СТАЦИОНАРНЫЙ ПОПЛАВКОВЫЙ УРОВНЕМЕР ЖИДКОСТИ Российский патент 1994 года по МПК G01F23/30 

Изобретение относится к приборам для измерения уровня жидкости в наземных резервуарах, например воды, нефти и нефтепродуктов и других жидкостей в атмосферных условиях.

Известные уровнемеры, принимаемые в практике, как электронный индикатор уровня ЭИУ и ЭИУ-1, предназначены для непрерывного дистанционного измерения уровня жидкости и сыпучих сред, принцип работы которых основан на измерении электрической емкости датчика, изменяющейся при изменении уровня.

Индикатор уровня электронный ЭИУ-IВM предназначен для непрерывного дистанционного измерения уровня в резервуаре, принцип действия которого основан на преобразовании приращения емкости датчика в электрический сигнал.

Электронный сигнализатор уровня МЭСУ-IB предназначен для автоматического контроля и сигнализации достижения уровня, принцип действия которого основан на преобразовании изменения емкости датчика в зависимости от изменения уровня среды в сигнал управления с коммутирующего реле.

Недостатком выше перечисленных и им аналогичных приборов, предназначенных для измерения уровня, является сложность их электрических схем. Электронные блоки, в которых используются трансформаторы, конденсаторы, диоды, сопротивления, электронные лампы, контактные группы, при преобразовании сигнала дополняют свою погрешность в измеряемых показаниях. Как показала практика, перечисленные выше уровнемеры в эксплуатационных условиях не соответствуют требованиям.

Существуют уровнемеры жидкости с теми же недостатками (см. Энциклопедия современной техники "Автоматизация производства и промышленная электроника", М.: Советская энциклопедия, 1965, т. 4, с. 188).

Кроме выше перечисленных уровнемеров жидкости применяются в эксплуатации. Например, уровнемер поплавковый типа УДУ-5 предназначен для оперативного контроля уровня жидкостей в емкостях и различных технологических аппаратах, принцип работы которых основан на следящем действии поплавка, плавающего на поверхности жидкости и перемещающегося вместе с ее уровнем.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известный поплавковый уровнемер жидкости, содержащий поплавок, связанный с противовесом гибкой тяги, перекинутой через свободно вращающиеся ролики, шкалу с указателем (Яковлев Л.Г. Уровнемеры. М.: Машиностроение, 1964, с. 54).

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение точности измерения уровня, улучшение стабильности работы прибора, удобства в эксплуатации прибора.

На фиг. 1 и 2 показана принципиальная схема стационарного поплавкового уровнемера жидкости; на фиг.3 изображен фрагмент корпуса и шкалы прибора.

На фиг.1 показан наземный пустой резервуар 1, имеющий высоту h (позиция 11), в днище резервуара 1 находится углубление 2 для поплавка 3, на котором отмечена пунктиром его ватерлиния 4. Гибкая тяга 5 одним концом жестко присоединена к поплавку 3, другой ее конец проходит через угловые ролики 6 к противовесу 7, к которому жестко присоединен. Верхний блок 8 и нижний блок 9 соединены бесконечной стальной лентой - шкалой 10, которая в определенной точке жестко присоединена к противовесу 7.

На фиг.2 показан резервуар 1, заполненный жидкостью до верхнего предела. Поплавок 3 во время заполнения резервуара 1 жидкостью переместился с крайнего нижнего положения в крайнее верхнее положение на расстояние, равное h1 (позиция 12). Одновременно противовес 7 переместился с крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение.

Работа уровнемера жидкости осуществляется следующим образом. В то время, когда резервуар пустой, как это показано на фиг.1, поплавок 3 находится в лежачем положении, на дне углубления 2. Ватерлиния 4 поплавка 3 находится ниже днища резервуара 1, т.е. ниже нулевого уровня днища, в крайнем нижнем нерабочем положении. При заполнении жидкостью резервуара 1 первым заполнится углубление 2, поплавок 3 всплывет, а ватерлиния 4 (отмеченная пунктиром на поплавке 3) установится на уровне жидкости и днища резервуара. Поплавок 3 сместился вверх с нерабочего положения в точку начала отсчета, т.е. в рабочее положение.

Одновременно на такое же расстояние переместился вниз противовес 7, который правую сторону шкалы 10 (находящуюся на свободно вращающихся блоках 8 и 9) сместился вниз, а левая сторона шкалы 10 ровно на столько же сместится вверх. В этот момент поплавок 3, противовес 7 и шкала 10 приняли начало рабочего положения. Шкала 10 стала на "0", т.е. начало отсчета уровня жидкости в резервуаре 1 (см.фиг.3). Поплавок 3 находится в свободном плавающем состоянии, тяга 5, соединяющая поплавок 3 с противовесом 7, находится постоянно под определенной нагрузкой. Шкала 10 имеет свое постоянное положение и возможность перемещаться на блоках 8 и 9. Точка отсчета уровня жидкости (снятие показаний уровня жидкости) - позиция 14.

На внешней плоскости шкалы 10 имеются деления ценой в 1 мм и соответствующая оцифровка линейных делений. В точке 14 находится обозначение "0", т. е. начало отсчета уровня жидкости в резервуаре 1. От нуля вниз, на верхней плоскости шкалы 10, огибающей блок 9, находятся деления по всей длине шкалы 10 на расстоянии, равном h₂ (позиция 13). При пустом резервуаре 1 (только при заполненном жидкостью углублении 2) поплавок 3 находится в крайнем нижнем рабочем положении. Нулевое обозначение шкалы 10 находится в точке 14. На корпусе 15 и на стекле уровнемера (фиг.3) для снятия показаний уровня жидкости имеется в виде риски указатель 16. Уровнемер готов к работе. Допустим, в резервуар 1 поступает жидкость, уровень ее в резервуаре постепенно поднимается, одновременно с уровнем жидкости плавно перемещается вверх и поплавок 3. Так как поплавок 3 и противовес 7 между собой через тягу 5 имеют жесткую связь, а шкала 10 жестко присоединена к противовесу 7, то при даже незначительном смещении поплавка 3 с нулевого положения соответственно осуществляется принудительное перемещение (за счет гравитации) противовеса 7, который переместит и шкалу 10. Независимо от того, какой уровень жидкости находится в резервуаре 1, поплавок 3, выполняющий функции движителя, свободно перемещаясь по вертикали вслед за изменением уровня жидкости, способен надежно, постоянно, безошибочно и одновременно следить (перемещаться) за изменением уровня жидкости от "0" до верхнего предела. Работающий в паре (с поплавком 3) на жесткой связи противовес 7 является промежуточным движителем одновременного перемещения шкалы 10 с поплавком 3.

Особенностью предлагаемого уровнемера жидкости является его предельная простота конструкции, для его работы не используется никакой дополнительной энергии, не используются промежуточные преобразователи, он обеспечивает достаточную точность измерения уровня жидкости, постоянная информация уровня жидкости. Не требуется дефицитных, дорогостоящих материалов для изготовления и нет надобности в высококвалифицированном обслуживании.

Использование: в приборах для измерения уровня жидкости в наземных: резервуарах. Сущность изобретения: уровнемер содержит свободно вращающиеся ролики, через которые проходит гибкая тяга, жестко соединяющая поплавок с противовесом, к которому жестко присоединена бесконечная шкала, находящаяся на свободно вращающихся, размещенных по вертикали блоках. В нижней части корпуса имеется окно для визуального снятия показаний уровня жидкости, а на стеклянной стенке - указатель в виде риски. 3 ил.

СТАЦИОНАРНЫЙ ПОПЛАВКОВЫЙ УРОВНЕМЕР ЖИДКОСТИ, содержащий поплавок, связанный с противовесом посредством гибкой тяги, перекинутой через свободно вращающиеся ролики, шкалу с указателем, отличающийся тем, что он снабжен остекленным корпусом и блоками, расположенными внутри него вертикально, при этом шкала выполнена в виде оцифрованной гибкой бесконечной ленты, огибающей блоки и жестко соединенной с противовесом, а указатель - в виде риски на стекле корпуса.