SU1728723A1

SU1728723A1 - Automatic density meter

Info

Publication number: SU1728723A1
Application number: SU904805881A
Authority: SU
Inventors: Владимир Евгеньевич Закревский; Евгений Степанович Закревский
Original assignee: В.Е.Закревский и Е.С.Закревский
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1992-04-23

Abstract

Использование: пищева , химическа , нефт на и другие отрасли промышленности . Сущность изобретени : плотномер состоит из верхнего и нижнего мембранных блоков, заполненных эталонной жидкостью и соединенных трубкой, мембранного блока компенсации температуры и индукционной катушки с сердечником. ерхний мембранный блок выполнен из двух мембран и кулисы . Нижний мембранный блок содержит дифференциальный преодразователь.Кулиса соединена через дифференциальный преобразователь и штангу с сердечником .Индукционна катушка установлена в корпусе нижнего мембранного блока с возможностью перемещени и соединена с мембраной блока компенсации температуры . 1 з.п.ф-лы, 5 ил.Use: food, chemical, petroleum and other industries. SUMMARY OF THE INVENTION: A densitometer consists of an upper and lower membrane units filled with a reference liquid and connected by a tube, a membrane temperature compensation unit, and an induction coil with a core. Upper membrane unit is made of two membranes and backstage. The lower membrane unit contains a differential transducer. The rocker is connected through a differential transducer and a rod with a core. The induction coil is movably mounted in the housing of the lower membrane unit and connected to the membrane of the temperature compensation unit. 1 hp ff, 5 ill.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может примен тьс в системах автоматического контрол и управлени технологическими процессами в пищевой, химической, нефт ной промышленности и других отрасл х, где измер етс плотность жидкости и газа.The invention relates to a measuring technique and can be applied in systems of automatic control and management of technological processes in the food, chemical, petroleum industry and other sectors, where the density of a liquid and a gas is measured.

Известен плотномер дл измерени плотности газов, измерительна система которого состоит из стекл нного поплавка, заполненного эталонным газом и установленного на призмах.A density meter is known for measuring the density of gases, whose measurement system consists of a glass float filled with a reference gas and mounted on prisms.

Недостатки этого плотномера - ненадежна конструкци , отсутствие поправки на возникающие погрешности, чувствительность к вибраци м и колебани м потока контролируемого газа.The disadvantages of this densitometer are the unreliable design, the lack of correction for arising errors, sensitivity to vibrations and oscillations of the flow of the controlled gas.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс плотномер, состо щий из цилиндрического корпуса, в котором размещена измерительна система. Жидкость в корпус поступает и уходит из него в один и тот же трубопровод за счет разности давлений, создаваемой дросселем, установленным в технологическом трубопроводе. Измерительна система плотномера выполнена из двух мембранных блоков, полости которых соединены трубкой и заполнены эталонной жидкостью. Преобразователь перемещени мембраны в значение плотности находитс на крышке плотномера .Closest to the present invention is a densitometer consisting of a cylindrical body in which a measuring system is located. The liquid enters the body and leaves it in the same pipeline due to the pressure difference created by the choke installed in the process pipe. The measuring system of the densitometer is made of two membrane blocks, the cavities of which are connected by a tube and filled with a standard liquid. The membrane displacement transducer to the density value is located on the lid of the density meter.

Недостатком этого устройства вл етс невозможность измерени плотности сред, наход щихс под давлением и разрежениХ|The disadvantage of this device is the inability to measure the density of media under pressure and vacuum |

юYu

0000

XJXj

KD СОKD CO

ем, поскольку преобразователь находитс под атмосферным давлением.Since the transducer is under atmospheric pressure.

Целью изобретени вл етс повышение точности и расширение диапазона измерений .The aim of the invention is to improve the accuracy and the expansion of the measurement range.

На фиг. 1 показан плотномер, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.FIG. 1 shows the density meter, a general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig.

3- разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - плотномер , общий вид; на фиг. 5 - узел I на фиг. 4.3- section BB in FIG. one; in fig. 4 - density meter, general view; in fig. 5 shows the node I in FIG. four.

Автоматический плотномер состоит из двух мембранных блоков: верхнего разделительного и нижнего измерительного. Разделительный блок состоит из корпуса 1, в котором фланцами 2 зажаты мембраны 3. Измерительный блок собран в корпусе 4, к которому фланцем 5 присоединена мембрана 6. За мембраной б находитс преобразователь сигнала в измер емую величину, который состоит из индукционной катушки 7, установленной в стакане 8 и закрытой крышкой 9. Стакан 8 имеет две направл ющие 10, с помощью которых он перемещаетс в пазах корпуса 4. К мембране 6 с помощью т ги крепитс сердечник 11. Дл регулировани пределов измерени имеютс пружина 12 и винт 13. Корпус 1 и корпусThe automatic densitometer consists of two membrane units: the upper separating and the lower measuring. The separation unit consists of a housing 1 in which membranes 3 are clamped with flanges 2. The measuring unit is assembled in housing 4 to which membrane 6 is attached by flange 5. Behind the membrane b there is a signal converter into a measured value, which consists of an induction coil 7 installed in the cup 8 and the closed lid 9. The cup 8 has two guides 10, with which it moves in the slots of the housing 4. The core 11 is fastened to the membrane 6 by means of a pull. To adjust the measurement limits, there are a spring 12 and a screw 13. The housing 1 and body

4соединены между собой телескопической трубой, котора состоит из трубы 14, жестко соединенной с камерой 4, и трубы 15, жестко соединенной с камерой 1, Дл раздвиже- ни телескопической трубы примен етс зубчата рейка 16, закрепленна одним концом на корпусе 1, а другой конец прикреплен к кольцу 17, которое свободно перемещаетс по трубе 14. Рейка 16 находитс в зацеплении с шестерней 18, котора с помощью кронштейна 19 крепитс натру- бе 14. Дл вращени шестерни 18 имеютс руко тка 20 и фиксирующа гайка 21, которой шестерн 18 фиксируетс после выбора длины телескопической трубы.4 are interconnected by a telescopic tube, which consists of a tube 14, rigidly connected to the chamber 4, and a tube 15, rigidly connected to the chamber 1. To extend the telescopic tube, a rack 16 is attached, fixed at one end to the housing 1, and the other end attached to the ring 17, which moves freely through the pipe 14. The rail 16 is engaged with the gear 18, which with the help of the bracket 19 is attached to the pipe 14. For rotation of the gear 18 there is a handle 20 and a fixing nut 21, which gear 18 is fixed after of choice liny telescopic tube.

Уплотнение труб производитс с .помощью сальникового уплотнени , состо щего из втулки 22, крышки 23 и сальника 24, Дл выбора пределов измерени плотности имеетс шкала 25, укрепленна на трубе 14, а на кольце 17 размещен указатель 26. На камере 1 с помощью кронштейна 27 установлена емкость 23, котора краном 29 сообщаетс с внутренней полостью плотномера. В емкости 28 имеетс пробка 30 дл заполнени всей системы эталонной жидкостью.The pipes are sealed with the help of a stuffing box consisting of a sleeve 22, a cover 23 and a gland 24. For selecting the limits of density measurement there is a scale 25 fixed on the pipe 14 and a pointer 26 is placed on the ring 17. On the chamber 1 by means of a bracket 27 A tank 23 is installed, which is connected by tap 29 to the internal cavity of the density meter. In the container 28 there is a stopper 30 for filling the entire system with a reference liquid.

Дл приведени значений плотности жидкости и газа к нормальным услови м устройство содержит герметичную систему 31, заполненную через винт 32 толуолом или ксилолом, и крышку 33, закрепленную на корпусе 4. С внутренней стороны герметичной системы 31 имеетс мембрана 34,To bring the density of liquid and gas to normal conditions, the device contains a sealed system 31, filled through screw 32 with toluene or xylene, and a cover 33 fixed to housing 4. On the inside of the sealed system 31, there is a membrane 34,

котора крепитс к крышке стакана 8. Дл регулировани пределов вносимых поправок на изменение температуры имеютс пружина 35 и винт 36. В корпусе 4 имеетс which is attached to the lid of the cup 8. To adjust the limits of the temperature corrections made, there are a spring 35 and a screw 36. In the case 4 there is

сальникова втулка 37,через которую вывод тс провода индукционной катушки 7.a gland sleeve 37 through which the leads of the induction coil 7 are led out.

.Дл устранени отрицательного давлени эталонной жидкости, возникающего от расширени ее при нагревании контролиру0 емой средой, применена система компенса- ции, котора состоит из кулисы 38, закрепленной на двух мембранах 3. Положение и ход кулисы 38 регулируютс винтом 39. Верхний шарнир кулисы 38 с помощьюTo eliminate the negative pressure of the reference fluid arising from its expansion when heated with a controlled medium, a compensation system was applied, which consists of a link 38 fixed on two diaphragms 3. The position and stroke of the link 38 are adjusted by a screw 39. Top hinge link 38 using

5 подвбски 40 подвешен на кронштейне 41, а к нижним планкам кулисы 38 шарнирно крепитс нижн подвеска 42, котора служит дл регулировани величины перемещени ролика 43. Через ролик 43 перекинут тросик5 podvbski 40 is suspended on the bracket 41, and the lower suspension bracket 42 is pivotally attached to the lower slats of the backstage 38, which serves to adjust the amount of movement of the roller 43. A cable is thrown through the roller 43

0 44, к концу которого подвешен груз 45. Обе ветви тросика 44 разделены перегородкой 46, установленной в трубке 15. Второй конец тросика 44 крепитс к диску 47. который поворачиваетс на шлицевой втулке 48. по5 следн в свою очередь скользит по шлице- вому валику 49, к которому крепитс т га сердечника 11, второй конец валика 49 имеет резьбу дл перемещени по т ге 50. На т ге 50 установлена планка 51.0 44, to the end of which a weight 45 is suspended. Both branches of the cable 44 are separated by a partition 46 installed in the tube 15. The second end of the cable 44 is fastened to the disk 47. which turns on the spline hub 48. Next, 5 follows in turn the splined roller 49, to which the core 11 of the core 11 is attached, the second end of the roller 49 is threaded to move along the rod 50. The rod 51 is mounted on the belt 50.

0 Шлицева втулка 48 и диск 47 подпружинены пружиной 52, котора установлена на шлицевой втулке 48 и фиксируетс фланцем 53. Пружина. 52 держит в зацеплении шлицевую втулку 48 и диск 47 с помощью0 The slotted sleeve 48 and the disk 47 are spring-loaded with a spring 52, which is mounted on the slotted sleeve 48 and fixed by a flange 53. A spring. 52 holds in engagement the splined sleeve 48 and the disc 47 with

5 фрикционного зацеплени 54. Перемещение втулки 49 осуществл етс штангой 55, закрепленной с помощью кронштейна 56 на торце стакана 8.5 of the friction engagement 54. The sleeve 49 is moved by a rod 55 fixed by means of a bracket 56 at the end of the sleeve 8.

Штанга 55 состоит из двух частей. Дли0 на штанги регулируетс при помощи резьбы и контргайки. Другой конец штанги 55 имеет галтель-дл сопр жени со шлицевой втулкой 48. Крут щий момент дл поворота втулки 48 в момент отпускани кулисой 38Rod 55 consists of two parts. The length of the boom is adjustable with thread and lock nut. The other end of the rod 55 has a fillet for mating with the splined hub 48. The torque to turn the hub 48 at the time of release of the slide 38

5 тросика 44 обеспечиваетс грузом 57, Дл выведени из зацеплени шлицевой втулки 48 с диском 47 служит регулируемый упор 58.5, the cable 44 is provided with a weight 57. For disengaging the splined sleeve 48 with the disk 47, an adjustable stop 58 serves.

Конец тросика 44 с нат гивающим гру0 зом 45 закрепл етс в трубе 15 и проходит через отверстие зажима 59 с гайкой 60. Внутри зажима 59 перемещаетс пробка 61. установленна шарнирно на винте 62. Дл герметичности зажим имеет сальник 63 сThe end of the cable 44 with the tensioning weight 45 is secured in the pipe 15 and passes through the opening of the clamp 59 with the nut 60. Inside the clamp 59 moves the stopper 61. Pivotally mounted on the screw 62. For tightness, the clamp has an oil seal 63 with

5 втулкой 64. Дл слива эталонной жидкости из плотномера имеетс пробка 65.5 sleeve 64. A plug 65 is provided to drain the reference fluid from the density meter.

Автоматический плотномер работает следующим образом.Automatic densitometer works as follows.

Столб контролируемой жидкости или газа давит на мембраны 3 и 6. С другой стороны на мембрану 6 давит тот же столб, что и на мембрану 3, и столб эталонной жидкости, который только по высоте равен столбу контролируемой жидкости, а по удельному весу он легче. Удельный вес эталонной жидкости выбираетс меньшим минимального удельного веса контролируемой жидкости. Мембрана 6 под. весом столба контролируемой среды перемещает сердечник 11 внутри индукционной катушки, мен ее индуктивность и тем самым определ значение плотности. Дл расширени пределов измерени примен етс пружина 12, максимальна жесткость которой с помощью винта 13 настраиваетс на максимальную плотность контролируемой среды. При изменении температуры контролируемой среды вес столбов измен етс пропорционально их удельным весам. Поэтому равновесие мембраны 6 не нарушаетс .A column of controlled liquid or gas presses on the membranes 3 and 6. On the other hand, the same column as the membrane 3 presses on the membrane 6 and the reference liquid column, which is equal in height to the column of the controlled liquid, and is lighter in specific weight. The specific gravity of the reference fluid is chosen to be less than the minimum specific gravity of the controlled fluid. Membrane 6 under. the weight of the pillar of the controlled medium moves the core 11 inside the induction coil, its inductance changes, and thereby determines the density value. To extend the measurement limits, a spring 12 is used, the maximum stiffness of which with the help of a screw 13 is adjusted to the maximum density of the controlled medium. When the temperature of the controlled medium varies, the weight of the pillars changes in proportion to their specific weights. Therefore, the equilibrium of the membrane 6 is not disturbed.

Эталонна жидкость, заключенна между блоками и мембранами, при изменении температуры мен ет свой объем. Дл компенсации этих изменений предусмотрены две мембраны 3, площадь которых в два раза больше площади мембраны 6, поэтому компенсаци расширени эталонной жидкости происходит за счет прогиба мембраны 3. С помощью пружины 35 и винта 36 подбираютс пределы компенсации температуры .The reference fluid enclosed between the blocks and the membranes changes its volume with temperature. In order to compensate for these changes, two membranes 3 are provided, the area of which is twice the area of membrane 6, therefore compensation for expansion of the reference liquid occurs due to deflection of membrane 3. With the help of spring 35 and screw 36, temperature compensation limits are selected.

Мембраны 3 воспринимают два давлени . Это давление перемещающейс эталонной жидкости, которое создает мембрана 6 под действием мен ющейс плотности контролируемой среды, и давление, возникающее от расширени эталонной жидкости при ее нагревании контролируемой средой. Дл компенсации давлени от расширени эталонной жидкости все мембраны соединены гибкой св зью. Сигнал от перемещени мембраны 34 узла 31 температурной ком- пенсации с помощью штанги 55 вводитс в систему компенсации давлени . Кулиса 38 мен ет свое положение. Штанга 55 выводит и вводит в зацепление шлйцевую втулку 48 и диск 47. С помощью пружины 52 втулка 48 и диск 47 наход тс в зацеплении, каса сь упора 58, диск 47 выводитс из,зацеплени с втулкой 48. При возникновении давлени в разделительной камере мембраны 3 выгибаютс наружу и раст гивают кулису 38,The membranes 3 perceive two pressures. This is the pressure of the moving reference fluid, which the membrane 6 creates under the influence of varying density of the controlled medium, and the pressure resulting from the expansion of the reference fluid when it is heated by the controlled medium. To compensate for the pressure from expansion of the reference fluid, all the membranes are connected by a flexible bond. The signal from the movement of the membrane 34 of the temperature compensation unit 31 by means of the rod 55 is introduced into the pressure compensation system. Gates 38 changes its position. The rod 55 leads and engages the sleeve sleeve 48 and the disk 47. With the help of the spring 52, the sleeve 48 and the disk 47 are engaged, touching the stop 58, the disk 47 is taken out of the engagement with the sleeve 48. 3 are curved outward and stretched to the slide 38,

нижние планки которой поднимаютс и поднимают подвеску 42 с роликом 43.the lower bars of which raise and raise the suspension 42 with the roller 43.

Поскольку конец тросика 44с нат гивающим грузом 45 защемлен, другой конец 5 тросика 44, перекинутый через ролик 43, приподнимает груз 57 и одновременно позвол ет диску 47 повернутьс на определенный угол. Если давление в разделительной камере на мембраны 3 уменьшатс , тоSince the end of the cable 44 with the tensioning weight 45 is clamped, the other end 5 of the cable 44 thrown over the roller 43 lifts the weight 57 and at the same time allows the disk 47 to rotate at a certain angle. If the pressure in the separation chamber on the membrane 3 decreases, then

мембраны 3 вогнутс , а нижние планки кулисы 38 опуст тс . Подвеска 42 с роликом 43 тоже опуститс , тросик 44, отпуска груз 57. позвол ет диску 47 повернутьс в другую сторону.the membranes 3 are concave, and the bottom slats 38 are lowered. The suspension 42 with the roller 43 is also lowered, the cable 44, the release weight 57. allows the disk 47 to turn in the other direction.

5 Дл расширени диапазона измерени перед установкой плотномера в емкость или трубопровод раздвигают его камеры. Дл этого отпускают фиксирующую гайку 21 и с помощью руко тки 20 вращают шестерню5 To extend the measurement range, before inserting the densitometer into the tank or pipeline, the cameras are moved apart. To do this, release the locking nut 21 and use the handle 20 to rotate the gear

Claims

0 18, which moves the toothed rack 16. Together with the rack, the pipe 15 moves, moving camera 1. Thus, the distance between chambers 1 and 4 changes. Claims of the invention

5 1. An automatic densitometer containing a system of upper and lower membrane blocks, the cavities of which are connected, with a tube and filled with a standard liquid, and a block for registering tonnes in order to improve the accuracy of measurement, it additionally contains a membrane temperature compensation unit, an induction coil with a core and a rod, the upper membrane unit is made of two membranes and a backstage connected to the diaphragms, the lower membrane unit additionally contains a differential transducer connected membrane, and the rocker

0 is connected via a differential transducer and a rod with a core, an induction coil is mounted in the housing of the lower membrane unit for movement and connected to a membrane 5 temperature compensation unit, and the rod is adapted to change its length,

2. Densitometer according to claim 1. about tl and h ay y and y with that. in order to expand the range

0 measurements, the tube connecting the membrane units is adapted to change the distance between the blocks.

FIG. 2

Fig .. 3