ОГРАНИЧИТЕЛЬ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В РЕЗЕРВУАРЕ Российский патент 1994 года по МПК B67D5/00 

Изобретение относится к устройствам для регулирования уровня жидкости и может быть использовано для ограничения уровня налива жидкости в резервуары.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является ограничитель уровня жидкости в резервуаре [1] , содержащий пневматический датчик уровня, соединенный с мембранным сервомеханизмом, связанным с управляющим клапаном, гидропривод, запорный орган, рычаг управления. Гидропривод выполнен в виде подвижного и неподвижного поршней, установленных на штоке, расположенных в цилиндре и образующих с ним полости, связанные с управляющим клапаном, при этом один из поршней имеет кольцевой бурт, и в каждом из поршней выполнены перепускные каналы, расположенные по окружности, диаметр которой в одном поршне больше, а в другом меньше диаметра кольцевого бутра.

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность работы, обусловленная следующим. Работа данного устройства основана на механическом и гидравлическом переключении запорного клапана под воздействием работы мембраны и пневматического датчика. Известный ограничитель сложен кинематически, требует изготовления большого количества деталей, в том числе прецизионных, с множеством проточек и уплотнений рабочих органов, а также калибровки мембраны. Кроме того, устройство требует заполнения рабочего цилиндра жидкостью, не замерзающей при низкой температуре окружающего воздуха. Мембрана как основной рабочий орган устройства при значительных перепадах температуры в связи с возникновением линейных расширений и сужений может давать отказы в работе.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Это достигается тем, что ограничитель уровня жидкости в резервуаре, содержащий датчик уровня, пневматический сервомотор, запорный орган, кран управления, согласно изобретению снабжен отключателем, соединенным с датчиком уровня и пневматическим сервомотором и выполненным в виде поворотной головки, в которой выполнены соединенные между собой впускной и выпускной каналы с плавающими клапанами. Впускной канал расположен под углом α= 76-77^о к горизонтальной плоскости. В нижней части впускного канала под углом β= 15-17^о к горизонтальной плоскости выполнен отводной тупиковый канал. Выпускной канал расположен под углом ϕ= 8-10^о к горизонтальной плоскости, в верхней части выпускного канала расположен под углом δ= 34-36^о патрубок к горизонтальной плоскости с седлом для плавающего клапана. Впускной канал соединен с магистралью сжатого воздуха, а выпускной - с сервомотором запорного органа.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показало, что оно отличается рядом признаков, т. е. заявляемое решение соответствует критерию "новизна".

Выполнение отключателя в виде поворотной головки, в которой выполнены соединенные между собой впускной и выпускной каналы с плавающими клапанами, расположение впускного канала под углом α= 76-77^о к горизонтальной плоскости, выполнение в нижней части впускного канала отводного тупикового канала под углом β= 15-17^о к горизонтальной плоскости, расположение выпускного канала под углом ϕ= 8-10^о к горизонтальной плоскости, расположение в верхней части выпускного канала патрубка под углом δ= 34-36^о к горизонтальной плоскости с седлом для плавающего клапана обеспечивают взаимосогласованную работу плавающих клапанов, что позволяет работать устройству надежно.

Углы построены из условий строгой взаимосогласованности между собой и поворотной головкой к ее основанию для согласованной работы плавающих клапанов при воздействии датчика уровня поворотной головки в пределах угла поворота 0-48^о к ее основанию. Ось впускного канала с седлом под углом 76-77^о согласовывается с осью отводного канала с опережающим углом канала, равным 15-17^о, с расчетом, чтобы дорожка для переката шарового клапана совпадала с поверхностью седла клапана для свободного переката и посадки клапана в седло и откатки его из седла в тупик канала в первоначальное положение. Ось седла выпускного клапана тупикового канала расположена под углом 8-10^о к основанию поворотной головки и согласована с осью седла, расположенного под углом δ= 34-36^о, с осью тупикового канала так, чтобы поверхность дорожки плавающего клапана гладко сочеталась с поверхностью седла для свободного накатывания плавающего клапана на посадочное место седла и свободного срыва (выпада) его из седла клапана.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной и других областях техники не позволило выявить в них отличительные от прототипа признаки, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показана схема ограничителя; на фиг. 2 - общий вид поворотной головки; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - запорный орган.

Ограничитель уровня жидкости в резервуаре содержит поворотную головку 1, закрепляемую на горловине цистерны, и связанный с ней запорный орган 42. К корпусу поворотной головки 1 жестко прикреплен поплавок 2. В корпусе поворотной головки 1 выполнен впускной канал 3, связанный через кран 4, шланг 5 с магистралью 6 сжатого воздуха. Впускной канал 3 выполнен под углом α= 77^о к горизонтально расположенному основанию 7 поворотной головки 1. На седле 8 впускного канала 3 размещен плавающий шаровой клапан 9, перекрывающий канал 10. В нижней части канала 3 под углом β= 17^о к нему выполнен отводной тупиковый канал 11, заглушенный пробкой 12. В нижней части поворотной головки 1 расположен выпускной канал 13 под углом ϕ= 10^о к основанию 7, причем канал 13 конструктивно в два раза длиннее канала 11. С одной стороны канал 13 заглушен пробкой 14, а с другой стороны в нем размещено седло 15, закрепленное патрубком 16. расположенным под углом δ= 35^о к горизонтально расположенному основанию 7. В полости канала 13 размещен плавающий шаровой клапан 17. Канал 13 соединен с каналом 1, заглушенным пробкой 19. Канал 18 соединен с каналом 20, заглушенным пробкой 21, и каналом 22, сообщающимся с каналом 10. Канал 22 шлангом (воздуховодом) 23 соединен с пневматическим цилиндром 24. Поворотная головка 1 закреплена осью 25 в подшипниках 26 качения на кронштейне 27, который прикреплен винтом 28 к горловине 29 цистерны.

Запорный орган 42 ограничителя уровня жидкости состоит из корпуса 30, внутри которого на седле 31 расположен запорный клапан 32, скрепленный со штоком 33. В свою очередь шток 33 соединен с муфтой 34 со штоком 35, на котором закреплен поршень 36. Поршень 36 расположен в пневматическом цилиндре 24 и подпружинен пружиной 37. В нижней крышке 38 цилиндра 24 имеется патрубок 39 для ввода сжатого воздуха по шлангу 23, а также спускной кран 40 для возможного спуска конденсата.

Устройство работает следующим образом.

Наливной патрубок 41 нефтепровода направляют в горловину 29 цистерны. Поворотную головку 1 устанавливают на горловину 29 и закрепляют винтом 28 кронштейна 27. Поплавок 2 поворотной головки 1 занимает положение с наклоном влево на угол 45-48^о, а плавающий шаровой клапан 9, срываясь с седла 8, открывает канал 10 для поступления сжатого воздуха и перемещается в тупик к пробке 12 отводного тупикового канала 11. Одновременно плавающий шаровой клапан 17 перемещается по выпускному каналу 13 влево и устанавливается на седло 15, перекрывая тем самым патрубок 16 для выхода отработанного воздуха в атмосферу. Таким образом, после установки и самонастройки поворотной головки 1 осуществляются пуск и налив нефтепродукта в цистерну путем поворота ручки пускового крана 4, через который сжатый воздух поступает от магистрали 6 через шланг 5, каналы 3,10,22 и шланг 23, патрубок 39 крышки 38 в полость цилиндра 24. Под действием сжатого воздуха поршень 36 со штоком 35 перемещается вверх и через муфту 34 и шток 33 клапан 32 поднимается с седла 31, т. е. производится открытие клапана 32. Начинается процесс налива нефтепродукта в цистерну. В конце наполнения уровень нефтепродукта вступает в контакт с поплавком 2, при этом осуществляется поворот головки 1 вправо на си 25 в подшипниках 26 качения. В момент поворота головки 1 плавающий шаровой клапан 9, опережая клапан 17 за счет большего угла наклона (<β) канала 11, чем угол наклона (<ϕ) канала 13, скатывается по каналу 11 и устанавливается на седле 8, перекрывая канал 10 и тем самым прекращая доступ сжатого воздуха в полость цилиндра 24. Плавающий шаровой клапан 17 с некоторым замедлением скатывается с седла 15 вправо по каналу 13 в тупик у пробки 14, занимая свое первоначальное положение и таким образом стравливая отработанный сжатый воздух из цилиндра 24 в атмосферу через патрубок 16 по воздуховоду 23, каналом 22,20,18. Поршень 36 под действием пружины 37 опускается, перемещая штоки 35 и 33 вниз, при этом клапан 32 закрывается, и прекращается процесс налива нефтепродукта в цистерну. После налива пусковой кран 4 закрывают, поворотную головку 1 снимают с горловины 29 цистерны.

Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом имеет более простую конструкцию с минимальным количеством рабочих деталей, что обеспечивает надежную работу при любых условиях. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 647660, кл. G 05 D 9/02, 1974.

Использование: для регулирования уровня жидкости в цистерне. Сущность изобретения: ограничитель содержит поворотную головку с поплавком. В корпусе головки выполнен первый впускной канал с первым плавающим клапаном, перекрывающим второй канал. В нижней части первого канала имеется третий отводной канал. Четвертый канал 13 с вторым плавающим клапаном с одной стороны имеет седло, закрепленное первым патрубком. Поворотная головка связана с запорным органом, в котором третий клапан скреплен со штоком, на котором насажен поршень, расположенный в пневматическом цилиндре. Головку крепят шарнирно на горловине цистерны. Поплавок занимает положение с наклоном влево, при этом первый клапан открывает второй канал для сжатого воздуха. Второй клапан перемещается по четвертому каналу, перекрывая первый патрубок. Сжатый воздух поступает от магистрали в первый, второй, пятый каналы, шланг, второй патрубок и в полость цилиндра. При этом поршень перемещается вверх, и третий клапан открывается. Процесс налива начинается. В конце наполнения головка поворачивается вправо, первый клапан перекрывает второй канал, воздух в цилиндр прекращает поступать. Поршень опускается, третий клапан закрывается. 4 ил.

ОГРАНИЧИТЕЛЬ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В РЕЗЕРВУАРЕ, содержащий датчик уровня, пневматический сервомотор, запорный орган и кран управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, он снабжен отключателем, соединенным с датчиком уровня и пневматическим сервомотором и выполненным в виде поворотной головки с отводным тупиковым каналом и соединенными между собой впускным и выпускным каналами с плавающими клапанами, при этом впускной канал расположен под углом 76 - 77^o к горизонтальной плоскости и в нижней части сопряжен с отводным тупиковым каналом, последний расположен под углом 15 - 17^o к горизонтальной плоскости, а выпускной канал - под углом 8 - 10^o к горизонтальной плоскости и в верхней его части расположен патрубок под углом 34 - 36^o к горизонтальной плоскости и размещено седло для плавающего клапана, закрепленное патрубком, причем впускной канал расположен с возможностью соединения с магистралью подачи сжатого воздуха и выпускной - с запорным органом.