Поплавковый уровнемер жидкости
Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения уровня жидкости при изменении ее плотности и температуры. Сущность: содержит поплавок (П) 1 и противовес (ПР) 2, соединенные посредством гибких звеньев 3 и 4, соответственно с мерным шкивом 5 и шкивом-барабаном 6. Шкивы 5 и 6 насажены на вал 7, ПР 2 расположен в жидкости, выполнен с отрицательной плавучестью и из материала, имеющего равный с П 1 коэффициент линейного расширения. ПР 2 выполнен с массой Мпр и площадью горизонтального сечения Fnp, определяемым из выражений МПр1 Мп Rn/Rnp. и Fnp Fn Rn/Rnp, где Мп - масса ПР 2; Rn. и Rnp - соответственно радиусы шкивов 5 и 6, Fn - площадь горизонтального сечения П 1. При изменении температуры П 1 остается неподвижным относительно уровня жидкости. В случае подъема (падения ) уровня жидкости П 1 перемещается вверх (вниз), что приводит к повороту вала 7. Пропорциональный углу поворота вала 7 электрический сигнал с преобразователя 8 поступает на прибор 10, показывающий текущий уровень жидкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. fe
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 F 23/44
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
iO
1()
4 (21) 4930332/10 (22) 23,04,91 (46) 07.09.92. Бюл, М 33 (71) Научно-исследовательский инженернотехнологический институт Брестоблсельстроя и Брестский политехнический институт (72) В,H.Ï÷åëèí, В.А.Вишняков, B.Ï.×eðнюк, Т.В.Козлова и И,В.Клейменова (56) Авторское свидетельство СССР
N 1283538, кл. G 01 F 23/44, 1985 г, — прототип. (54) ПОПЛАВКОВЫЙ УРОВНЕМЕР ЖИ4КОСТИ (57) Использование; изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения уровня жидкости при изменении ее плотности и температуры. Сущность: содержит поплавок (П) 1 и противовес (ПР) 2, соединенные посредством гибких звеньев 3 и 4, соответИзобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения уровня жидкости, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Цель изобретения — повышение точности измерения, На фиг. 1 изображен общий вид поплавкового уровнемера жидкости; на фиг. 2— разрез по А — А на фиг. 1.
Уровнемер содержит поплавок 1 и противовес 2, связанные посредством гибких звеньев 3 и 4 соответственно с мерным шкивом 5 и барабан-шкивом 6, установленными на одном валу 7, подсоединенном к преобразователю 8 углового перемещения шкиео8 5 и б в электрический сигнал, „„5U„„1760357 А1 ственно с мерным шкивом 5 и шкивом-барабаном б. Шкивы 5 и 6 насажены на вал 7, ПР
2 расположен в жидкости, выполнен с отрицательной плавучестью и из материала, имеющего равный с П 1 коэффициент линейного расширения. ПР 2 выполнен с массой
Мпр и площадью горизонтального сечения
Рпр, определяемым из выражений M>p1= Мп
Рп/Кпр. и Рпр = Рп Вп/Rnp, где М, — масса ПР
2, Яп. u Rip — соответственно радиусы шкивов 5 и 6, Fï — площадь горизонтального сечения П 1. При изменении температуры П
1 остается неподвижным относительно уровня жидкости. В случае подъема (падения) уровня жидкости П 1 перемещается вверх (вниз), что приводит к повороту вала
7. Пропорциональный углу поворота вала 7 электрический сигнал с преобразователя 8 поступает на прибор 10, показыва.ощий текущий уровень жидкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Электрический сигнал от преобразователя 8 по линии связи 9 поступает на показывающий прибор 10. Противовес установлен в емкости 11 с возможностью расположения в контролируемой жидкости 12, выполнен с отрицательной плавучестью и с массой М,р„ определяемой из выражения
Мпр,=Мп R
Вп (1) напр где Мп — масса поплавка 1;
R„. — радиус шкива 5, связанного с поплавком 1;
Кпр. — радиус шкива 6, связанного с противовесом 2.
Поплавок 1 и противовес 2 изготовлены из материалов с равными коэффициентами
1760357 линейного расширения, Площадь поперечного сечения противовеса Fnp. определяется из выражения
Ьп(1 + (6) (7) Fnp = Fn R
Rn (2)
Йпр где Fn. — площадь поперечного сечения поплавка.
Объем поплавка \/ принимается иэ выражения
V > V np. Rnp./Rn., где Vnp. — объем противовеса.
Уровнемер работает следующим образом..
При постоянном уровне жидкости 12 система поплавок-противовес находится в равновесии, при этом объем погруженной в контролируемую жидкость 12 части поплавка 1 Vn. вследствие выражения (1) не зависит от удельного веса жидкости и определяется выражением
Чп = Vnp. Rnp /Rn (3)
Из выражений (2) и (3) вытекает, что
Л =Л.р, (4) где hn — осадка поплавка 1;
hnp — высота противовеса 2.
В случае подъема (уменьшения) уровня жидкости 12 поплавок 1 перемещается вверх (вниз), а противовес 2 — вниз (вверх), что приводит к повороту вала 7. Пропорциональный углу поворота вала 7 электрический сигнал с преобразователя 8 поступает на прибор 10, показывающий текущий уровень жидкости.
С целью расширения диапазона измеряемых уровней под противовес 2 в дне емкости 11 выполняется приямок 13, для уменьшения глубины которого радиус противовесного колеса 6 принимается меньше радиуса поплавкового колеса 5. В этом случае глубину приямка 13 h следует принимать по формуле
"> H Rnp./Rn. (5) где Н вЂ” превышение максимального уровня жидкости 12 над дном емкости 11.
При изменении температуры поплавка
1 и противовеса 2 на at их объемы с учетом (2) и (4) становятся равными: /пр. = Fnp пр(" + t) = Fn
3 Rn
Rnp
+ t), Vn = ппп(1 + Ы, t) где а — коэффициент линейного расширения материалов поплавка 1 и противовеса 2, Таким образом, исходя из (6), (7) и благодаря (2) обеспечивается соблюдение урав5 нения (3) и при изменении температуры, т.е, при этом не происходит нарушение равновесия системы поплавок-противовес и сохраняется постоянным положение на боковой поверхности поплавка 1 линии раз10 дела 14 жидкости 12 и воздушной среды.
Сохранение равновесия системы поплавок-противовес как при изменении плотности контролируемой жидкости, так и ее температуры, и перемещение поплавка с
15 противовесом только при изменении уровня жидкости определяет существенное повышение точности измерений за счет исключения погрешностей от изменения удельного веса и температуры жидкости.
20 cDормула изобретения
Поплавковый уровнемер жидкости, содержащий поплавок, связанный гибким звеном через мерный шкив с преобразователем перемещения, который
25 подсоединен к показывающему прибору, и противовес, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен второй барабан-шкив, установленный на одном валу с первым и связанный
30 гибкой связью с противовесом, который установлен с возможностью расположения в контролируемой жидкости и выполнен с отрицательной плавучестью с массой Мпр., определяемой из выражения
35 Rï
Mnp= Mn—
Rnp где Мп — масса поплавка;
Rn — радиус шкива, связанного с поплавком, 40 Rnp — радиус шкива, связанного с противовесом, при этом поплавок и противовес выполнены из материалов с равными коэффициентами линейного расширения, а площадь попереч45 ного сечения противовеса Рпр определяется из выражения
Rn
Fnp= Fn г пр где Fn — площадь поперечного сечения по50 nnaBKa
1760357
1760357
Составитель В,Пчелин
Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 3179 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
