Відцентровий регулятор рівня

Реферат: UA 84360 U UA 84360 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до засобів регулювання й сигналізації рівня рідких середовищ і може знайти широке застосування в хімічній, будівельній, харчовій і інших галузях промисловості. Відомий регулятор рівня рідких середовищ, що складається із двигуна з м'якою характеристикою, на валу якого закріплений чутливий елемент у вигляді крильчатки, датчика числа оборотів і вимірювального приладу із вбудованим позиційним регулятором [1]. Недоліками даного регулятора є залежність погрішності регулювання від щільності й в'язкості контрольованих рідких середовищ, можливість налипання рідких середовищ на лопаті крильчатки, внаслідок чого змінюється її чутливість до зміни рівня контрольованого середовища, при використанні на рідких середовищах необхідно суттєво збільшувати розміри крильчатки - площа стикання крильчатки з контрольованим середовищем. Найбільш близьким аналогом, пропонованого відцентрового регулятора рівня, є відцентровий регулятор рівня, що містить чутливий елемент (зрізаний конус), установлений за допомогою кронштейнів на валу синхронного двигуна, вимірювальне обладнання, що складається із пластини, установленої на осі, кронштейна, демпфіруючих пружин, і індуктивний датчик, вихідний сигнал якого сприймається системою керування рівня рідкого середовища в об'єкті [2]. Недоліками даного відцентрового регулятора є: наявність контакту пластини вимірювального обладнання з контрольованим середовищем і зміна в результаті цього її ваги при налипанні на поверхню пластини рідких середовищ із підвищеною здатністю до адгезії, залежність результатів контролю й регулювання від в'язкості контрольованого середовища - при збільшенні в'язкості рідке середовище після відриву від поверхні конуса має меншу швидкість і впливає на пластину вимірювального обладнання, залежність результатів виміру від щільності контрольованого середовища - при зменшенні щільності зменшується динамічний тиск рідкого середовища, що впливає на пластину вимірювального обладнання. В основу корисної моделі поставлена задача мінімізації негативного впливу недоліків конструкції найближчого аналога: виключення залежності результатів виміру й регулювання рівня рідкого середовища в об'єкті від щільності й в'язкості контрольованого середовища й зменшення погрішності регулювання від налипання контрольованого середовища на елементи вимірювального обладнання. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому відцентровому регуляторі рівня (найближчому аналозі), що містить чутливий елемент (перевернений порожистий зрізаний конус), установлений за допомогою кронштейнів на валу двигуна, вимірювальне обладнання, що складається з вертикальної пластини, установленої на осі й демпфіруючих пружин, і індуктивний перетворювач, що приводить до залежності результатів регулювання від щільності, в'язкості й здатності до налипання рідких середовищ на контактуючі з ними елементи вимірювального обладнання, змінюючи їх початкові (метрологічні) характеристики, відповідно до корисної моделі, на підставі порожнистого зрізаного конуса закріплений по всьому периметру в горизонтальному положенні направляючий фланець, на горизонтальній частині кронштейна, що з'єднує вал двигуна із внутрішньою поверхнею зрізаного конуса встановлений над направляючим фланцем відбивач, виконаний у вигляді переверненої тарілки, а як вимірювальне обладнання використана система, що складається із джерела спрямованого світла, установленого під направляючим фланцем, і фотоелемента, при цьому: - ширина направляючого фланця ВФ рівна ВФ = (0,10-0,12)RУК, де RУК - радіус підстави зрізаного конуса, - радіус відбивача RВ дорівнює зовнішньому радіусу направляючого фланця RВ = RУК + 2ВФ = RЗВ, - відстань h між направляючим фланцем і плоским відбивачем перебуває в межах h = (2,53,5) мм На фіг. 1 представлена схема пропонованого відцентрового регулятора рівня, на фіг. 2 показаний вид по АА. Регулятор містить чутливий елемент 1, виконаний у вигляді порожнистого переверненого конуса із закріпленим на його підставі по всьому периметру в горизонтальному положенні направляючого фланця 2, відбивач 3, виконаний у вигляді переверненої тарілки й закріплений на горизонтальних ділянках кронштейнів 4 так, щоб зазор h між направляючим фланцем 2 і відбивачем 3 перебував у межах (2,5-3,5) мм і зменшувався в межах ширини направляючого фланця від 3,5 до 2,5 мм, двигун 5, на валу якого 6, за допомогою фігурних кронштейнів 4 закріплений зрізаний конус 1, джерела спрямованого світла 7, установленого під направляючим фланцем 2, фотоелемента 8, перетворювача 9, що перетворить вихідний сигнал фотоелемента 1 UA 84360 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 в уніфікований сигнал постійного струму, що надходить на вхід системи керування (виконуючої функції регулювання й сигналізації). При цьому радіус підстави зрізаного конуса RУК дорівнює внутрішньому радіусу RBH направляючого фланця, а його зовнішній радіус R3B дорівнює радіусу RB відбивача. Робота регулятора здійснюється в такий спосіб. Чутливий елемент (перевернений порожнистий зрізаний конус) 1 установлюється на висоті, що забезпечує контроль (регулювання й сигналізацію) заданого рівня Н рідкого середовища. За допомогою двигуна 5 чутливий елемент приводиться в обертання з постійною швидкістю. При відсутності рідкого середовища в об'єкті (на фіг. 1 не показаний) спрямований потік світла джерела 7 попадає на фотоелемент 8, що виробляє максимальний сигнал, який надходить на вхід системи керування (регулювання, сигналізації), яка включає подачу рідкого середовища в технологічний об'єкт. Через деякий проміжок часу рідке середовище досягає рівня Н, при якому забезпечується постійний контакт рідкого середовища з обертовим зрізаним конусом 1. При заглибленні зрізаного конуса 1 на 2-3 мм рідке середовище прискорено піднімається по його внутрішній поверхні й, злітаючи з неї під дією відцентрової сили у вигляді крапель, попадає в простір між направляючим фланцем 3 і обмежником 4. У зазначеному просторі краплі укрупнюються, збільшуючи щільність рідинної маси, яка рухається між джерелом спрямованого світла 7 і фотоелементом 8, послабляючи світловий потік, що надходить на фотоелемент. Ослаблення світлового потоку у фотоелементі 8 приводить до зменшення значення сигналу, що надходить на вхід системи керування (регулювання й сигналізації), яка включає обладнання сигналізації й відключає подачу рідкого середовища в технологічний об'єкт. Якщо в процесі використання рідкого середовища з об'єкта її рівень зменшується, то фотоелемент 8 буде сприймати неослаблений світловий потік джерела спрямованого світла 7, що приведе до включення системою керування подачі рідкого середовища в об'єкт і до збільшення її рівня Н у об'єкті. Уведення в конструкцію відцентрового регулятора направляючого фланця 2 і обмежника 3, виконаного у вигляді переверненої тарілки, їх установка відносно один одного так, що в просторі між дисковим обмежником і відбивачем відстань рівномірно зменшується від 3,5 до 2,5 мм, мінімізує утворення бризок, збільшує щільність потоку рідкого середовища на виході із простору між направляючим фланцем і обмежником і збільшення різниці світлового потоку, що надходить на фотоелемент при відсутності й наявності між джерелом спрямованого світла 7 і фотоелементом 8 тонкошарового потоку рідкого середовища. Таким чином, пропонований регулятор у порівнянні із найближчим аналогом має наступні переваги: виключається контакт вимірювального пристрою з контрольованим рідким середовищем і її негативний вплив на метрологічні характеристики регулятора; збільшується щільність потоку рідкого середовища, що випливає, внаслідок установки направляючого фланця й обмежника, із простору між ними; мінімізується погрішність регулювання сигналізації від зміни щільності й в'язкості рідкого середовища. Джерела інформації: 1. Гуревич С.Л., Кипнис А.Б., Стороженко Ю.І., Айзенберг Л.Г. Технологічні виміри й контрольно-вимірювальні прилади в легкій промисловості. Видавництво "Легка індустрія", 1968, стор. 146-147. 2. Авторське свідоцтво СРСР № 280907. МПК G01f 23/00. Кл. 42е, 31/01. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Відцентровий регулятор рівня, що містить обертовий чутливий елемент, виконаний у вигляді переверненого порожнистого зрізаного конуса, двигун і вимірювальний пристрій, який відрізняється тим, що на підставі порожнистого зрізаного конуса закріплений у горизонтальному положенні направляючий фланець, на горизонтальній частині кронштейнів, що з'єднують вал двигуна із внутрішньою поверхнею зрізаного конуса, встановлений над направляючим фланцем відбивач, виконаний у вигляді переверненої тарілки, як вимірювальне обладнання використана система, що складається із джерела спрямованого світла, установленого під направляючим фланцем, і фотоелемента, при цьому: - ширина направляючого фланця ВФ рівна ВФ = (0,10-0,12)RЗК, де RЗК - радіус підстави зрізаного конуса, 2 UA 84360 U - радіус відбивача RВ дорівнює зовнішньому радіусу RЗВ направляючого фланця RВ = RЗК + 2ВФ = RЗВ, - відстань між направляючим фланцем й відбивачем перебуває в межах h = (2,5-3,5) мм з рівномірним зменшенням в межах ширини направляючого фланця від 3,5 до 2,5 мм. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3