Устройство для контроля границы раздела сред

Авторы патента:

G01F23/40 - с использованием ленты или проволоки в качестве передающих элементов

ЗПБ(".АББЕ ИЗОБРЕХЕББЯ

K ЙАТЕБХУ

Комитет Российской Федерации по изтеитйм и хоййриым зпзкйм (21) 5027541/10 (22) 17.0292 (46) 15.11.93 Blorl ¹ 41-42 (75) Шкрабак В.С,; Упитовский БА; Шкрабак В.В.;

Фомина Н.Б. (73) Ленинградский государственный аграрный университет (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГРАНИЦЫ

РАЗДЕЛА СРЕД (57) Изобретение относится к технической сризике, а именно к вопросам измерения уровня жидкости с

Г1о нощью погру>каемых эпементов, и может быть использовано дпл зал ера границы раздела сред в топливном резервуаре. Применение предпагаемого устройства даст возможность упростить конструквЂ” цио и снизить стоимость устройства. Сущность изобретения предпагаемое устройство снабжено мерным тросом, один конец которого жестко соединен через динамометр с неподвижной стойкой, закрепленной на резервуаре, а другой конец мерного троса, вертикально опущенного от катушки с намотанным тросом в толщу топлива резервуара, соединен с двумя тягами, ках<дая из которых согнута в виде гибкой пе ли и охватывает по перивЂ” метру окружность одного из двух, размещенны>< симметрично в горизонтальной плоскости и закрепленных на балластном грузе, роликов, при этом концы этих гибких 1яговых петель жестко закреппены снизу на свободно размещенном над балластным грузом поплавке, удельный вес материала которого больше удельного веса бензина и меньше удельного веса воды, с возмо>кностыо осуществления вертикального перемещения поплавка (например, при его подъеме на границу раздела двух сред}, кроме того, в устройстве параллельно мерному тровЂ” су, снаб>кенному указателем, жестко размещена линейка с делениями. 2 ип.

2003053

К недостаткам можно отнести следующее. 1, Сложное конструктивное решение, и, как следствие, высокая стоимостьустройства объясняются наличием дополнительного привода с кинематическим соединением.

2, Устройство применимо только для осуществлением контроля границы раздела сред, где одной из сред является воздух, а другой вЂ” жидкость. Это устройство невозможно приманить для контроля границы раздела двух жидких сред.

Изобретение относится к технической физике, а именно к вопросам измерения уровня жидкости с помощью погрух<аемых элементов, и может быть использовано для замера границы раздела сред в топливном 5 резервуаре. Актуальность проблемы заключается в том, что в процессе хранения топлива п резервуарах, происходит отстаивание (оседание) из объема топлива механических частиц и воды. Вода накапливается на дне 10 резервуара и в процессе "дыхания", и количество оседающей воды зависит от влажности атмосферного воздуха и температурных условий. Наличиеотстоявшейся воды создает ложное впечатление о количестве топли- 15 ва (например, бензина) в резервуаре, а также способствует его коррозии, Этот отстоявшийся слой воды не всегда сливается иэ-за условий учета количества топлива в рсзарвуаре по замеру его верхнего уровня. 20

3 амер не хара ктеризует истин ное количестВо топлива в резервуаре, так как включает измерение не только слоя топлива в резервуаре, но и слой отстоявшейся воды (т.е. замер дает ложные показания, что является недопустимым), Известно устройство для контроля границы раздела сред (авт, св. N 1515062, кл.

G 01 Г 23/04). Устройство содержит крыль;атку,ia вертикальном штоке, кинематиче- 30 ски соединенном с приводом вращения типа "волчка", На штоке размещено маховое колесо, состоящее из двух колец. Одно кольцо соединено с штоком, а второе кольцо установлено сверху на плоскую -поверх- 35, ность первого кольца с зазором по отношению к штоку. Приведение крыльчатки во ращение сопровождается раскручиванием . колец махового колеса, При свободном вращении крыльчатки с штоком угловые скоро- 40

cTil обоих колец совпадают. При опускании устройства в сосуд до отметки границы жидкости происходит торможение крыльчатки штока и соединенного с штоком первого кольца. Изменение взаимного положения 45 колец llpH торможения крыльчатки определяк>т по указателям, расположенным по боковых поверхностях колец.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству относится поплавковый датчик уровня раздела двух жидких сред (авт. св. N. 756211, кл. G 01 F

23/10), который используется для определения содержания нефти в охлаждающей и подтоварной воде, выходящей с установки первичной переработкй нефти. Датчик снабжен патрубком "по потоку", который одним концом соединен с полостью отстойника в верхней его части, а другим концом соединен с отводным патрубком и патрубком "против потока", один конец которого расположен внутри входного патрубка, а другой конец патруока "против потока", оканчивающийся конусообразным раструбом, установлен под штоком поплавка, выполненным в виде сквозной трубки, верхняя часть которой размещена внутри патрубка

"по потоку". на внешней поверхности которого расположена катушка индуктивности, Но и это устройство не лишено недостатков, Сложное конструктивное решение, как следствие, высокая стоимость устройства объясняется применением двух патрубков, которые выполнены в виде отводов от основного отстойника (резервуара), в котором содержится х<идкое топливо и отстоявшаяся вода. Кроме того, патрубок "no, потоку" и патрубок "против потока" конструктивно усложнены, их установка вместе с установкой катушки индуктивности требует дополнительных расходов.

Целью изобретения является упрощение конструкции и, как следствие, снижение стоимости устройства.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено мерным тросом, один конец которого жестко соединен через динамометр с неподви>кной стойкой, закрепленной на резервуаре, а другой конец мерного троса вертикально опущен от катушки с намотанным тросом в толщу топлива резервуара и соединен с двумя тягами, каждая из которых согнута в вИде гибкой петли и охватывает по периметру окружности один из двух, размещенных симметрично по горизонтальной оси и закрепленных на балластном грузе, роликов, при этом концы этих гибких тяговых петель жестко закреплены на размещенном над балластным грузом поплавке, удельный вес материала которого больше удельного веса бензина и меньше удельного веса воды. с возможностью осуществления вертикального перемещения и натяжения гибких тяг под поплавком при его движении (например, при его подъеме на границу раздела двух сред); Кроме того, в устройстве парал-, лельно мерному тросу, снабженному указа2003053

50 телем. жестко размещена мерная линейка с делениями.

Применение предлагаемого устройства дает возможность упростить конструкцию и, как следствие, снизить стоимость эа счет того, что резервуар не нужно асвобо>кдать от хранящегося там топлива и не делать в резервуаре никаких дополнительных отводов и доработок.

Конструктивное решение предлагаемого устройства является оригинальным и несложным, так как содержит мерный трос, раздвоенный как бы на конце. и эти раздвоенные части троса проходят через ролики балластного груза и закреплены снизу на поплавке, который, учитывая удельный вес его материала, может всплывать в воде и тонуть в топливе, Таким образом, поплавок будет находиться всегда на границе раздела двух сред (топлива и воды) вЂ” с разным удельным весов. 1Аерный рос, снабженный указателем, вЂ” всегда будет показывать на мерной линейке сколько в данный момент содержится в резервуаре топлива (бензина). Устройство недорогое в изготовлении и простое по конструкти" íîìó решени.о, Анализируя новые существенные признаки по критерию "существенные отличия", можно сделать следующий вывод.

Снабжение устройства мерным тросом, проходящим сквозь толщу топлива резервуара, раздвоенные концы которого проходят через ролики на балластном грузе, опущенного на дно резервуара, вЂ” закреплены снизу на поплавке, Это дает возможность при свободном подъеме поплавка на границу раздела двух сред (бензина и воды) за счет его удельного веса, по шкале мерной линейки контролировать количество топлива в резервуаре.

Предлагаемое устройство является новым, отличается неочевидностью и полезностью, обладает существенными отличиями, дает экономический эффект, имеет промышленную применимость и неизвестно до настоящего времени как в нашей стране, так и за ее пределами (за рубежом).

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 вЂ” сечение А-А на фиг. 1.

Устройство содер>кит резервуар 1 (фиг.9

1, 2), в котором содержится жидкое топливо (бензин), Один конец мерного троса 2 жестко соединен через динамометр 3 с неподвижной стойкой 4, которая закреплена на резервуаре 1, а другой конец мерного троса

2 вертикально опущсн от катушки с намотанным троса;л 5 в тольцу топлива резервуара 6 и соединен с двумя тягами 7. Каждая из тяг 7 согнута в виде гибкой петли 8 и схватывает па периметру окру>кности па одному ролику 9, которые размещены симметрично по горизонтальной оси и закреплены на балластном грузе 10, при этом концы этих гибких тяговых петель 8 жестко закреплены снизу на поплавке 11. Поплавок 11 свободно размещен над балластным грузом 10 и изготовлен из материала, удельный вес которого больше удельного веса бензина и меньше удельного веса воды (т.е. поплавок 11 тонет в бензине и всплывает в воде). Таким обраэом появляется воэможность осуществления вертикального перемещения и натяжения гибких -яг 7 под поплавком 11 при ега движении (например, при его подъема на границу раздела двух сред). Кроме того, в устройстве параллельно мерному тросу 2, снабженному указателем 12, жестко размещена мерная линейка с делениями 13.

Устройство работает следующим образом. 8 резервуар 1, содержащий жидкое топливо и осевшую воду. опускают мерный трос 2, к концу которого прикреплен через гибкие тяги 7 балластный груз 10, Пад действием тяжести балластного груза 10 мерный трос 2 опускается на дно резервуара 1, куда первоначально опускается и поплавок

11, По мере всплывания поплавка 11 вертикально вверх до границы раздела двух сред (ввиду того, что удельный вес материала поплавка 11 больше удельного веса бензина и меньше удельного, веса воды) вЂ” поднимаются вверх концы гибких тяг 7, которые прикреплены к поплавку 11, а мерный трос 2 будет опускаться вниз. сматываясь с катушки 5, вместе с указателем 12, который на мерной линейке 13 укажет уровень жидкого топлива, находящегося в резервуаре 1.

Техника-экономическую эффективность можно представить следующим образом, Зв базовый абьект принимается датчик уровня раздела двух сред (авт. св, М

756211).

Стоимость этого датчика можно представить как суммарную стоимость входящих в него узлов и деталей, а также стоимость механической доработки резервуара для хранения жидкого топлива, Свбщ = 2 х С1+ С2+ Сз+ С4, где С вЂ” стоимость сварки двух патрубков к резервуару;

С2 вЂ” стоимость раструба:

Сз вЂ” стоимость штока;

С4 вЂ” стоимость катушки индуктивности, Стоимссть предлагаемого устройства будет равна

Спрвд С1 + С2+ СЭ+ C4 + С5 Сб, 1 1 °

° Вй

° В и 1

° ° В

° 4 и °

° ° и 5 В ° Эй ° ° !i I

° 4 4

° °

1 °