ДАТЧИК ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ И УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В ЕМКОСТЯХ

Полезная модель относится к нефтехимической и газовой промышленности и может быть использована для измерения жидкости и предельного давления газа в емкости.
Из патентной литературы известно устройство для измерения пульсации давления потока в гидротехнических сооружениях, содержащее мембрану, связанную с сердечником, перемещаемым по оси катушки индуктивного преобразователя, нижний сердечник для начальной балансировки электрической схемы датчика, а также сильфон, герметично укрепленный на вкладной детали и электромагниты для перемещения площадок вдоль направляющее см. а.с. СССР №183444 кл. G01F 23/00).
Такое устройство сложно в изготовлении и не может обеспечить показания уровня и давления.
Наиболее близким из известных технических решений является выбранный в качестве прототипа датчик избыточного давления и уровня жидкости в емкостях включающий размещенную в перфорированной трубке внутреннюю герметичную трубку, ферромагнитные катушки индуктивности, расположенную в кольцевом зазоре между трубками с охватом внутренней герметичной трубки и взаимодействующую с ферромагнитными катушками индуктивности поплавковую систему(см. А.С. СССР №1118865, кл. G01F 23/10, 82 г.)
Недостатком известного технического решения является невозможность измерения жидкости и предельного давления газа при применении жидкости разной плотности, скоростного заполнения емкости с поддержанием заданного давления, т.к. при этом возникают пульсации и вибрации, внезапные удары, что увеличивает нагрузку на катушки индуктивности с которыми взаимодействует поплавковая система, в связи с чем показания датчика недостоверны.
Задачей на которое направлено данное техническое решение является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом предложенного решения является повышение надежности, в том числе и достоверности показаний датчика избыточного давления и уровня жидкости в емкостях, заключающимся в применении жидкости разной плотности и разного заданного предельного давления, скоростного заполнения емкости с поддержанием заданного давления.
Указанный технический результат достигается тем, что датчик избыточного давления и уровня жидкости в емкостях, включающий размещенную в перфорированной трубке внутреннюю герметичную трубку, ферромагнитные катушки индуктивности, расположенную в кольцевом зазоре между трубками с охватом внутренней герметичной трубки и взаимодействующую с ферромагнитными катушками индуктивности поплавковую систему, снабжен амортизаторами, между которыми установлена поплавковая система, выполненная в виде верхнего и нижнего блоков с цилиндрическими корпусами, где в верхнем и нижнем блоках с внутренней стороны корпусов установлены ферритовые кольца, верхний блок с наружной стороны выполнен с направляющими торцами и с несжимаемым объемом, а нижний с дисковыми направляющими торцами и прикрепленным к одному из них регулировочным грузом, и установленным между упомянутыми торцами сжимаемым герметичным объемом выполненным в виде наружного и внутреннего сильфонов.
Техническая сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид.
Датчик избыточного давления и уровня жидкости в емкостях, включает размещенную в перфорированной трубке 1 внутреннюю герметичную трубку 2, ферромагнитные катушки индуктивности 3, кабели от которых выведены на разъем 4, расположенную в кольцевом зазоре между трубками 1 и 2 с охватом внутренней герметичной трубки 2 и взаимодействующую с ферромагнитными катушками индуктивности 3 поплавковую систему, амортизаторы 5, между которыми установлена поплавковая система, выполненная в виде верхнего 6 и нижнего 7 блоков с цилиндрическими корпусами 8, где в верхнем 6 и нижнем 7 блоках с внутренней стороны корпусов установлены ферритовые кольца 9, верхний блок 6 с наружной стороны выполнен с направляющими торцами 10 и с несжимаемым объемом 11, а нижний 7 - с дисковыми направляющими торцами 12 и прикрепленным к одному из них регулировочным грузом 13, и установленным между упомянутыми торцами сжимаемым герметичным объемом 14, выполненным в виде наружного 15 и внутреннего 16 сильфонов.
Работа датчика осуществляется следующим образом:
В исходном состоянии датчик установлен на емкости (на чертеже не показано).Через разъем 4 осуществляется подключение катушек 3 к источнику питания и к измерительному блоку(на чертеже не показан), затем осуществляется заполнение емкости, при этом, если давление в емкости в норме, поплавковая система перемещается по трубке 2, блоки 6 и 7 всплывают совместно, находясь направляющими торцами цилиндрических корпусов в контакте с трубкой 1. (т.к. предварительно было произведено тарирование жидкости по плотности грузом 13). При этом ферритовые кольца 9 цилиндрических корпусов 8 скользя и проходя через электрические поля катушек индуктивности 3 изменяют реактивное и полное их сопротивление, что фиксируется измерительным блоком.
Вследствие вскипания жидкости (особенно низкокипящей0 возрастает давление в емкости, достигая предельного, тогда сжимаемый объем 14, состоящий из сильфонов 15 и 16 уменьшается, плотность увеличивается (вес на единицу объема увеличивается)
ρ=M/V
где,
ρ - плотность
M - масса нижнего блока
V - объем
Нижний блок 7 теряет плавучесть и начинает отставать от верхнего блока 6, что фиксируется на измерительном блоке, от которого выдается команда на открытие предохранительного клапана для сброса давления до достижения заданного давления. Плавучесть нижнего блока 7 восстанавливается, он всплывает до верхнего 6, что фиксируется на измерительном блоке и выдается команда на закрытие предохранительного клапана. При этом верхний блок всегда на плаву и показывает уровень жидкости, т.к. его несжимаемый объем 11 подобран таким образом, что всегда имеет положительную плавучесть. В случае сброса жидкости из емкости или непредвидимого удара перемещение блоков смягчается амортизаторами 5. При перемещении блоков поплавковой системы при возникающих вибрациях, пульсациях, скоростного заполнения емкости внезапных ударах, нагрузка на ферритовые кольца и соответственно на катушки индуктивности с которыми взаимодействует поплавковая система, не передается, в связи с чем показания датчика достоверны.
Т.е. благодаря такому выполнению датчика обеспечивается поставленный технический результат, а именно: повышение надежности, в том числе и достоверности показаний датчика избыточного давления и уровня жидкости в емкостях, заключающимся в применении жидкости разной плотности и разного заданного предельного давления, скоростного заполнения емкости с поддержанием заданного давления.