УРОВНЕМЕР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1996 года по МПК G01F23/20 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения уровня сыпучих материалов в различных отраслях промышленности.

Известен уровнемер сыпучих материалов, содержащий гибкий чувствительный элемент, весоизмерительный узел и электромеханический механизм управления в виде червячной пары [1]
Недостатком этого уровнемера является низкая точность измерений.

Наиболее близким аналогом является уровнемер сыпучих материалов, содержащий весоизмерительный узел, два элемента контроля предельных положений продольного перемещения механизма управления, соосно и последовательно установленные электромеханический механизм управления, узел подвески чувствительного элемента в вертикальном положении, гибкий эластичный чувствительный элемент в виде канала, закрепленный одним концом на узле подвески [2]
Недостатком этого уровнемера является низкая чувствительность и точность измерений.

Техническим эффектом от использования изобретения является устранение данных недостатков.

Он достигается тем, что электромеханический механизм управления выполнен в виде ходового винта, связанного с червячной парой, и полого цилиндра, выполненного с возможностью перемещения вдоль ходового винта, весоизмерительный узел выполнен в виде установленных на опорной платформе тензодатчиков, узел подвески выполнен в виде штока с головкой на одном конце и нагрузочного диска, выполненного с возможностью взаимодействия с тензодатчиками весоизмерительного узла и шарнирно связанного с другим концом штока. Полый цилиндр имеет внутреннюю резьбу и кольцевой торцевой ограничивающий выступ со стороны узла подвески чувствительного элемента. Часть штока с головкой установлена с возможностью свободного перемещения внутри полого цилиндра, а чувствительный элемент закреплен в центре нагрузочного диска и выполнен в виде каната или ленты.

Изобретение поясняется чертежом фиг. 1, 2.

Комплект уровнемера состоит из механизма управления I, преобразователя усилителя II, электрического измерительного прибора III, блока питания IV, чувствительного элемента и тензодатчиков.

Свободно висящий чувствительный элемент 1 с помощью шарнирного соединения прикреплен к штоку дискообразной платформы 2, которая в свою очередь через шарнир 3 связана со штоком 4, имеющим головку.

В положении, предшествующем измерению, элементы устройства 1-4 висят на торцевом упоре внутренней полости цилиндра 5 и дискообразная платформа 2 не касается тензодатчиков 13, которые служат для измерения веса элементов устройства 1-4. Тензодатчики установлены на опорной платформе 14.

Цилиндр 5 выполнен с резьбой на внутренней поверхности и при вращении винта 6, являющегося одновременно осью червячной шестерни 10, может перемещаться вдоль общей оси.

Цилиндр 5 благодаря скользящей шпонке 7 удерживается от вращательного движения и перемещается внутри стакана 8, закрепленного на опорной платформе 15, а сама платформа на сварке соединена с корпусом 16 уровнемера.

Ось червяка 9 соединена с осью электродвигателя 21, предназначенного для приведения в действие уровнемера.

Для ограничения хода цилиндра 5 в уровнемере предусмотрены конечные выключатели 11, закрепленные на кронштейне 12.

Корпус уровнемера своей опорной платформой 14 опирается на фланец 18 сосуда 20, в котором осуществляется измерение уровня сыпучего материала. Верхняя часть уровнемера закрыта крышкой 17.

Процесс измерения уровня сыпучего материала в сосуде осуществляется следующим образом:
оператор с помощью управляющих элементов электропривода приводит в действие электродвигатель 21, который, вращая червячную пару 9, 10, приведет во вращение винт 6, и цилиндр 5 опустит дискообразную платформу 1 на три тензодатчика 13, установленных под углом 120^o.

Благодаря тому, что цилиндр 5 будет еще некоторое время перемещаться вниз происходит разъединение механической связи между ним и штоком 4. На заданном расстоянии цилиндр 5 остановится, а шток 4 с головкой войдет внутрь его полости. При этом измерительный прибор зафиксирует вес верхней части чувствительного элемента, не погруженной в материал. А вес этой части чувствительного элемента, пропорционален расстоянию от поверхности материала до верхнего максимально допустимого уровня.

По достижении тензодатчиков дискообразная платформа прекращает движение, а цилиндр 5 продолжает поступательное движение, в результате чего закраина головки штока 4 выходит из соединения с внутренним кольцевым торцевым ограничительным выступом цилиндра 5.

Таким образом тензодатчики 13 будут воспринимать только вес чувствительного элемента 1 дискообразной платформы 2 и штока 4.

При пустом сосуде сигнал, выдаваемый тензодатчиками, будет максимальным.

Если сосуд будет частично заполнен (см. фиг. 1), то тензодатчики будут фиксировать вес верхней, не погруженной в материал, части чувствительного элемента и, таким образом, косвенным путем измеряется расстояние до поверхности материала в сосуде.

Тензодатчики, представляющие собой чувствительный электрический измерительный мост, включаются в электрическую схему преобразователя-усилителя II с блоком питания IV и с помощью электроизмерительного прибора III производится считывание показания (уровня материала). По окончании измерения, по команде оператора, механизм управления I приходит в исходное положение, при котором дискообразная платформа со всеми закрепленными к ней элементами поднимается с помощью цилиндра 5 и штока 4 вверх и тензодатчики "разгружаются".

Использование: для измерения уровня сыпучих материалов. Сущность изобретения: устройство содержит весоизмерительный узел в виде установленных на опорной платформе тензодатчиков, узел подвески в виде штока с головкой на одном конце и нагрузочного диска, шарнирно связанного с другим концом штока, ходовой винт, связанный с червячной парой и полый цилиндр с внутренней резьбой и кольцевым ограничивающим выступом, гибкий эластичный чувствительный элемент, закрепленный в центре нагрузочного диска. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Уровнемер сыпучих материалов, содержащий весоизмерительный узел, два элемента контроля предельных положений продольного перемещения механизма управления, соосно и последовательно установленные электромеханический механизм управления, узел подвески чувствительного элемента в вертикальном положении, гибкий эластичный чувствительный элемент в виде каната, закрепленный одним концом на узле подвески, отличающийся тем, что электромеханический механизм управления выполнен в виде ходового винта, связанного с червячной парой, и полого цилиндра, выполненного с возможностью перемещения вдоль ходового винта, весоизмерительный узел выполнен в виде установленных на опорной платформе тензодатчиков, узел подвески выполнен в виде штока с головкой на одном конце и нагрузочного диска, выполненного с возможностью взаимодействия с тензодатчиками весоизмерительного узла и шарнирно связанного с другим концом штока, причем полый цилиндр имеет внутреннюю резьбу и кольцевой торцовый ограничительный выступ со стороны узла подвески чувствительного элемента, часть штока с головкой установлена с возможностью свободного перемещения внутри полого цилиндра, а чувствительный элемент закреплен в центре нагрузочного диска и выполнен в виде канала или ленты. 2. Уровнемер по п. 1, отличающийся тем, что электромеханический механизм управления, узел подвески чувствительного элемента, элементы контроля предельных положений продольного перемещения механизма управления и весоизмерительный узел установлены в герметичный корпус.