Пристрій для сигналізації рівня дисперсних середовищ і швидкості розшаровування їх рідкої і твердої фаз

Пристрій для сигналізації рівня дисперсних середовищ і швидкості розшаровування їх рідкої і твердої фаз, що містить два буйки, що мають різну висоту, індикатори сил і вимірювальну схему, який відрізняється тим, що буйки складаються з конічних і циліндрових частин, циліндрові частини буйків мають різні висоти, але рівні об'єми, встановлені в ємності так, що межі з'єднання конічних і циліндрових частин буйків знаходяться на одній горизонталі з сигналізованим рівнем дисперсного середовища, індикатори виштовхуючих сил буйків сполучені з мікропроцесором, що виконує функції сигналізації верхнього граничного рівня дисперс U 2 (19) 1 3 Даний рівнемір може вимірювати рівень рідких середовищ із змінною щільністю і здійснювати сигналізацію верхнього граничного рівня у індикатора сигналізуючого пристрою. Його недоліком є залежність свідчень від розшаровування дисперсних середовищ (куль, суспензій, шламів), він реагує на розшаровування, що було встановлене в процесі математичного моделювання, як на зміну рівня середовища в ємкості. При цьому даний рівнемір не володіє здатністю оцінити ступінь розшаровування фаз дисперсного середовища, щоб внести відповідне коректування до результатів вимірювання рівня середовища в ємкості, що вносить до вказаних результатів значну додаткову погрішність. Технічним завданням корисній моделі є створення пристрою, який забезпечує одночасно сигналізацію граничного рівня дисперсного середовища, що складається з рідкої і твердої фаз, в ємкості і що вимірює швидкість і час закінчення розшаровування складених фаз. Поставлена задача вирішується наступним чином: пристрій для сигналізації рівня дисперсних середовищ і швидкості розшаровування їх рідкої і твердої фаз, що містить два буйка, що мають різну висоту, індикатори сил, і вимірювальну схему, що відрізняється тим, що буйки складаються з конічних і циліндрових частин, циліндрові частини буйків мають різні висоти, але рівні об'єми, встановлені в ємкості так, що межі з'єднання конічних і циліндрових частин буйків знаходяться на одній горизонталі з сигналізуємим рівнем дисперсного середовища, індикатори виштовхуючих сил буйків сполучені з мікропроцесором, що виконує функції сигналізації верхнього граничного рівня дисперсного середовища в ємкості, відключення подачі середовища в ємність досягши граничного рівня і вимірювання швидкості розшаровування її рідкої і твердої фаз з представленням результату вимірювання у вигляді графіка, на якому виділені значення 1н-Тn-1к, де 1н - координата, що характеризує стан дисперсного середовища до розшаровування її твердої і рідкої фаз (при максимальній щільності дисперсного середовища); Тn - координата, що характеризує точку перегину графіка і час виходу твердої фази за межу рівня занурення Н1 в середу буйка з меншою висотою циліндрової частини і великим діаметром; 1к - координата, що характеризує вихід твердої фази за рівень занурення Н2 в середу буйка з більшою висотою і меншим діаметром, коли буйки занурені тільки в рідку фазу дисперсного середовища і на буйки діє щільність рідкої фази, меншій щільності дисперсного середовища; Тр - час повного розшаровування складених фаз дисперсного середовища, коли тверда фаза осідає за межу рівня занурення в середу поплавця з більшою висотою і меншим діаметром. Пристрій для сигналізації граничного рівня дисперсних середовищ і вимірювання швидкості розшаровування їх рідкої і твердої фаз (Фіг.1) містить буйки 1 і 2, що складаються з циліндрової і конічних частин, що мають відповідно різні діаметри D1 і D2, висоти Н1 і Н2 і рівні об'єми циліндрових частин, індикатори 44423 4 сил 3 і 4, перший з яких вимірюють виштовхуючу силу, що діє на буйок 1, другий - на буйок 2 і мікропроцесор 5. При цьому буйки встановлені в ємкості 9 так, що межі з'єднання конічних і циліндрових частин буйків знаходяться на одному рівні, співпадаючим з граничним рівнем дисперсного середовища в ємкості. Буйок 1 сполучений з індикатором сили З за допомогою штока б, а буйок 2 з індикатором сили 4 за допомогою штока 7. Індикатори сили 3 і 4 встановлені на загальній платформі 8 і підключені до мікропроцесора 5. Мікропроцесор запрограмований на виконання сигналізації граничного верхнього рівня дисперсного середовища в ємкості 9, на вимірювання швидкості розшаровування її рідкої і твердої фаз і на відключення подачі дисперсного середовища в ємність досягши граничного верхнього рівня. Буйки мають конічну частину з метою запобігання осіданню на їх поверхню частинок твердої фази, що спостерігалося при виконанні буйків у вигляді циліндрів, коли рівень дисперсного середовища, після відключення її подачі в ємність перевищував граничний рівень на 1-1,5мм. Робота пристрою для сигналізації граничного рівня дисперсних середовищ і вимірювання швидкості розшаровування їх рідкої і твердої фаз таким чином. Дисперсне середовище подається в ємність 9 до тих пір, поки її рівень не досягає відмітки Н, з якою співпадають межі з'єднання конічних і циліндрових частин буйків 1 і 2. При цьому на буйки діють рівні виштовхуючі сили, вимірювані індикаторами сил 3 і 4, оскільки об'єми циліндрових частин буйків рівні. Досягши рівності виштовхуючих сил, мікропроцесор 5 здійснює сигналізацію граничного верхнього рівня дисперсного середовища в ємкості і відключає подачу середовища в ємність. У статичному стані тверда фаза осідає в рідкій, унаслідок чого відбувається їх розшаровування, в результаті якого утворюється межа між рідкою і твердою фазами, - межа розділу фаз, яка в процесі розшаровування фаз руху в напрямі зверху вниз. Оскільки тверда фаза має велику щільність, чим рідка, то в процесі її осідання, у верхній зоні ємкості щільність середовища зменшується і цей процес, який контролюється буйками 1 і 2 продовжується до тих пір, поки межа розділу рідкої і твердої фаз не опуститься нижче за рівень Н2, - глибини занурення в середу циліндрової частини буйка з меншим діаметром D2. В цьому випадку на буйки 1 і 2 діятимуть виштовхуючі сили, що створюються тільки рідкою фазою, унаслідок чого ці сили будуть рівними. Мікропроцесор, процес розшаровування фаз дисперсного середовища, що відображає графічно, на дисплеї представляє графік вказаного процесу (Фіг.2). Рівні значення першої і другої координат 1н і 1к на графіці пояснюються тим, що при рівномірному розподілі твердої фази в рідкій щільність дисперсного середовища в зоні розміщення буйків 1 і 2 однакова, унаслідок чого на буйки діють рівні виштовхуючі сили, а їх приватне рівне одиниці. Після осідання твердої фази нижче за рівень Н2 на буйки 1 і 2 діє виштовхуюча сила створювана тільки рідкою фазою, щільність якої в зонах розташуван 5 44423 ня буйків 1 і 2 однакова, що забезпечує відображення на графіці мікропроцесором 5 результату їх приватного, рівного одиниці. У проміжку між 1н і 1к щільністю контрольованого середовища при осіданні твердої фази в рідкій безперервно зменшується і за час t1 тверда фаза досягає глибини занурення Н1 в середу буйка з великим діаметром D1, далі щільність середовища продовжує зменшуватися і за проміжок часу t2 межа розділу рідкої і твердої фаз досягає глибини занурення Н2 буйка з меншим діаметром D2. Графік розшаровування рідкої і твердої фаз дисперсного середовища представлений на Фіг.2. З графіка видно, що повне розшаровування рідкої і твердої фаз дисперсного середовища у межах контролю - глибини занурення Н2 буйка з меншим діаметром D2 відбувається за час Тр, унаслідок чого швидкість розшаровування може бути визначена по формулі Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 Η2 Τp При необхідності прискорення процесу отримання результатів вимірювання швидкості і часу розшаровування рідкої і твердої фаз, можна використовувати формулу Η υp ≈ 1 t1 де t1 - час розшаровування рідкої і твердої фаз дисперсного середовища в межах глибини занурення Н2 буйка з великим діаметром D2. Джерела інформації: 1. Авторське свідотство №620824 "Чутливий елемент датчика рівня жидких середовищ". Опубліковано 25.06.78. Бюл. №31. М. G01F23/06 G05D9/00 УДК 681.128.3 (088.8). 2. Авторське свідоцтво №669199 "Рівномір". Опубліковано 25.06.79. Бюл. №23/06 УДК 681.128.3(088.8). υp = Підписне Тираж 28 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