کار ترول سطح

اصل کار ترول سطح

یک مشکل طراحی جالب برای فرستنده های سطح جابجایی این است که چگونه وزن حس شده جابجایی را به مکانیسم فرستنده منتقل کنیم در حالی که فشار بخار فرآیند را به طور مثبت از همان مکانیسم آب بندی کنیم.

متداول ترین راه حل برای این مشکل مکانیزمی مبتکرانه به نام لوله گشتاور است. متأسفانه، درک لوله‌های گشتاور بسیار دشوار است مگر اینکه دسترسی مستقیم به یکی داشته باشید، بنابراین این بخش مفهوم را با جزئیات بیشتری نسبت به آنچه که معمولاً در کتابچه‌های راهنمای مرجع موجود است بررسی می‌کند.

میله فلزی یکپارچه، افقی را تصور کنید که یک فلنج در یک انتها و یک اهرم عمود بر سر آن قرار دارد. فلنج روی یک سطح ثابت نصب می شود و وزنه ای از انتهای اهرم آویزان می شود.

یک دایره خط چین نشان می دهد که میله به مرکز فلنج جوش داده شده است:

 

نیروی رو به پایین وزنه که بر روی اهرم وارد می شود، نیروی پیچشی (گشتاور) را به میله وارد می کند و باعث می شود که در طول آن کمی بپیچد.

هرچه وزن بیشتری در انتهای اهرم آویزان باشد، میله بیشتر می پیچد. تا زمانی که گشتاور اعمال شده توسط وزن و اهرم هرگز از حد الاستیک میله تجاوز نکند، میله به عنوان فنر عمل می کند.

اگر “ثابت فنر” میله را بدانیم و انحراف پیچشی آن را اندازه گیری کنیم، در واقع می توانیم از این حرکت خفیف برای اندازه گیری بزرگی وزنه آویزان شده در انتهای آن استفاده کنیم. از اهرم.

در یک ابزار سطح نوع جابجایی اعمال می شود، یک جابجایی جای وزن را در انتهای اهرم می گیرد، انحراف پیچشی این میله نشان دهنده نیروی شناور است.

با بالا آمدن مایع، نیروی شناوری روی جابجایی افزایش می‌یابد و باعث می‌شود که جابجایی از منظر میله سبک‌تر به نظر برسد. بنابراین، حرکت جزئی میله ناشی از این تغییر وزن ظاهری، سطح مایع را نشان می دهد.

حالا تصور کنید یک سوراخ بلند از طول میله دریل کنید، که تقریباً به انتهای محل اتصال اهرم می رسد. به عبارت دیگر، یک سوراخ کور را از وسط میله تصور کنید، که از فلنج شروع می‌شود و فقط به سمت اهرم ختم می‌شود:

کلاس

 

وجود این سوراخ طولانی تغییر زیادی در رفتار مجموعه ایجاد نمی کند، به جز اینکه شاید ثابت فنر میله را تغییر دهد.

با فلز جامد کمتر، میله فنر ضعیف تری خواهد داشت و با وزن اعمال شده در انتهای اهرم به میزان بیشتری پیچ می خورد. مهمتر از همه، برای هدف این بحث، سوراخ طولانی میله را به لوله ای با انتهای مهر و موم شده تبدیل می کند.

به‌جای اینکه میله یک «میله پیچشی» باشد، اکنون به‌طور صحیح‌تر لوله گشتاور نامیده می‌شود، که با وزن اعمال شده در انتهای اهرم تا حدی کمی می‌پیچد.

به منظور حمایت عمودی لوله گشتاور به طوری که با وزن اعمال شده به سمت پایین نیفتد، غالباً یک یاتاقان لبه چاقو در زیر انتهای اهرم قرار می گیرد. به لوله گشتاور متصل می شود.

هدف از این تکیه گاه ایجاد پشتیبانی عمودی برای وزنه در حالی که یک نقطه محوری تقریباً بدون اصطکاک ایجاد می کند، اطمینان حاصل می کند که تنها تنش اعمال شده به لوله گشتاور، گشتاور از اهرم است:< /p>

 

در نهایت، میله فلزی جامد دیگری (قطر کمی کوچکتر از سوراخ) را تصور کنید که به انتهای سوراخ کور جوش داده شده و از انتهای فلنج خارج می شود:< /p>

 

هدف از این میله با قطر کمتر این است که حرکت پیچشی انتهای دور لوله گشتاور را به نقطه ای از فلنج که ممکن است حس شود، منتقل کند.

تصور کنید که فلنج به دیوار عمودی متصل شده است، در حالی که یک وزن متغیر در انتهای اهرم به سمت پایین کشیده می شود. لوله گشتاور در یک حرکت چرخشی با نیروی متغیر خم می شود، اما اکنون می توانیم با مشاهده چرخش میله کوچکتر در سمت نزدیک دیوار، میزان پیچش آن را ببینیم.

ممکن است وزن و اهرم توسط این دیوار کاملاً از دید ما پنهان باشد، اما حرکت پیچشی میله کوچک نشان می دهد که لوله گشتاور چقدر در برابر نیروی وزنه تسلیم می شود. /p>

ممکن است این مکانیسم لوله گشتاور را برای اندازه گیری سطح مایع در یک مخزن تحت فشار با جایگزین کردن وزن با یک جابجایی، وصل کردن فلنج به نازل جوش داده شده به ظرف اعمال کنیم. و یک دستگاه حسگر حرکت را با انتهای میله کوچک تراز کنید تا چرخش آن را اندازه گیری کنید.

با افزایش و کاهش سطح مایع، وزن ظاهری جابجایی تغییر می کند و باعث می شود لوله گشتاور کمی پیچ بخورد. سپس این حرکت پیچشی خفیف در انتهای میله کوچک، در محیطی جدا از فشار سیال فرآیند، احساس می‌شود.

عکس گرفته شده از یک لوله گشتاور واقعی از فرستنده سطح Fisher “Level-Trol” ظاهر خارجی آن را نشان می دهد:

کلاس

 

فلز تیره رنگ فولاد الاستیکی است که برای تعلیق وزن با عمل به عنوان فنر پیچشی استفاده می شود، در حالی که بخش براق میله داخلی است که برای انتقال حرکت استفاده می شود.

همانطور که می بینید، خود لوله گشتاور قطر زیادی ندارد. اگر اینطور بود، فنر بسیار سفت و سفت بود و نمی‌توان آن را در ابزارهای سطحی از نوع جابجایی استفاده کرد، زیرا جابجایی معمولاً خیلی سنگین نیست و اهرم آن بلند نیست.

نگاه کردن نزدیکتر به هر انتهای لوله گشتاور، انتهای باز را نشان می دهد که در آن میله با قطر کوچک بیرون زده (چپ) و انتهای “کور” لوله در جایی که به لوله وصل می شود. اهرم (راست):

 

اگر بخواهیم مجموعه لوله گشتاور را از وسط نصف کنیم، سطح مقطع آن چیزی شبیه به این خواهد بود:

 

این تصویر بعدی لوله گشتاور را به عنوان بخشی از یک فرستنده سطح کل سبک جابجایی نشان می دهد:

 

همانطور که از این تصویر می بینید، لوله گشتاور هنگامی که برای یک برنامه اندازه گیری سطح از نوع جابجایی اعمال می شود، به سه هدف متمایز عمل می کند:

(۱) به عنوان فنر پیچشی که وزن جابجایی را معلق می کند،

(۲) برای مسدود کردن فشار سیال فرآیند از مکانیسم سنجش موقعیت، و

(۳) برای انتقال حرکت از انتهای دور لوله گشتاور به مکانیزم حسگر.

در فرستنده‌های سطح پنوماتیک، مکانیسم سنجشی که برای تبدیل حرکت پیچشی لوله گشتاور به سیگنال پنوماتیک (فشار هوا) استفاده می‌شود، معمولاً از طراحی تعادل حرکتی است.

مکانیسم Fisher Level-Trol، برای مثال، از یک لوله بوردون C شکل با یک نازل در انتهای آن برای دنبال کردن یک بافل متصل به میله کوچک استفاده می کند. مرکز لوله بوردون با مرکز لوله گشتاور تراز است.

هنگامی که میله می چرخد، بافل به سمت نازل در نوک لوله بوردون پیش می رود و باعث افزایش فشار برگشتی می شود که به نوبه خود باعث خم شدن لوله بوردون می شود.

این خم شدن، نازل را از حفره در حال پیشروی دور می کند تا زمانی که شرایط متعادلی ایجاد شود. بنابراین حرکت میله با حرکت لوله بوردون متعادل می شود و این سیستم را به یک سیستم پنوماتیک تعادل حرکت تبدیل می کند:

توجه: فرستنده‌های سطح مبتنی بر پنوماتیک قدیمی هستند و دیگر در صنایع تولید یا استفاده نمی‌شوند، مگر اینکه نیاز بسیار خاصی داشته باشند.

اعتبار: Tony R. Kuphaldt – Creative Commons Attribution 4.0 License

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.