Весовое и дозирующие оборудование по доступным ценам от производителя!

Звонок по РФ бесплатный

8 800 551 20 44

Компенсация погрешностей от изменения характеристик жидкости

В реальных условиях в процессе работы дозаторов жидкости при колебаниях температуры, давления и других параметров могут происходить изменения характеристик жидкости, влияющих на величину ее расхода. Так, при изменении температуры происходит и изменение вязкости, причем в довольно широких пределах (рис. 1); при увеличении давления вязкость жидкостей также изменяется.

Зависимость вязкости некоторых жидкостей от температуры

Рис. 1. Зависимость вязкости некоторых жидкостей от температуры.
1- анилин; 2 - вода; 3 - ацетон; 4 - бензол; 5 - спирт этиловый; 6 - сероуглерод;
7 - четыреххлористый углерод;
8 - хлороформ.

В результате, если не будет принято мер, процесс дозирования нарушится, и поэтому необходимо во всех случаях, когда в рабочих условиях характеристики жидкости, отражающиеся на точности дозирования, могут изменяться, анализировать возможность достижения требуемой точности и вводить при надобности компенсацию.

Имеется два принципиально различных пути компенсации погрешностей от изменения характеристик жидкости. Один из них основан на том благоприятном обстоятельстве, что с изменением одних трудноподдающихся контролю характеристик жидкости меняются одновременно и другие, обычно контролируемые в дозаторах прямого действия. Например, одновременно с уменьшением вязкости при повышении температуры падает и плотность. В этом случае возможно создание поплавкового датчика с таким профилем, который скомпенсирует влияние изменения вязкости.

Определение профиля подлавка производится в следующем порядке. Если известны зависимости

γ = φ (t) и η = ψ (t),

то всегда можно найти

η = F (γ).

По известной величине η можно найти

Q = ƒ(η),

с другой стороны,

Q = m h,

где

m = μS√2g.

Приравнивая две последние формулы, получаем

ƒ(η) = m h,

откуда

h = [ƒ(η)/m]2

Подставляя в последнюю формулу, значение η из η = F (γ), получаем

h = {F (γ)/m}2

Кроме того, нам известны зависимости

T+P = ψ (h, γ).

На основании этих зависимостей методами, изложенными в предыдущем параграфе, находится профиль боковой поверхности поплавка. Все рассмотренные преобразования могут быть проведены аналитическим путем при наличии соответствующих формул или графически по экспериментальным данным. В общем случае вместо вязкости температуры могут быть любые другие параметры. Таким же образом может быть проведена корректировка профиля поплавка на изменение некоторых параметров, присущих самому дозатору жидкости.

В случае отсутствия четко выраженной зависимости между плотностью жидкости и переменным параметром, влияющим на расход, возможен другой путь компенсации расхода: создание специальных компенсаторов.

В большинстве систем дозаторов прямого действия компенсацию расхода рационально вести за счет изменения сечения проходного отверстия. Непосредственное определение характеристик жидкости, хотя и является заманчивым, но технически трудно реализуемо. Поэтому для контроля характеристик жидкости полезно использовать параметры, с которыми характеристики жидкости связаны однозначными зависимостями. К числу таких параметров относятся температура и давление. В соответствии с выбранными параметрами можно наметить два типа устройств: компенсаторы по температуре, ре, компенсаторы по давлению.

В качестве компенсаторов по температуре можно использовать дилатометрические системы. На рис. 2,а представлен дилатометрический компенсатор. При изменении температуры жидкости диск 2 поворачивается относительно диска Л при этом происходит изменение проходного сечения за счет окон.

Компенсаторы

Рис. 2. Компенсаторы.
а - дилатометрический, (1 - неподвижный диск с окнами, 2 - подвижный диск с окнами, 3 - пружина, 4 - стержень),
б - сильфонный (подвижные лепестки, 2 - диск, 3 - профильный наконечник стержня 5,
4 -держатели, 6 - сильфон, 7 - стойка, 8 - отвод, 9 - пружины).

Конфигурация окон и величина угла поворота дисков определяют закон изменения сечения. Расчет конфигурации окон производят, исходя из следующих соображений. Оставляя в силе (γ = φ (t) и η = ψ (t)) и (Q = ƒ(η)) и обозначая

μ = √2gh,

получаем:

nS = ƒ[φ (t)].

Поскольку же

S = S1 + S0

где S1 площадь постоянной части проходного отверстия,

S0 - площадь сечения открытой части окон,

то

S0 = ƒ[φ (t)]/n - S1

На основании (nS = ƒ[φ (t)]) по известному углу поворота дилатометрической пружины определяется конфигурация окон.

Дилатометрический компенсатор может быть установлен как на неподвижном регулирующем органе, так и на подвижном, и тогда он является соединительным элементом между поплавком и диском.

Сильфонный компенсатор (рис. 2,6) может реагировать на величину внешнего давления от изменения собственно давления и от изменения плотности жидкости. Для разделения влияния этих факторов сильфон размещают различным образом относительно поверхности жидкости. Сильфон, расположенный над поверхностью жидкости, реагирует только на давление, а сильфон, расположенный на максимально возможной для данного дозатора глубине, чувствителен не только к давлению, но и к плотности жидкости. При деформации сильфона связанный с ним стержень 5 с профильным наконечником 3 перемещает лепестки У, изменяя площадь сечения кольцевой щели между диском 2 и не показанным на рисунке соплом.

Расчет приращения проходного сечения, а следовательно, и профиля наконечника производится аналогично расчету сечения окон дилатометрического компенсатора.

Для достижения близкой к линейной деформации при изменении плотности сильфон должен быть вакуумным. Однако при работе дозатора жидкости под значительным давлением внутри сильфона должно быть создано противодавление, близкое к внешнему давлению.

Возможность соединения сильфона с внешним источником давления (патрубок 8) может быть использована для введения компенсации расхода внешним пневмосигналом.

Конструктивно возможно выполнение компенсаторов обоих типов как с регулированием открытия окон в пределах контура диска, так и с изменением сечения кольцевого отверстия. В зависимости от конкретных условий регулирование производительности может выполняться или только за счет профильных деталей, изменяющих сечение, или за счет элементов, обеспечивающих перемещение регулирующих органов по высоте с соблюдением определенного закона.