Способ измерения уровня порошкообразной среды

 

Изобретение предназначено для измерения уровня порошкообразной среды и может быть использовано в энергетической, металлургической и других отраслях промышленности. Производят подачу газа от источника избыточного давления одновременно в две трубки, выходные торцы которых размещены на разных уровнях в порошкообразной среде. Уровень порошкообразной среды определяют по перепаду давления газа в двух трубках. Способ позволяет непрерывно определять уровень среды. 1 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в энергетической, металлургической и других отраслях промышленности, преимущественно в емкостях, из которых производится расход порошкообразной среды.

Известен способ измерения уровня сыпучих сред, заключающийся в опускании и подъеме груза на тросе, и определении уровня по глубине опускания груза [1].

Недостатком является низкая надежность измерений, обусловливаемая засасыванием груза сыпучей средой при ее расходе из бункера и обрыве троса, что также определяет попадание груза в выходное отверстие.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является способ измерения уровня порошкообразной среды, заключающийся в подаче газа от источника избыточного давления в трубку, введенную в нижнюю полость порошкообразной среды и по давлению газа в трубке определении уровня порошкообразной среды [2].

Недостатком способа является невозможность непрерывного измерения уровня порошкообразной среды, так как известным способом определяется уровень дискретно, в месте размещения уровнемера.

Предметом изобретения является способ измерения уровня порошкообразной среды, в котором одновременно производят подачу газа от источника избыточного давления в две трубки, выходные торцы которых размещены на разных уровнях в порошкообразной среде, а при определении уровня порошкообразной среды измеряют перепад давления между полостями с газом в двух трубках; при подаче газа от источника избыточного давления периодически формируют импульсы повышенного давления, а при определении уровня порошкообразной среды определяют разность перепадов давлений между полостями с газом в двух трубках при постоянной и импульсной подаче газа.

На чертеже изображен вариант реализации способа.

В емкость (бункер) 1 с порошкообразной средой введены две трубки 2, 3, входными концами сообщенные с источником избыточного давления 4, а выходными - с порошкообразной средой. Выходные концы трубок 2, 3 размещены на разных уровнях H₁ и H₂.

Газ от источника избыточного давления 4, подаваемый в порошкообразную среду через трубки 2, 3 флюидизируется через контролируемые уровни H₁ и H₂. В зоне флюидизации газа через порошкообразную среду образуется кипящий слой, перепад давления на высотах H₁ и H₂ которого определяется из условий кипящего слоя: где ΔP₁ и ΔP₂ - перепад давления в кипящем слое соответственно на высотах H₁ и H₂; γ_г и γ_г - удельный вес частиц порошкообразной среды и газа; ε_m1 и ε_m2 - средняя порозность кипящего слоя (относительная величина пустот) на высотах H₁ и H₂.

где γ_v - удельный вес кипящего слоя.

где P₁ и P₂ - давления в первой и второй трубках;
P_a - атмосферное давление.

H₂ = H₁ + Z
где Z - разность уровней размещения выходных торцов первой и второй трубок.

В результате совместного решения приведенных уравнений получим

где:
γ_v1 и γ_v2 - удельный вес кипящего слоя соответственно на высотах H₁ и H₂.

ΔP = P₁-P₂
Как видно из приведенного выражения, высота H₁ в основном зависит от перепада давления ΔP в трубках и от удельного веса кипящего слоя γ_v2 .

Величина Z = const. Разность удельных весов кипящего слоя на высотах H₁ и H₂ (γ_v1-γ_v2 ), согласно экспериментальным данным, зависит от Z и при значениях (реально используемых) Z = 200 - 300 мм, эту величину возможно не учитывать (эта погрешность укладывается в величину флуктуаций, вводимых пульсациями кипящего слоя).

Таким образом, уровень порошкообразной среды возможно определять по перепаду давления в трубках ΔP , так как влияние изменений удельного веса кипящего слоя возможно компенсировать расчетным путем используя результаты градуировки.

Конструкция устройства, реализующего приведенные последовательности операций для определения уровня H₁ порошкообразной среды состоит из двух трубок, выходные концы которых установлены на разных уровнях, а входные сообщены с источником избыточного давления; уровень порошкообразной среды определяется по показаниям дифманометра; удельный вес кипящего слоя возможно определять с помощью специальных измерителей или учитывать по результатам градуировки.

Конструкция устройства реализующего рассмотренный способ измерений уровня достаточно проста и повышает эксплуатационные характеристики бункера порошкообразной среды, так как продувка газом не только дает информацию о уровне, но и обеспечивает локальное кипение порошкообразной среды в зоне измерений, улучшая ее истечение из бункера.

Формула изобретения

Способ измерения уровня порошкообразной среды, при котором производят подачу газа от источника избыточного давления в трубку, введенную в порошкообразную среду, отличающийся тем, что одновременно производят подачу газа от того же источника избыточного давления во вторую трубку, выходной торец которой размещен на уровне, отличающемся от уровня размещения выходного торца первой трубки, а уровень порошкообразной среды определяют по перепаду давления газа в двух трубках.

РИСУНКИ

Рисунок 1