Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.XI.1972 65887 KI. 421,1/03 MKP GOln 9/04 rcZYTELNIAl Pfi&Bu Paten'©—"n 1 1 Polskie) |n-»- - ' J Wspóltwórcy wynalazku: Wieslaw Drozd, Wladyslaw Szczerek, Jan Grela Wlasciciel patentu: ,,Siarkopol" Kombinat Kopaln i Zakladów Przetwór¬ czych Siarki im. M. Nowotki, Tarnobrzeg (Polska) Przyrzad do pomiaru ciezaru wlasciwego cieczy i cieklych mieszanin, zawierajacych czesci stale Przedmiotem wynalazku jest przyrzad do ciagle¬ go pomiaru ciezaru cieczy i cieklych mieszanin za¬ wierajacych czesci stale.Przyrzad wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie sygnalu pomiarowego proporcjonalnego do ciezaru wlasciwego przeplywajacej przez przyrzad cieczy lub mieszaniny. Znane sa dwa rodzaje rozwiazan przyrzadów o konstrukcji rurowej, sluzacych do po¬ miaru ciezaru wlasciwego cieczy i mieszanin.Jedno ze znanych rozwiazan oparte jest na zasa¬ dzie zrównowazenia zmian ciezaru rury pomiaro¬ wej wygietej w ksztalcie litery „U" (zwanej dalej rura „U"), przez która przeplywa mierzona ciecz lub mieszanina. Rura „U" jest polaczona przegubo¬ wo z dwiema koncówkami: koncówka doprowadza¬ jaca i koncówka odprowadzajaca ciecz lub miesza¬ nine.'Drugie ze znanych rozwiazan oparte jest na za¬ sadzie równowazenia zmian ciezaru rury pomiaro¬ wej prostej (zwanej dalej rura prosta), przez która przeplywa mierzona ciecz lub mieszanina. Rura prosta polaczona jest przegubowo z koncówka do¬ prowadzajaca ciecz mierzona. Drugi koniec rury prostej otwarty jest do atmosfery i ciecz wyplywa z niego swobodnie.W obydwu wymienionych wyzej rozwiazaniach równowazenie zmian ciezaru moze byc zrealizo¬ wane w ukladzie elektrycznym lub pneumatycznym, przy czym w ukladzie pneumatycznym elementem równowazacym jest mieszek sprezysty, na który 15 20 25 30 dziala cisnienie wyjsciowe ze wzmacniacza wyste¬ rowanego zmiana polozenia dyszki wzgledem prze- slonki polaczonej z rura pomiarowa przy zmianie ciezaru rury pomiarowej.Znane i opisane wyzej rozwiazania konstrukcyjne posiadaja szereg wad i niedogodnosci, które utrud- dniaja, a w pewnych warunkach uniemozliwiaja stosowanie tych przyrzadów.Wada przyrzadów o konstrukcji opartej na rurze pomiarowej w ksztalcie „U" jest koniecznosc do¬ kladnego wypoziomowania, niewielkie odchylenie lukowatej czesci rury „U" w góre powoduje gro¬ madzenie sie pecherzy gazowych, a opuszczenie jej ponizej poziomu stwarza mozliwosc osadzania .sie czesci stalych, natomiast poziome usytuowanie rury „U" uniemozliwia calkowite jej opróznienie przy zaniku przeplywu cieczy lepkich lub gestych co w konsekwencji prowadzi do sedymentacji, osa¬ dzania sie czesci stalych na sciankach i zmniejsza¬ nia srednicy wewnetrznej az do calkowitego zatka¬ nia rury „U".Czyszczenie wnetrza rury „U" ze wzgledu na czesc lukowa jest bardzo utrudnione, a przeplyw cieczy z zawartoscia czasteczek stalych powoduje przyspieszona erozje lukowej czesci rury „U", w któcrej nastepuje zmiana kierunku ruchu cieczy oraz przyspiesza sedymentacje mieszaniny na za¬ sadzie hydrocyklonu i utrate jej jednorodnosci, powodujac bledne wskazania.Wada przyrzadów o konstrukcji w postaci rury 6588765887 prostej jest koniecznosc utrzymywania odpowiednio duzego przeplywu dla calkowitego zapelnienia rury prostej, niemoznosc wbudowania przyrzadów w zamknieta instalacje rurowa bedaca pod cisnieniem a jedynie mozliwosc pracy w ukladzie wyplywowym otwartym do atmosfery. W otwartym koncu rury prostej wystepuja zmienne sily dynamiczne wy¬ wolane szybkoscia wyplywajacej cieczy lub miesza¬ niny co pogarsza stabilnosc pracy i zwieksza wraz¬ liwosc przyrzadu do drgania.Ponadto zastosowanie mieszka sprezystego w przyrzadzie pneumatycznym jako elementu równo¬ wazacego rure pomiarowa powoduje wrazliwosc na przeciazenia, korozje, zmiany temperatury, zwieksza tendencje do pulsacji, a poza tym mieszek jest niemozliwy do wykonania w warunkach warszta¬ towych. Przy malych zakresach pomiarowych ze wzgledu na ograniczona minimalna srednice wyko¬ nywanych mieszków sprezystych zachodzi koniecz¬ nosc stosowania duzych przelozen ukladu dzwignio¬ wego przenoszacego sile mieszka na rure pomiaro¬ wa, co komplikuje budowe i wplywa na zmniej¬ szenie dokladnosci pomiaru.Celem wynalazku jest umozliwienie pomiaru cie¬ zaru wlasciwego cieczy i cieklych mieszanin z za¬ wartoscia cial stalych eliminujacych powyzsze wa¬ dy i niedogodnosci.Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie kon¬ strukcji opartej na ciaglym równowazeniu ciezaru przegubowo polaczonych dwóch rur prostych, przez które przeplywa ciecz mierzona, umieszczonych w linii prostej wraz z przegubowo polaczonymi z nimi koncówkami: doprowadzajaca i odprowadzajaca ciecz mierzona.Zmiany ciezaru rur nastepujace przy zmianach ciezaru wlasciwego przeplywajacej przez nie cieczy mierzonej sa równowazone i mierzone za pomoca tloczka, na który dziala cisnienie wyjsciowe ze wzmacniacza sterowanego dyszka i przyslonka.Wielkosc tego cisnienia jest miara ciezaru wlasci¬ wego przeplywajacej cieczy.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia pomiar w sposób ciagly ciezaru wlasciwego trudnych do¬ tychczas do mierzenia cieczy i mieszanin z za¬ wartoscia czasteczek stalych, zapewniajac uzyska¬ nie standartowego sygnalu wyjsciowego. Konstruk¬ cja urzadzenia gwarantuje pewnosc dzialania, duza dokladnosc, stalosc di stabilnosc wskazan w czasie, nawet przy bardzo malych zakresach pomiarowych i w bardzo ciezkich warunkach eks¬ ploatacyjnych.Urzadzenie wedlug wynalazku zbudowane jest z podstawy 1, na której znajduje sie podstawka 10, wzmacniacz 19 oraz koncówki 5 i 6 stanowiace do¬ plyw i odplyw cieczy mierzonej z przyrzadu, u- mieszczone w linii prostej i polaczone przegubami 7 i 9 z dwiema rurami prostymi 3 i 4 zlaczonymi przegubem 8. Na podstawce 10 umocowany jest ele¬ ment równowazacy skladajacy sie z cylinderka 13 z tloczkiem 12, dyszki 14 z przyslonka 15, tlumika 16 oraz dzwigni 11 z ciezarkiem 17, polaczonej przegubowo z przyslonka 15 i za pomoca wieszaka 18 z rurami 3 i 4. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Do wzmacniacza pneumatycznego 19 doprowadzo¬ ny jest przewód pneumatyczny zasilajacy 20, prze¬ wód pneumatyczny sterujacy 22 polaczony jest z dyszka 14 oraz przewód impulsowy 21, którym cisnienie wyjsciowe ze wzmacniacza 19 podawane jest do cylinderka 13 i do typowego przyrzadu wskazujacego 23. Calosc zakryta jest pokrywa 2.Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku jest na¬ stepujace: czesc ciezaru prostych odcinków rur wraz z przeplywajaca przez nie mierzona ciecza lub mieszanina przenoszona jest przez wieszak 18 na dzwignie 11. Na dzwignie 11 dziala równiez cie¬ zar przeciwwagi 17 oraz sila tloczka 12, który znaj¬ duje sie pod dzialaniem cisnienia wyjsciowego ze wzmacniacza pneumatycznego 19. Zwiekszenie cie¬ zaru wlasciwego cieczy lub mieszaniny powoduje przechylenie dzwigni 11, a wraz z nia ruch przy- slonki 15 i przysloniecie dyszki 14. Przysloniecie dyszki 14 powoduje wzrost cisnienia sterujacego wzmacniacz 19 i w nastepstwie wzrost cisnienia wyjsciowego ze wzmacniacza 19, co wywoluje zwiekszenie sily dzialania tloczka 12, który do¬ prowadza dzwignie 11 do stanu równowagi.Zmniejszenie ciezaru wlasciwego przeplywajacej cieczy lub mieszaniny powoduje odchylenie dzwigni 11 w przeciwna strone i odsloniecie dyszki 14 przez przyslonke 15 wywolujac zmniejszenie cisnienia sterujacego i cisnienia wyjsciowego ze wzmacnia¬ cza 19. To z kolei prowadzi do zmniejszenia na¬ cisku tloczka 12 na dzwignie 11 i powrót dzwigni 11 do polozenia równowagi. Ewentualne wahania dzwigni 11 sa wytlumiane za pomoca tlumika 16.Cisnienie wyjsciowe ze wzmacniacza 19 nadaza wiec w sposób ciagly za zmianami ciezaru wlasci¬ wego cieczy mierzonej. Doprowadzajac cisnienie wyjsciowe ze wzmacniacza 19 przewodem 21 do typowego przyrzadu wskazujacego 23 uzyskujemy ciagle wskazania ciezaru wlasciwego przeplywajacej rurami 3 i 4 cieczy lub mieszaniny. Regulacje przy¬ rzadu przeprowadza sie przesuwaniem ciezarka 17 i cylindra z tloczkiem 12.Urzadzenie wedlug wynalazku ma zastosowanie w pomiarach przemyslowych ciezaru wlasciwego cieczy lub mieszanin. W zaleznosci od typowego wyposazenia umozliwia ciagly pomiar lub reje¬ stracje tej wielkosci, a takze moze regulowac ciezar wlasciwy cieczy lub mieszaniny.Zaleta tego urzadzenia jest mozliwosc pracy w polozeniu nawet znacznie odchylonym od poziomu, co stwarza szerokie mozliwosci zabudowania i za¬ pewnia calkowite opróznianie przyrzadu z cieczy lub mieszaniny przy zaniku przeplywu. Czyszczenie wnetrza odcinków rurowych jest bardzo latwe.Przyrzad wedlug wynalazku nadaje sie do stoso¬ wania zarówno w instalacjach rurowych otwartych, jak i zamknietych, jest niewrazliwy na zmiany szybkosci przeplywu cieczy lub mieszanin, posiada prosty uklad dzwigniowy, charakteryzuje sie pro¬ stota konstrukcji umozliwiajaca wykonywanie cale¬ go urzadzenia nawet w malych warsztatach remon¬ towych, jest odporny na przeciazenia. Ponadto cha¬ rakteryzuje go pewnosc dzialania wynikajaca z ^prostoty konstrukcji, duza trwalosc urzadzenia dzieki minimalnemu zuzywaniu sie czesci podczas65887 pracy, latwosc regulacji a zarazem stabilnosc wska¬ zan w czasie, wysoka dokladnosc pomiaru i nie- wrazliwosc na czynniki zewnetrzne jak korozja, zapylenie, zawilgocenie, zmienna temperatura oto¬ czenia, drgania, latwosc wykonywania remontów oraz minimalne wymagania co do obslugi i kon¬ serwacji. PL PLPriority: Published: 15.XI.1972 65887 KI. 421.1 / 03 MKP GOln 9/04 READING ROOMl Pfi & Bu Paten '© - "n 1 1 Polish) | n -» - -' J Inventors: Wieslaw Drozd, Wladyslaw Szczerek, Jan Grela The owner of the patent: ,, Siarkopol "Kombinat Kopaln and the Sulfur Processing Plant M. Nowotki, Tarnobrzeg (Poland) Device for measuring the specific weight of liquids and liquid mixtures containing solid parts The subject of the invention is an apparatus for the continuous measurement of the weight of liquids and liquid mixtures containing solid parts. According to the invention, it is possible to obtain a measuring signal proportional to Specific gravity of the liquid or mixture flowing through the instrument. There are two types of tubular design for measuring the specific weight of liquids and mixtures. One of the known solutions is based on the principle of equalizing the weight changes of a U-shaped measuring tube (hereinafter referred to as the tube). U ") through which the measured liquid or mixture flows. The "U" tube is articulated with two ends: a feeding end and a liquid or mixture draining end. The second of the known solutions is based on the principle of equilibrating the weight changes of a straight measuring tube (hereinafter referred to as a straight tube). ), through which the measured liquid or mixture flows. The straight pipe is articulated with the end that carries the measured liquid. The other end of the straight pipe is open to the atmosphere and the liquid flows freely from it. In both of the above-mentioned solutions, the balance of weight changes can be realized In the pneumatic system, the balancing element is an elastic bellows, on which the output pressure is exerted by the actuator, the change of the nozzle position relative to the diaphragm connected to the measuring tube when the weight of the measuring tube changes. and the design solutions described above have a number of drawbacks and inconveniences that make it difficult and, under certain conditions, they prevent the use of these devices. The defect of the U-shaped measuring tube instruments is the necessity of precise leveling, a slight upward deviation of the arched part of the U-tube causes accumulation of gas bubbles, and below its level, it makes it possible to deposit a network of solid parts, while the horizontal location of the "U" pipe prevents it from being completely emptied when the flow of viscous or dense liquids ceases, which in turn leads to sedimentation, sedimentation of solid parts on the walls and a reduction of the internal diameter until the "U" pipe is completely obstructed. Cleaning the inside of the "U" pipe is very difficult due to the hatch, and the flow of liquid with solid particles content causes accelerated erosion of the U-pipe, in which the direction of the liquid changes and accelerates the sedimentation of the mixture on the hydrocyclone base and loss of its homogeneity, causing The disadvantage of the devices with a straight pipe structure 6588765887 is the need to maintain a sufficiently large flow for the complete filling of the straight pipe, the inability to integrate the devices into a closed piping system under pressure, and only the ability to work in an outflow system open to the atmosphere. In the open end of the straight pipe there are variable dynamic forces caused by the speed of the flowing liquid or mixture, which worsens the stability of operation and increases the sensitivity of the device to vibration. , corrosion, temperature changes, increase the tendency to pulsation, and besides, the bellows cannot be made under the conditions of the workshop. In the case of small measuring ranges, due to the limited minimum diameter of the manufactured elastic bellows, it is necessary to use large ratios of the leverage system transferring the force of the bellows to the measuring tube, which complicates the structure and reduces the accuracy of the measurement. enabling the measurement of the specific gravity of liquids and liquid mixtures with the content of solids, eliminating the above drawbacks and inconveniences. This goal was achieved by developing a structure based on the continuous balance of the weight of articulated connected two straight pipes through which the liquid to be measured flows, placed in a straight line with the tips articulated with them: feeding and draining the measured liquid. The changes in the weight of the pipes occurring when the specific weight of the measured liquid flows through them are equilibrated and measured by a piston, which is influenced by the output pressure from the amplifier controlled nozzle and The magnitude of this pressure is a measure of the specific weight of the flowing liquid. The device according to the invention makes it possible to continuously measure the specific weight of liquids and mixtures containing solid particles that are difficult to measure until then, ensuring a standard output signal. The construction of the device guarantees reliable operation, high accuracy, stability and stability over time, even at very small measuring ranges and in very difficult operating conditions. The device according to the invention is built from a base 1, on which there is a stand 10, an amplifier 19 and the ends 5 and 6, constituting the inflow and outflow of the measured liquid from the device, arranged in a straight line and connected by articulations 7 and 9 with two straight pipes 3 and 4 connected by a joint 8. On the support 10 there is mounted a balance element consisting of with cylinder 13 with piston 12, nozzles 14 with aperture 15, damper 16 and lever 11 with weight 17, articulated with aperture 15 and with hanger 18 with pipes 3 and 4. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 The pneumatic booster 19 is fed with a supply air line 20, a pneumatic control line 22 is connected to a nozzle 14 and an impulse line 21, the output pressure of which is that the amplifier 19 is fed to the cylinder 13 and to the typical indicator 23. The cover 2 is completely covered. According to the invention, the operation of the device is as follows: part of the weight of straight pipe sections with the liquid or mixture flowing through them is carried through the hanger 18 on levers 11. The levers 11 are also affected by the weight of the counterweight 17 and the force of the piston 12, which is under the output pressure of the pneumatic amplifier 19. Increasing the specific gravity of the liquid or mixture causes the lever 11 to tilt, and with it to move Covering 15 and covering the nozzle 14. Covering the nozzle 14 causes an increase in the control pressure of the amplifier 19 and, consequently, an increase in the output pressure from the amplifier 19, which causes an increase in the force of the piston 12, which brings the levers 11 to a state of equilibrium. or the mixture, the lever 11 is pivoted to the opposite side They and expose the nozzle 14 through the diaphragm 15, causing the control pressure and the output pressure to be reduced from the amplifier 19. This in turn leads to a reduction in the pressure of the piston 12 on the levers 11 and the return of the lever 11 to the equilibrium position. Possible oscillations of the lever 11 are suppressed by a damper 16. The output pressure from the amplifier 19 will therefore follow changes in the specific weight of the liquid to be measured. By applying the output pressure from the amplifier 19 through the line 21 to a typical indicating device 23, we obtain a continuous indication of the specific weight of the liquid or mixture flowing through pipes 3 and 4. The adjustment of the apparatus is carried out by moving the weight 17 and the cylinder with a piston 12. The apparatus according to the invention is applicable for the industrial measurement of the specific weight of liquids or mixtures. Depending on the typical equipment, it enables continuous measurement or recording of this value, and can also regulate the specific weight of a liquid or mixture. The advantage of this device is that it can work in a position even significantly inclined from the level, which creates a wide range of possibilities and ensures complete emptying the instrument from a liquid or mixture in the event of a flow failure. It is very easy to clean the inside of the pipe sections. The apparatus according to the invention is suitable for use in both open and closed pipe systems, it is not sensitive to changes in the flow rate of liquids or mixtures, it has a simple lever system, it is characterized by the simplicity of construction enabling the execution of the entire device, even in small repair workshops, is resistant to overload. In addition, it is characterized by the reliability of operation resulting from the simplicity of construction, long service life of the device due to minimal wear of parts during operation, easy adjustment and stability of the indicated time, high measurement accuracy and insensitivity to external factors such as corrosion, dust, dampness, fluctuating ambient temperatures, vibrations, ease of repair and minimum service and maintenance requirements. PL PL