-усилителя 4 и внутренней полостью верхнего конца измерительной трубки 1. Выход конечного повторителяусилителя 4 соединен одновременно с входами трехмембранных реле 19 и !9 аналоговых элементов памяти, выходные сигналы которых с выходов повторителейусилителей 21 и 21 " соединены соответственно с входами нормально закрытых пневмоклапанов 28 и 29. Каналы управления нормально закрытых пневмоклапанов 28 и 29 соединены соответственно с инверсными выходами счетного триггера, являющимися выходными каналами трехмембранных реле 25 и 26, которые также одновременно подключены к управляющим входам трех20

30 ,35

50 мембранных реле 19 и 19" аналоговых элементов памяти.

Уровнемер работает следующим образом.

При подаче давления питания генератор пневмоимпульсов генерирует последовательность прямоугольных импульсов, частоту и скважность которых настраивают с помощью регулируемых пневмосопротивлений

15 и 16 в зависимости от скорости изменения уровня в объекте. При появлении импульса на выходе генератора, т.е. на выходе трехмембранного реле 14, происходит открытие вентиля и перемещение мембранного блока нормально закрытого пневмоклапана 8 вверх. В результате этого внутренние полости верхнего конца измерительной трубки 1 верхней камеры повторителя-усилителя 4 и нижней камеры повторителя-усилителя 5 через нижнюю камеру пневмоклапана 8 сообщаются с атмосферой, а внутренняя полость нижнего конца измерительной трубки сообщается с внутренней полостью объекта 3 измерения. В результате этого избыточное давление на выходе конечного повторителя-усилителя 4 (P . 4) отсутствует, а уровень измеряемой жидкости в трубке 1 достигает уровня жидкости в объекте 3 измерения. В момент отсутствия импульса на выходе генератора вентиль 2 закрывается, мембранный блок клапана 8 опускается вниз и перекрывает выход из нижней камеры в атмосферу. В результате этого давление во внутренней полости верхнего конца измерительной трубки

1 и в верхней камере повторителя 4, а вместе с тем и на его выходе (P, q ) линейно нарастает на протяжении всего периода отсутствия импульса (фиг. 2). В связи с тем, что расход воздуха во внутреннюю полость верхнего конца измерительной трубки стабилизируется с помощью пневмозадатчиков 9 и 10, постоянного пневмосопротивления 6 и повторителя-усилителя 5, скорость увеличения давления в ней обратно пропорциональна объему V3 (фиг. 2). Таким образом, чем меньшим является объем V3, т.е. чем больше уровень измеряемой жидкости в объекте измерения, тем до большего значения увеличивается давление на выходе повторителя 4, и наоборот, чем больше об ьем

V, т.е. чем меньше уровень контролируемой жидкости в объекте измерения, тем до меньшего значения увеличивается давление на выходе повторителя 4 за одинаковый промежуток времени t„. Тот же выходной импульс генератора, который дает начало этому процессу, производит переключение единичных сигналов на выходе счетного триггера. При этом, предположим, что единичный сигнал появляется на выходе трехмембранного реле 25, а на выходе реле 26 устанавливается нулевой сигнал. Это приводит к тому, что аналоговый элемент памяти, управляющий вход которого соединен с выходом реле 25, закрывается и не воспринимает

1186953 юг Г

Составитель М. Рачков

Релактор Н. Пушненкова Тсхред И. Верес Корректор М. Самборская

За каз 6535/44 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий! 13035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 изменение давления на своем входе, т.е. давление, поступающее на его вход с повторителя-усилителя 4, а клапан 28 открывается, пропуская на выход устройства давление,«запомненное» в емкости 20 и в верхней камере 21 повторителя. В первом такте работы это давление равно нулю. В это же время давление Р,„„4,которое нарастает на выходе повторителя-усилителя 4 и соответствует уровню в контролируемой емкости, поступает на вход трехмембранного 10 реле 19", принадлежащее второму аналоговому элементу памяти. Так как на его управляющем входе присутствует выходной сигнал реле 26 счетного триггера, равный нулю, то реле 19" открыто и пропускает нарастающее давление Р»,< 4 в ем15 кость 20". Это давление повторяется повторителем 21", однако на выход устройства не попадает, так как клапан 29 закрыт.

В момент появления на выходе генератора следующего импульса происходит новое переключение сигналов на выходах счетного триггера. При этом на выходе реле 26 устанавливается единичный сигнал, а на выходе реле 25 — нулевой. Это приводит к закрытию реле 19" аналогового элемента памяти и появлению на его выходе сигнала давления, соответствующего максимальному значению давления Р,„„4,соответствующему уровню в контролируемой емкости, и поступающего через открывшийся клапан 29 на выход устройства. 3а время длительности импульса управления на выходе генератора

Зо произойдет сброс давления из верхней камеры повторителя-усилителя 4, нижней камеры повторителя-усилителя 5 и внутренней полости верхнего конца измерительной трубки 1 в атмосферу через открывшийся кла35 пан 8. При этом внутренняя полость нижнего конца измерительной трубки 1 сообщается с внутренней полостью объекта

3 измерения, в результате чего появляется возможность воспроизведения уровнем жидкости в измерительной трубке 1 уровня жидкости в объекте измерения. В момент исчезновения импульса на выходе генератора вновь начинает нарастать давление в верхней полости измерительной трубки, повторяемое на выходе повторителя-усилителя 4 и поступающее на вход реле 19 первого аналогового элемента памяти, который в данном цикле измерения отключен от выхода устройства и следит за нарастанием давления Р,„, q с тем, чтобы запомнить его при поступлении следующего импульса с выхода генератора. Таким образом, в каждом такте измерения один из аналоговых элементов памяти включает на выход устройства значение давления Рв,4,запомненное им в конце предыдущего такта, и удерживает его на выходе до начала следующего такта, в котором на выход устройства включается давление с выхода второго аналогового элемента памяти, следившего за нарастанием давления в текущем такте. Следовательно, один из элементов памяти всегда удерживает на выходе уровнемера сигнал давления, соответствующий контролируемому уровню в предыдущем такте измерения, а второй готовится к аналогичной операции в последующем такте измерения, после чего их роли вновь изменяются.

Как видно из временной диаграммы (фиг. 2), в результате поочередной работы аналоговых элементов памяти, обеспечиваемой счетным триггером, работающим от генератора пневмоимпульсов, на выходе устройства получают непрерывный сигнал давРвы