Пневматический струйный частотный датчик расхода жидкости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

362992

Секта Соаетсккл

Соииалистическм

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.XII.1970 (№ 1609460/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. G 01f 1/00

G 011 13/00

Комитет ао делам ивобрвтвиий и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 20.XII.1972. Бюллетень М 3 за 1973

Дата опубликования описания 21.II.1973

УДК 681,121(088.8) Авторы изобретения

Л. А. Залманзон и М. Е. Лимонова

Заявитель Институт проблем управления (автоматики и телемеханики) АН СССР

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СТРУЙНЫЙ

ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к измерительной техНике и может быть использовано, в частности, в системах пневматического контроля и управления расходом жидкостей при дозировке их в технологических установках аппаратов химической промышленности.

Известны непрерывно, работающие датчики расхода жидкости и универсальные датчики частотного типа. Однако передающиеся от первых датчиков сигналы подвержены значительным искажениям в каналах, а во-вторых, трудно получить линейную зависимость частоты от измеряемого параметра.

Цель изобретения — упрощение конструкции и увеличение линейного диапазона характеристики изменения частоты выходных пневматических импульсов.

Для этого в предлагаемом датчике конец трубки, опущенный в бак, снабжен,расширением, величина которого, выраженная через объем аккумулируемой в нем жидкости, обратно пропорциональна частоте переключений и прямо пропорциональна разности между расходом жидкости и произведением частоты переключений, сечения бака и длины сифонной трубки, прйчем отношение расхода поступающей в бак жидкости к максимальному расходу через трубку сифона меньше единицы, а сечение расширенного конца трубки меньше сечения бака.

На чертеже изображена схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит сифонный преобразователь непрерывного расхода в импульсную подачу жидкости с трубкой 1, опущенной в бак

2, в который жидкость поступает из крана 8 и из которого через сифон она отводится в сливной канал 4, трубку б, имеющую расширенную концевую часть, образующую аккуму10 лятор жидкости и соединенную с каналом управления струйного .пневматического элемента б, у которого канал 7 является основным выходным.

Устройство работает следующим образом.

15 При непрерывной подаче жидкости из крана 8 в бак 2 осуществляется импульсная подача ее в сливной канал 4.

Переключения элемента б вызываются сни20 жением при работе сифона уровня жидкости в баке 2 ниже нижнего торца трубки б или при заполнении бака опусканием уровня жидкости до нижнего открытого отверстия трубки.

25,Проведенные исследования показали, что характеристика v = j (Qp), где — частота переключений элемента б, а Qp — непрерывный расход жидкости через кран 8, при работе без корректора — аккумулирующей емкости, ли30 нейна лишь в узком диапазоне изменения Qp.

362992

Диапазон изменения Qp, при котором характеристика v = 1 (Qp) линейная, расширяется при работе с аккумулирующей трубкой.

При работе датчика с аккумулирующей трубкой е (1) 1 + 2 + З + 4 где 1 — время заполнения от уровня II до уров,ня I, 4 = FH (Qp), где Р— площадь сечения бака, Н вЂ” длина трубки сифонного преобразователя, опущенной в бак;

4 — время снижения от уровня 1 до уровня II, t,=S(Q„Q L,H),где S(Q„Q, L,È)— функция величин Q„Q L, H, которая при ламинарном течении в трубке сифона равна (F (C„) tn ((C„L — Qp) (Ю вЂ” Q,)1 и при турбулентном течении в трубке сифона равна

2 ((F/C) (V à — P/ L — Н) + (FQ,/Ñ ) ln g

Х ((С VL — Q,) ((Π— Q.)ll где Qm — максимальный, расход жидкости в трубке сифонного преобразователя, равный при ламинарном режиме С., (а — Н), при турбулентном — Сф L — Н, причем Qp/Qm (1;

L — длина наружной трубки сифонного преобразователя, С„и С вЂ” коэффициенты соответствующих расходных характеристик;

4 — время задержки наполнения бака при заполнении аккумулирующей трубки, 4= V/Qp, где V — максимальный объем аккумулируемой жидкости;

t4 — время задержки опорожнения бака при истечении жидкости из аккумулирующей трубки, 4= I /(Qi Qo) где Q< — расход через трубку сифона, при ламинарном течении в ней

QE = У/(С„(Š— 1)I, а при турбулентном течении Q, = V/(C y L — /), где I — размер, определяющий положение аккумулирующей трубки.

4, Подстановка указанных значений t>, 4, 4 и

t4 в выражение (1) дает

Ч

5 (2) FH+- V

+ а + т (Q„Q, t., и)

0о

L О

В общем случае характеристики ч=ср(яо), описываемые уравнениями (1) и (2), нелинейные. Однако они могут быть приближены к линейным, если выбрать параметры датчика так, чтобы сумма второго и третьего слагаемых в знаменателе выражения (2) была существенно меньше первого слагаемого. При этом

Q (З)

Опыты .подтвердили, что линейный диапазон характеристики v = f (Q) может быть расширен при выполнении трубки б в виде аккумулирующей жидкость емкости, заполнение которой происходит при подходе уровня жидкости к нижнему открытому ее отверстию, и опорожнение при опускании уровня ниже этого отверстия, причем для заполнения емкости используется разрежение, создающееся в канале управления струйного элемента б при работе последнего.

Зо Предмет изобретения

Пневматический струйный частотный датчик расхода жидкости, содержащий сифонный преобразователь непрерывного расхода жидкости, поступающей в бак, в дискретно пода35 ваемые ее порции и пневматический измеритель уровня, трубка которого, помещена в бак и соединена с каналом управления струйного элемента, отличающийся тем, что, с целью уп,рощения конструкции и увеличения линейно40 го диапазона характеристики изменения частоты выходных пневматических импульсов, в нем конец трубки, опущенный в бак, снабжен расширением, величина которого, выраженная через объем аккумулируемой в нем жидкости, 45 обратно пропорциональна частоте переключений и прямо пропорциональна разности между расходом жидкости и произведением частоты переключений, сечения бака и длины сифонной трубки, причем отношение расхода

50 поступающей в бак жидкости к максимальному расходу через трубку сифона меньше единицы, а сечение расширенного конца трубки меньше сечения бака.

362992

Редактор Т. Иванова

Заказ 310/18 Изд. № 46 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Б. Розовская

Техред Т. Миронова

Корректоры: А. Степанова и И. Божко