17 Принцип действия расходомеров постоянного перепада давления (поплавковых, поршневых)

Средства измерения, определяющие количество вещества, протекающего через поперечное сечение трубопровода в единицу времени, называются расходомерами.

При применении метода постоянного перепада давления скорость оцениваемого потока постоянна. Перепад давления возникает при прохождении среды через суженное сечение, причем площадь проходного сечения изменяется в зависимости от изменения расхода. Постоянный перепад давления, возникающий в месте сужения, создается подвижным чувствительным элементом, изменяющим свое положение в потоке, и определяется главным образом массой этого элемента. Пределы измерения расхода составляют от 0,00025 до 10 000 м³/ч.

На практике используются три вида расходомеров постоянного перепада давления: поплавковые, поршневые и ротаметры.

А) поплавковые; б) поршневые; в) ротаметры

Рисунок 1 - Конструкции расходомеров постоянного перепада давления

а) поплавковые (рисунок 1, а)

Простейшим из расходомеров постоянного перепада давления является поплавковый расходомер (рисунок 1, а), чувствительный элемент которого выполнен в виде поплавка 2, свободно перемещаемого потоком в вертикальном направлении относительно конического седла 3. Подъем поплавка 2 увеличивает площадь поперечного сечения F, и, следовательно, количество протекающего вещества. Высота подъема поплавка 2 определяется моментом равновесия противоположно действующих на него сил: силы тяжести поплавка и сил, определяемых самим движущимся потоком. Величина подъема фиксируется преобразователем 4 и передается на регистрирующий прибор 1.

б) поршневые (рисунок 1, б);

Поток свободно входит под давлением Р₁ под поршень 3, установленный в корпусе 2, поднимает его и уходит через прямоугольное отверстие F, перекрываемое поршнем 3. Условие равновесного положения поршня 3 в потоке аналогично условию равновесия поплавка. Поршень 3 жестко связан с системой преобразования и регистрации подъема.

Расходомеры этого типа позволяют измерять расходы вязких жидкостей при давлении не более 1,6 МПа и температуре до +100°С. Пределы измерения — 0,5...4,0 м³/ч при погрешности, не превышающей 2,5%.

18 Назначение, принцип действия, особенности устройства поплавкового уровнемера и уровнемера с тонущим поплавком-буйком

Измерение, контроль и сигнализация уровня жидкости имеют большое значение в технике, особенно при обслуживании технических систем с непрерывной подачей и отбором жидкости.

Средства измерения уровня жидкой среды называют уровнемерами. Они нашли широкое применение для измерения количества топлива в баках транспортных средств — летательных аппаратов, автомобилей, кораблей (они называются топливомерами); для измерения уровня топлива в топливохранилищах, уровня жидкости (воды) в котельных агрегатах, водонапорных системах и т.п. Существуют следующие методы измерения уровня жидкости: поплавковый, манометрический, емкостный, ультраакустический,

радиационный, радиочастотный и др.

Поплавковый метод

Простейшими уровнемерами, применяемыми для контроля уровня жидкости, находящейся в резервуаре под атмосферным давлением, являются поплавковые уровнемеры.

На рисунке 1 представлена конструкция механического уровнемера с поплавком 1, плавающим на поверхности жидкости 4. Положение поплавка и, следовательно, связанного с ним уравновешивающего груза 2 относительно шкалы З определяет уровень жидкости.

1 — поплавок; 2 — уравновешивающий груз; З — шкала; 4 — жидкость;

Рисунок 1 - Конструкция поплавкового уровнемера

Чаше применяются тонущие поплавки - буйки, частично погруженные в жидкость (рисунок 2). Буек 6 подвешен на рычаге 2 и пружине 1. При изменении уровня жидкости изменяются степень погружения буйка и, следовательно, растягивающее усилие пружины 1 под действием массы буйка. Благодаря этому каждому уровню соответствует определенное положение буйка. Перемещение буйка через рычаг 2 передается на ось 5, на которой установлена стрелка 4, показывающая по шкале З уровень жидкости. Положение буйка или поплавка, преобразуемое в линейное или угловое перемещение, может быть передано на показывающий прибор или преобразовано в электрический сигнал для дистанционной передачи.

1 — пружина; 2— рычаг; З — шкала; 4— стрелка; 5— ось; б — буек

Рисунок 2 - Конструкция уровнемера с тонущим поплавком-буйком