Массовый плотномер для жидких сред

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5й4 G 01 N 906

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ тб тт 22 ) тт г ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3771556/24-25 (22) 13.07.84 (46) 07.01.86. Бюл. № 1 (71) Воронежский технологический институт (72) П. М. Казьмин и А. В. Поминов (53) 532.14 (088.8) (56) Кулаков M. В., Казаков А. В., Шелястин М. В. Технологические измерения и аналитические приборы. M.: Машиностроение, 1964, с. 320 — 326.

Авторское свидетельство СССР № 960576, кл. G 01 N 9/96, 1981. (54) (57) МАССОВЫЙ ПЛОТНОМЕР ДЛЯ

ЖИДКИХ СРЕД, содержащий основание, горизонтальную U-образную трубу, центральный участок которой снабжен кареткой с опорным роликом, демпфер, индикатор рассогласования и укрепленный на опорной призме рычаг, одно плечо которого снабжено корректором начала шкалы и размещено над ферродинамическим силовым компенсатором, а на другом помещен опорный ролик каретки, при этом опорная призма рычага установлена на основании и снабжена внешними полуосями, сочлененными

„„SU„„1203400 A с дуговым ярмом индикатора рассогласования и демпфером, выполненным в виде дугообразного поршня, расположенного в полости основания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем обеспечения температурной компенсации и упрощения конструкции плотномера, LJ-образная труба частично выполнена на пластмассы, причем длина пластмассового участка трубы выбирается из условия

Р ЬВ Аюо 1 з в з где 1 — длина всей трубы, мм;

Р— температурный коэффициент объемного расширения жидкости, 1/град;

-(— отклонение действительной температуры жидкости от нормального значения 20 С;

g„температурный коэффициент ли- С нейного расширения материала металлической трубы, 1/град; ,т, — температурный коэффициент линейного расширения пластмассового участка трубы. ЬР!

203400

5 !

I5

З0

40

55

Изобретение относится к технике измерения плотности жидких сред и может быть использовано в пищевой, нефтехимической промышленности, на горно-обогатительных предприятиях и при бурении нефтяных и газовых скважин.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем улучшения температурной компенсации и упрощения конструкции плотномера.

На фиг. 1 схематически изображена конструкция масового плотномера, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 —— разрез А-A H3 фиг. 2.

Плотномер состоит из горизонтальной

U-образной трубы 1, соединенной гибкими разделительными элементами 2 с отборным устройством. Концы трубы соединены с опирающейся на ось 3 через шарикоподшипники 4 траверсой 5. Центральный участок дуги трубы жестко соединен с кареткой 6, подвижный ролик 7 которой опирается на плечо рычага 8. Противоположное плечо рычага 8 соединено с корректором 9 начала шкалы, выполненным в виде винта и настроечных грузов с ферродинамическим силовым компенсатором 10, подвижная катуш- 5 ка 11 которого взаимодействует с неподвижной катушкой 12. Рычаг укреплен на опорной призме 13, во внутренних пазах 14 которой установлены шарикоподшипники 15, опирающиеся на концы оси 16 основания 17.

Внешние полуоси призмы 18 сочленены одна с дуговым ярмом 19 индикатора 20 рассогласования, а другая с демпфером 21, выполненным в виде дугообразного поршня

22, взаимодействующего с полостью 23 основания. Для уменьшения массы поршень армирован пластмассовым вкладышем 24.

Измерительные катушки 25 индикатора рассогласования и катушки ферродинамического силового компенсатора подключены к усилителю-демодулятору 26, связанному с показывающим прибором 27. Для обеспечения температурной компенсации металлическая )-образная труба полностью заменена пластмассовой с температурным коэффициситом объемного расширения, равным анализируемой жидкости или частично, если температурный коэффициент объемного расширения больше, чем у жидкости. Длину участка трубы, которую заменяют пластмассой, определяют по формуле:

5 У 6 — 1 6 сБт э з в

<"-л. = н

Плотномер работает следующим образом.

Чувствительным элементом плотномера является подвижная U-образная труба 1, через которую пробоотборное устройство прокачивает испытываемую жидкость. При изменении плотности жидкости изменяется масса подвижной системы и перемещение трубы отслеживается поворотом дугового ярма 19 индикатора 20 рассогласования индукционного типа. В измерительных катушках 25 индуктируется сигнал рассогласования, который подается на усилитель-демодулятор 26. Величина рассогласования преобразуется в постоянный ток подвижной катушки 11 ферродинамического силового компенсатора 10. Взаимодействием подвижной

11 и неподвижной 12 катушек рычаг 8 возвращает трубу 1 в горизонтальное положение с точностью до статизма следящей системы. Ток, поступающий в подвижную катушку 11, пропорционален плотности исследуемой жидкости и отображается показывающим прибором 27. Изменение температуры прокачиваемой через трубу 1 анализируемой жидкости вызывает изменение геометрических размеров трубы, не соответствующих изменению объема жидкости, что приводит к дополнительной температурной погрешности. Для компенсации погрешности в предлагаемом изобретении трубу 1 выполняют из пластмассы полностью или частично, чтобы с изменением температуры приращения объема трубы 1 и анализируемой жидкости были равны. Объем жидкости в трубе 1 при нормальной температуре

1 / Я R2( где К -- радиус трубы, мм:

1 — длина трубы, мм.

При повышении температуры на т С объем жидкости увеличится на величину ь12

УКз где !5 — тем пературны и коэффициент об ьемемного расширения жидкости.

Рассмотрим пример, где материалами служит пластмасса и металл. Принимая длину участка трубы из пластмассы 1„а из металла 1н, тогда 1 + = 8 или

С повышением температуры на t Ñ объем трубы, состоящей из пластмассы и металла, увеличится на величину рЛ р. лЪ = К(К,. t) — - 1А;:. + у, (К (.„4) х х (1-- !.,)a„t, гдеб ис(,„-температурные коэффициенты линейного расширения пластмассы и металл а соответственно.

Чтобы обеспечить температурную компенсацию, необходимо иметь равные приращения объемов жидкости и оболочки трубы от температуры:

3iR2 fpt = К(К@t! f, 4.1 + Х(К4 х х ((— f,),t.

После преобразований определим: е м — (Изобретение обеспечивает более точную компенсацию при изменении температуры из!

203400

Puz Z

Составитель В. алексеев

Техред И. Версс Корректор Л. Пилипенко

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор С. Патрушева

Заказ 8409/46 меряемой жидкости, а также замену дефицитной и дорогостоящей нержавеющей стали на пластмассу. В результате замены металлической трубы на пластмассовую общая масса трубы и жидкости уменьшается, так как масса пластмассовой трубы в несколько раз меньше массы трубы из стали.

3То приводит к увеличению общей доли жидкости в пластмассовой трубе, а также чувствительности и точности измерения.