Регулятор рівня рідких середовищ

Регулятор рівня рідких середовищ, що містить чутливий елемент, виконаний у вигляді ареометричних вагів, що складаються з двох поплавців, закріплених на П-подібному коромислі, встановленому на осі, вихідний перетворювач, фазочутливий підсилювач, реверсивний двигун і регулюючий орган, який відрізняється тим, що поплавці його ареометричних вагів мають різні об'єми при рівних діаметрах і встановлені на коромислі так, що поп лавець з меншою висотою Hм знаходиться нижче за поплавець з більшою висотою Нб Нм ΔН на Пропонована корисна модель відноситься до пристроїв для регулювання рідких середовищ в технологічних об'єктах, чутливими елементами яких є поплавці, і може використовуватися в різних галузях промисловості для регулювання рівня рідких середовищ з постійною і змінною щільністю, забезпечуючи незалежність результатів регулювання від зміни щільності контрольованих середовищ в широких межах. Відомий поплавцевий регулятор рівня рідких середовищ що складається з чутливого елементу поплавця, встановленого в місткості, важелякоромисла, закріпленого на осі і передавального переміщення поплавця регулюючому органу, що управляє витратою контрольованого рідкого середовища, що поступає в ємність [1]. Недоліком вказаного регулятора є залежність результатів вимірювання і регулювання рівня рідких середовищ від їх щільності, що істотно обмежує область використання регуляторів даного типа. Найбільш близьким до пропонованого регулятора є регулятор рівня, що містить чутливий елемент, виконаний у вигляді ареометричних вагів з поплавцями однакових об'ємів, але різних діамет рів, закріплених на П-образному коромислі, встановленому на осі, вихідний перетворювач, фаза сигналу якого, що управляє, залежить від напряму повороту коромисла під дією сил тих, що діють на поплавці в протилежних напрямах, підсилювач, електричний привід і регулюючий орган. Погрішність регулювання даного регулятора не залежить від щільності рідких середовищ, в які занурені поплавці [2]. Недоліком даного регулятора є значні габарити чутливого елементу, в результаті того, що перший поплавець має діаметр більший, ніж другий поплавець, і діаметр другого поплавця не може бути мінімізований в два рази, оскільки в цьому випадку значно збільшується його висота. Завданням пропонованої корисної моделі є зменшення габаритів чутливого елементу регулятора рівня рідких середовищ, чутливий елемент якого виконаний у вигляді ареометричних вагів, і підвищення його чутливості до зміни рівня контрольованих рідких середовищ. Вказане завдання досягається новим технічним рішенням, за рахунок того, що у відомому поплавцевому регуляторі чутливий елемент виконаний у вигляді ареометричних вагів з поплавцями (19) UA (11) 18869 (13) U відстані, рівній подвоєній різниці висот Н поплавців, а площа поперечного перерізу вертикальної частини коромисла, на якій закріплений поплавець з меншою висотою, розраховується із співвідношення: Sк (0,15 0,20) Sn , де Sк - площа поперечного перерізу вертикальної частини коромисла, на якому закріплений поплавець з меншою висотою; Sn - площа поперечного перерізу поплавця. 3 18869 4 однакових об'ємів і різних діаметрів, що приводить двигун 7, який, впливаючи на регулюючий орган 8, до збільшення габаритів чутливого елементу, збівстановлений на трубопроводі 9, забезпечує польшенню навантаження на вісь обертання ареодачу рідини в ємність 10. метричних вагів і до зниження їх чутливості до При збільшенні рівня рідини в місткості 10 і зміни рівня регульованого рідкого середовища, а при зануренні поплавця 2 в рідину на глибину Нм + згідно корисної моделі поплавці ареометричних РН, об'єми поплавців 1 і 2 занурені в рідину стають вагів мають різні об'єми і різні висоти при рівних рівними, але коромисло як і раніше повернене на діаметрах і встановлені на коромислі так, що попдеякий кут проти годинникової стрілки, оскільки на лавець з меншою висотою знаходиться нижчим за вертикальну частину коромисла, занурену в рідипоплавець з більшою висотою на відстані, рівному ну, на якому закріплений поплавець 2, також діє подвоєній різниці висот поплавців, а площа попевиштовхуюча сила. При подальшому збільшенні речного перерізу вертикальної частини коромисла, рівня рідини на h наступає стан рівноваги системи, на якій закріплений поплавець з меншою висотою, яка характеризується формулою розраховується на основі співвідношення Sк / Sn = (НмSn q + hSn q) = [HмSn q +( H + h)Sк q, (1) (0,15 - 0,20) де Sк и Sn - площа поперечного переде: різу відповідно вертикальній частині коромисла і Нм - висота поплавця 2 (з меншим об'ємом); поплавця. Sn - площа поперечного перерізу поплавця; Пропонований регулятор рівня відрізняється Sк - площа поперечного перерізу вертикальної від найближчого аналога тим, що поплавці його частини коромисла, на якій закріплений поплавець ареометричних вагів мають різні об'єми і різні ви2; соти при рівних діаметрах і встановлені на короH - різниця висот поплавців 1 і 2; мислі так, що поплавець з меншою висотою знаh - приріст рівня рідини щодо Нм + H, при ходиться нижчим за поплавець з більшою висотою якому досягається задане значення рівня рідини на відстані, рівному подвоєній різниці висот попН39 в ємність-технологічному об'єкті; лавців, а площа поперечного перерізу вертикальН39 - значення заданого рівня в місткості 10, ної частини коромисла, на якій закріплений попладосягши якого ареометричні ваги врівноважуютьвець з меншою висотою, розраховується на основі ся, а вихідний сигнал перетворювача 5 стає рівним співвідношення 0. Sк Умова рівноваги після перетворення рівняння 0,15 0,20 , S к 0,15 0,20 S n (1) має вигляд Sn hSn = ( H + h)Sк, (2) Схема пропонованого регулятора рівня предЗ (2) витікає, що у будь-якому випадку можуть ставлена Фіг.1. бути вибрані такі значення площ поперечного пеРегулятор містить поплавці 1 і 2 з однаковими рерізу поплавців і вертикальної частини коромисдіаметрами, другий з яких має висоту Нм і менший ла, на якому закріплений поплавець 2, при яких об'єм, перший висоту Нб = Нм + Н і більший об'єм, забезпечується рівноважне положення (при задазакріплених на коромислі 3, що має горизонтальному рівні Н39 рідини в місткості 10) ареометричний і дві вертикальні ділянки, встановленому на них вагів. Завдяки цьому площа поперечного пеосі 4, вихідний перетворювач 5, фазочутливий рерізу поплавців 1 і 2 може бути вибрана підсилювач 6, реверсивний двигун 7, регулюючий мінімальною, але достатньої для забезпечення орган 8, встановлений на живлячому трубопроводі заданої чутливості вагів до зміни рівня рідини в 9, через який регульоване середовище подається місткості 10, а площа поперечного перерізу вертив ємність-технологічний об'єкт 10. кальної частини коромисла, виходячи з мінімальРобота пропонованого регулятора здійснюєтьної висоти Нм поплавця 2. ся таким чином. Відповідно до вищесказаного габарити поплаАреометричні ваги настроєні так, щоб при завців пропонованого регулятора зменшені в 2,5-3,0 даному рівні Н39 ваги знаходилися в рівновазі, а разу (в порівнянні з прототипом), а чутливість його вихідний сигнал перетворювача 5 був рівний 0. ареометричних вагів підвищена (за рахунок мініміЯкщо рівень рідини в місткості 10 менше за Н39 зації на вісь обертання навантаження) в межах (наприклад, поплавець 2 із заввишки Нм частково 1,35-1,5 разу (залежно від вибору елементів, що занурений в рідину), то виштовхуюча сила, що діє забезпечують поворот коромисла). на поплавець 2 за ту, що більше виштовхує сили, Джерела інформації: що діє на поплавець 1 (із заввишки Нб = Нм + Н), 1. Шкатов Е.Ф., Шувалов В.А. Основи автомаунаслідок чого коромисло 3 повернене проти готизації технологічних процесів хімічних виробдинникової стрілки, а перетворювач 5 формує сигництв. - М.: Хімія, 1988. - 304 с. нал, що управляє, фаза якого «настроює» систему 2. А.С. 216972 CPCP, МКИ 42Е 31/01 G01Г. регулювання на відкриття регулюючого органу. Опубл. в бюл. №16 (15). 1958 Регулятор рівня. Сигнал, що управляє, посилюється у фазочутливому підсилювачі 6, приводить в дію реверсивний 5 Комп’ютерна верстка М. Мацело 18869 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601