Рівень є непрямим показником гідродінамі-чеського рівноваги в апараті або споруді. Сталість рівня свідчить про дотримання матеріального балансу, коли приплив рідини дорівнює стоку і швидкість зміни рівня дорівнює нулю. Слід зазначити, що приплив і стік тут є узагальненими поняттями. У найпростішому випадку, коли в аппа-Раті не відбувається ніяких фазових перетворень (збірники, змішувачі, проміжні ємності, Рідкофазний споруди), приплив дорівнює витраті рідини, яка подається в апарат, а стік -Витрата рідини, що відводиться з апарату. У більш складних тех-нологічних процесах, що супроводжуються зміною фазо-вого стану речовин, рівень є характеристикою не тільки гідравлічних, але теплових і масообмінних процес-сов, а приплив і стік враховують фазові перетворення речовин. Такі процеси протікають у випарник, конденсаторах, випарити-них установках і багатьох інших агрегатах.
Залежно від необхідної точності підтримки рівня застосовують або позиційне, або його безперервне регулиро-вання.
Позиційне регулювання застосовується у випадках, коли рівень в апараті потрібно підтримувати в заданих, але доста-точно широких межах: LH ≤ L ≤ LB. Такі системи регулирова-ня найчастіше встановлюють на збірниках рідини або про-проміжних ємностях (рис. 5.16). При досягненні граничного значення рівня в них зазвичай передбачається автоматичні-кое перемикання потоку рідини на запасну ємність.
Спосіб безперервного регулювання використовується для ста-зації рівня на заданому значенні, т. Е. Коли необхідно забезпечувати рівність L = L0. Особливо високі вимоги пред'являються до точності регулювання рівня в теплообмінних апаратах, в яких рівень конденсату визначає фактичний-кую поверхню теплообміну. У таких АСР для регулювання рівня без статичної похибки застосовують ПІ-регулятори. П - регулятори використовують лише в тих випадках, коли не потрібна висока якість регулювання і обурення в системі не мають постійної складової, яка може привести до накопичення статичної похибки.
При відсутності фазових перетворень в апараті рівень в ньому регулюють одним з трьох способів: зміною витрати жид-кістки на вході в апарат (регулювання «на притоці», рис. 5.17, а); зміною витрати рідини на виході з апарату (регулиро-ням «на стоці», рис. 5.17, б); регулюванням співвідношення рас-ходу рідини на вході в апарат і виході з нього з корекцією за рівнем (каскадна АСР, рис. 5.17, в).
Слід зазначити, що при реалізації каскадної АСР откло-ня коригувального контуру може привести до накопичення помилки при регулюванні рівня, так як внаслідок неизбеж-них похибок в настройці регулятора співвідношення витрат рідини на вході і виході апарата не буде однаково і внаслідок властивостей об'єкта рівень в апараті буде безперервно на-розтане (або спадати).
У разі коли процеси в апараті супроводжуються фазо-вимі перетвореннями, можна регулювати рівень зміною подачі теплоносія (або холодоагенту), як показано на рис. 5.18. У таких апаратах рівень взаємопов'язаний з іншими параметрами (наприклад, тиском), тому вибір способу регулювання в кожному конкретному випадку повинен виконуватися з урахуванням ос-тальних контурів автоматичного регулювання.
Регулювання рівня в інженерних системах застосовують для автоматизації водонапірних, підживлювальних, розширювальних, пневмогідравлічних і інших баків і резервуарів, а також для попереджувальної і аварійної сигналізації переповнення або спорожнення різних ємностей.
Найбільш простим є поплавковий камерний регуляторної-тор рівня, що складається з камери поплавця і регулюючого клапана, з'єднаних тягою (рис. 5.19). Поплавковая камера со-єдиного з ємністю, що знаходиться під тиском до 16 кгс / см 2 (1,6 МПа). Кульовий пустотіла поплавок жорстко пов'язаний з віссю, виведеної через сальник, встановлений в корпусі камери. На цій же осі зовні закріплений важіль 2 з контрвантажем і тя-гой, з'єднаної з важелем 4 регулюючого клапана. Повний хід поплавця становить 160 мм. Довжину важелів поплавкового
пристрою і клапана можна регулювати в великих межах і тим самим змінювати зону нерівномірності регулятора від 10 до 500%.
Поплавкові камерні регулятори рівня рідини можна комплектувати пневматичними або електричними регульо-ющими і сигналізують пристроями, які кріплять до кор-пусу поплавковою камери і з'єднують з важелем. Пневматичні регулюючі пристрої являють собою П - регулятори, а електричні - трипозиційні контактні. Як регу-ром рівня можуть застосовуватися і діфманометри, оснащені різними регулюючими пристроями.
Набули поширення також пневматичні регулятори рівня, які за принципом дії близькі до поплавця камерним регуляторам. Їх випускають на умовні тиску 16, 40 і 64 кгс / см 2 (1,6; 4,0 і 6, 4 МПа); межі вимірювання - 400 і 800 мм. Ці регулятори оснащені покажчиками положення рівня і можуть мати дві пневмосистеми, одна з яких слу-жит для дистанційної передачі (до 300 м) показань рівня (клас точності 2,5), а інша - для регулювання. Чутливість-ний елемент являє собою порожнистий циліндричний буй, з'єднаний важелями і віссю з заслінкою пневматичного підсилювача - перетворювача типу сопла-заслінки.
Для автоматизації відкачують або нагнітають насосів і для сигналізації використовуються різні реле рівня. Реле рівня безсальникові (рис. 5.20, а) має камеру поплавця, в якій разом з рівнем рідини переміщається кульової по-плавок, пов'язаний штоком з віссю. При переміщенні поплавок повертає провідний магніт муфти. Ведений магніт повора-чивается за провідним магнітом і приводить в рух пов'язані з ним два ртутно-скляних контакту, які спрацьовують в крайніх (верхньому і нижньому) положеннях поплавка. Межі спрацювання реле можна налаштувати від 20 до 150 мм, при цьому один контакт буде спрацьовувати при максимальному рівні, а інший - при мінімальному. Розривна потужність контактів 600 В · А при змінному струмі 220 В частотою 50 Гц. Електричні-кая проводка вводиться через сальник корпусу контактного уст-ройства. Реле можна використовувати для резервуарів, що знаходяться під тиском. Його відмінною рисою є біс-сальниковое пристрій з електромагнітної зв'язком.
Для відкритих резервуарів великої висоти (до декількох метрів) застосовується реле рівня (рис. 5.20, б), у якого по-плавок з'єднаний з контактним пристроєм за допомогою троса. Поплавок і противагу укріплені на тросі, перекинутому через
блок. При переміщенні поплавка вгору до максимального зна-чення рівня кільце 3. укріплене на тросі, підходить до важеля контактного пристрою і піднімає його. Контактний пристрій спрацьовує. При зниженні рівня рідини кольцо6, укріплений-ве на іншому кінці троса, переміщує важіль в зворотному направ-лення до нового спрацьовування контактного пристрою. Пряме і зворотне спрацьовування контактного пристрою налаштовується переміщенням кілець 3 і 6 уздовж троса. Розривна потужність кон-тактів становить до 2 кВ · А при змінному струмі 220 В частотою 50 Гц.
Описані поплавкові реле і регулятори рівня не можуть застосовуватися для регулювання або сигналізації побутових сточ-них вод, так як поплавкові пристрої втрачають плавучість, а механізми передачі виходять з ладу. Для цього розроблено спеціальне реле рівня колодязів.
Великого поширення в інженерних системах отримали електричні та електронні реле рівня, що використовують в якості датчиків електроди, за допомогою яких вимірюється елект-ропроводность або електрична ємність. Ці реле не мають рухомих пристроїв, поплавців і передавальних механізмів. Наприклад, електричний регулятор - сигналізатор рівня пред-призначений для води і неагресивних розчинів. В основу роботи покладено принцип замикання електричного кола при різкій зміні електропровідності.
Електричне коло складена джерелом харчування, релей-ним блоком, датчиком і середовищем, рівень якої контролюється (рис. 5.21). При досягненні середовищем електродного датчика елект-річеская ланцюг замикається через заземлення на джерело живлення. Блок релейний БР складається з трьох транзисторних релейних кас-Кадова і трьох випрямних елементів, що живляться від понижу-ющего трансформатора. Кожен транзисторний каскад працює від свого датчика і зібраний по схемі підсилювача, що має навантаженням-кой електромагнітне реле. Контакти цих реле використовуються для регулювання або сигналізації.
Кожен датчик складається з двох частин - електрода і штуцера, електрично ізольованих один від іншого фторопластовим ущільненням. Датчики можна встановлювати в середу з робочим тиском до 25 кгс / см 2 (2, 5 МПа) і температурою до 200 "С. Можливе видалення релейного блоку від місця установки датчиків визначається електричним опором проводів (який мав би перевищувати 10 Ом), що з'єднують датчик з блоком. Харчування комплекту проводиться змінним струмом 220 В годину-тотой 50 Гц. Розривне потужність контактів 500 В · А при тому ж змінному струмі. потужність реле не перевищує 15 В · А.