Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Рівнемір для рідини, що містить камеру з двома мембранами, вмонтованими в стінки камери на різній висоті і з'єднаними між собою за допомогою П-подібного коромисла, що обертається на осі, диференційно-трансформаторний датчик, плунжер якого жорстко з'єднаний з коромислом, слідкуючу систему - електропривод і вимірювальний прилад, який відрізняється тим, що мембрани мають однакову ефективну площу, плечі П-подібного коромисла мають різну довжину l1 та l2 (l1>l2), на кінці більшого плеча П-подібного коромисла жорстко встановлена у вертикальному положенні консоль, плунжер диференційно-трансформаторного датчика і його котушка встановлені відповідно на консолі і всередині жолобоподібної направляючої з прямими бортами з можливістю переміщення і закріплення в заданому положенні, а довжини плечей коромисла відповідно l1 та l2 і консолі lк в напрямку знизу вгору пов'язані співвідношенням 1:(1,5-2,0):(1-2).

Текст

Реферат: Рівнемір для рідини містить камеру з двома мембранами, вмонтованими в стінки камери на різній висоті і з'єднаними між собою за допомогою П-подібного коромисла, що обертається на осі, диференційно-трансформаторний датчик, плунжер якого жорстко з'єднаний з коромислом, слідкуючу систему - електропривод і вимірювальний прилад. Мембрани мають однакову ефективну площу, плечі П-подібного коромисла мають різну довжину l1 та l2 (l1>l2), на кінці більшого плеча П-подібного коромисла жорстко встановлена у вертикальному положенні консоль, плунжер диференційно-трансформаторного датчика і його котушка встановлені відповідно на консолі і всередині жолобоподібної направляючої з прямими бортами з можливістю переміщення і закріплення в заданому положенні, а довжини плечей коромисла відповідно l1 та l2 і консолі lк в напрямку знизу вгору пов'язані співвідношенням 1:(1,5-2,0):(1-2). UA 91430 U (54) РІВНЕМІР ДЛЯ РІДИНИ UA 91430 U UA 91430 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана на підприємствах різних галузей промисловості, в об'єктах яких необхідно вимірювати рівень рідких середовищ з постійною і змінною щільністю з мінімальною похибкою. Відомий гідростатичний рівнемір, що містить два пристрої відбору тиску мембранного типу, встановлені на фіксованих висотах стовпа рідини в контрольованому резервуарі, два перетворювачі та електричну вимірювальну схему, яка здійснює обчислювальну операцію [1]. Недоліками відомого рівнеміра є необхідність врізання в стінки об'єкту з рідиною мембран, складність настройки приладу на різні верхні граничні значення вимірюваного рівня, залежність результатів вимірювання при значних змінах щільності контрольованої рідини. Найбільш близьким за технічною суттю і досягуваному результату є рівнемір для рідини (вибраний як прототип), що містить камеру з двома різновеликими мембранами, вмонтованими в стінку камери, встановленими на П-подібному рівноплечому важелі, закріпленому на поворотній осі, диференційно-трансформаторний датчик, плунжер якого за допомогою штока жорстко з'єднаний з поворотною (як випливає з креслення) віссю, підсилювач, реверсивний двигун, редуктор з шестірнею, рейку, шкалу з покажчиком і датчик вихідного сигналу [2]. Перевагами прототипу є відсутність необхідності врізання мембран в стінки ємності з контрольованим середовищем, простота конструкції і виключення залежності результатів вимірювання рівня від зміни щільності контрольованої рідини в будь-яких межах. Недоліками прототипу є: - недостатня чутливість рівнеміра до зміни рівня внаслідок того, що мембрани мають різну ефективну площу (менша мембрана має меншу чутливість до зміни тиску стовпа рідини); - неефективний вибір зони установки плунжера диференційно-трансформаторного датчика (плунжер переміщається тільки за рахунок повороту осі), що істотно зменшує чутливість рівнеміра до зміни рівня контрольованої рідини; - відсутність можливості зменшення порогу чутливості рівнеміра і вибору його оптимальної чутливості внаслідок жорсткої прив'язки плунжера до осі, на якій закріплений П-подібний важіль. Задачею корисної моделі є усунення недоліків прототипу при обов'язковому збереженні його переваг. Зазначена задача вирішується за рахунок того, що прототип містить камеру з двома різновеликими мембранами, вмонтованими в стінку камери, встановленими на П-подібному рівноплечому важелі, закріпленому на поворотній осі, диференційно-трансформаторний датчик, плунжер якого за допомогою штока жорстко з'єднаний з поворотною (як випливає з креслення) віссю, підсилювач, реверсивний двигун, редуктор з шестірнею, рейку, шкалу з покажчиком і датчик вихідного сигналу, внаслідок чого мають місце: недостатня чутливість до зміни рівня рідини, нерівноцінна реакція мембран на зміну рівня контрольованої рідини, відсутність можливості зменшення порогу чутливості і вибору оптимальної його величини, а відповідно до корисної моделі мембрани мають однакову ефективну площу, плечі П-подібного коромисла мають різну довжину l1 та l2 (l1>l2), на кінці більшого плеча П-подібного коромисла жорстко встановлена у вертикальному положенні консоль, плунжер диференційно-трансформаторного датчика і його котушка встановлені відповідно на консолі і всередині жолобоподібної направляючої з прямими бортами з можливістю переміщення і закріплення в заданому положенні, а довжини плечей коромисла відповідно l1 та l2 і консолі lк в напрямку знизу вгору пов'язані співвідношенням 1:(1,5-2,0):(1-2). Схема пропонованого рівнеміра для рідини наведена на кресленні. Пропонований рівнемір для рідини містить корпус 1, мембрани 2, 3 вмонтовані в стінку корпусу 1, жорсткі центри яких відповідно 4 і 5 з'єднані П-подібним рівноплечим коромислом 6 з плечима l1 та l2 (l1>l2), встановленому на поворотній осі 7 за допомогою фігурного кронштейна 8, консоль 9, закріплену на верхньому кінці більшого плеча l 1, диференційно-трансформаторний датчик, що складається з плунжера 10 і котушки 13, плунжер 10, який встановлено за допомогою втулки 11 на консолі 9 з можливістю переміщення по консолі і закріплення на ній затискним пристроєм 12, а котушка 13 встановлена з можливістю переміщення у вертикальному напрямку всередині жолобоподібної (з прямими бортами) направляючої 14 і закріплення на ньому стопором 15, мікропроцесорний блок 16, реверсивний двигун 17, вал якого 18 з'єднаний з валом 19 перетворювального пристрою 20 обертового руху в поступовий, шток якого 21 переміщається у вертикальному напрямку, монтажні пластини 22, 23, за допомогою яких шток 21 кріпиться до корпусу камери 1, перетворювач 24 лінійного переміщення в уніфікований струмовий сигнал і вторинний прилад 25 зі шкалою, яка проградуйована в одиницях виміру рівня з вбудованими блоками сигналізації та регулювання. Робота пропонованого рівнеміра здійснюється наступним чином. 1 UA 91430 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корпус 1 рівнеміра поринає у контрольовану рідину (що знаходиться в технологічному об'єкті) на глибину Нс, при якій верхня мембрана 2 з жорстким центром 4 занурена в рідину на глибину Н1, а нижня мембрана 3 з жорстким центром 5 занурена в рідину на глибину Н 2. Так як жорсткі центри 3 та 5 мембран з'єднані П-подібним коромислом 6, встановленим на осі 7 за допомогою фігурного кронштейна 8, а плечі верхнього і нижнього коромисла мають відповідно довжину l1 та l2 (l1>l2), то П-подібне коромисло 6 буде перебувати у вертикальному положенні (рівноважне положення), коли діючі на мембрани 2 і 3 тиску P1 і Р2 рівні. У розглянутому випадку справедливо Р1=Р2; Р1=S1H1l1pg; P2=S2H2l2pg і при S1=S2 справедливо H1l1=Н2l2 або Н1/Н2=l1/l2 (1) При виконанні умови (1) плунжер 10 диференційно-трансформаторного датчика, встановлений на консолі 9 за допомогою втулки 11 і затискного пристрою 12, перебуватиме на нейтралі котушки 13, а вихідний сигнал диференційно-трансформаторного датчика дорівнює 0. Якщо рівень рідини в технологічному об'єкті збільшиться на Н, то буде мати місце (Н1+Н)/(Н2+Н)l1/l2, так як (Н1+Н)/Н1(Н2+Н) і (Н1+Н)/(Н2+Н)H1/H2, (2) тому П-подібний важіль 6 повернеться на осі 7 за годинниковою стрілкою, плунжер 10 переміститься в напрямку справа наліво, при цьому його переміщення посилюється загальною довжиною плеча l1 коромисла і відстанню lк консолі 9. У котушці 13 виникає сигнал розбалансу (з фазою, відповідної збільшенню рівня рідини на Н), який надходить на вхід мікропроцесорного блока 16, де посилюється і призводить в дію реверсивний двигун 17, вал якого 18 з'єднаний з валом 19 перетворювального пристрою 20 обертового руху в поступальний. При цьому переміщається в напрямку знизу вгору шток 21 перетворювального пристрою 20, піднімаючи вгору корпус 1 рівнеміра. Підйом відбувається до тих пір, поки не встановиться рівність (1) Н1/Н2=l1/l2. Переміщення штока визначається вимірювальним перетворювачем лінійного переміщення 24 в уніфікований струмовий сигнал, який надходить на вхід вторинного приладу 25 зі шкалою, яка проградуйована в одиницях виміру рівня. При зменшенні рівня рідини в об'єкті має місце (Н1-Н)/(Н2+Н)l1/l2 (3) і плунжер (10) відхилиться в протилежну від нейтралі котушки сторону. У котушці виникне сигнал розбалансу протилежної (по відношенню до першого відхиленню) фази. Після посилення в мікропроцесорному блоці 16 сигнал приводить в дію реверсивний двигун 17, що забезпечує переміщення штока 21 перетворюючого пристрою 20 в напрямку знизу вгору - до підйому корпусу 1 до забезпечення рівності Н1/Н2= l1/l2, при досягненні якого вторинний прилад 25 фіксує рівень рідкого середовища в об'єкті. При цьому результати вимірювання рівня рідини в об'єкті не залежать від її щільності, яка може змінюватися в практично будь-яких межах. Наявність в корпусі вторинного приладу дозволяє не тільки вимірювати, але і здійснювати сигналізацію граничного рівня і його регулювання - підтримання на заданому значенні. У порівнянні з прототипом пропонований рівнемір для рідини має наступні переваги: - забезпечує можливість використання в конструкції рівнеміра рівновеликих мембран, що створює умови для рівноцінності їх реакції на зміну рівня рідини в технологічному об'єкті; - зменшується поріг чутливості, що забезпечується установкою плунжера на консолі, закріпленої на кінці більшого плеча П-подібного коромисла і призводить одночасно і до підвищення його чутливості, і до зменшення погрішності вимірювання; - забезпечується можливість вибору оптимального порогу чутливості рівнеміра за рахунок можливості переміщення і закріплення плунжера і котушки диференціального датчика в вертикальному напрямку, розширюється область його використання. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР № 239598, G01F23/14, 09.06.1965. 2. Авторське свідоцтвоСРСР № 257792, G01F23/00, 20.11.1969. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Рівнемір для рідини, що містить камеру з двома мембранами, вмонтованими в стінки камери на різній висоті і з'єднаними між собою за допомогою П-подібного коромисла, що обертається на осі, диференційно-трансформаторний датчик, плунжер якого жорстко з'єднаний з коромислом, слідкуючу систему - електропривод і вимірювальний прилад, який відрізняється тим, що мембрани мають однакову ефективну площу, плечі П-подібного коромисла мають різну довжину l1 та l2 (l1>l2), на кінці більшого плеча П-подібного коромисла жорстко встановлена у вертикальному положенні консоль, плунжер диференційно-трансформаторного датчика і його 2 UA 91430 U котушка встановлені відповідно на консолі і всередині жолобоподібної направляючої з прямими бортами з можливістю переміщення і закріплення в заданому положенні, а довжини плечей коромисла відповідно l1 та l2 і консолі lк в напрямку знизу вгору пов'язані співвідношенням 1:(1,52,0):(1-2). Комп’ютерна верстка В. 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

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Dubovets Oleksii Mykolaiovych, Lytvynenko Ihor Ivanovych, Podustov Mykhailo Oleksiiovych

Автори російською

Дубовец Алексей Николаевич, Литвиненко Игорь Иванович, Подустов Михаил Алексеевич

МПК / Мітки

МПК: G01F 23/00

Мітки: рівнемір, рідини

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-91430-rivnemir-dlya-ridini.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Рівнемір для рідини</a>

Подібні патенти