ВИБРАЦИОННЫЙ УРОВНЕМЕР Российский патент 1999 года по МПК G01F23/04 

Предлагаемое устройство предназначено для непрерывного дистанционного автоматического измерения уровней сыпучих веществ в производственных и транспортных резервуарах и может использоваться в промышленности, топливно-энергетическом и сырьевом комплексах, автомобильном, железнодорожном и водном (морском и речном) транспорте, строительстве и сельском хозяйстве.

Известен уровнемер (авт. св. СССР N 1737276, G 01 F 23/00), содержащий ленту с зондом на конце, перекинутую через ролик управления, установленный на валу электродвигателя. Опусканием зонда в бункер (резервуар) начинается вычисление длины размотанной ленты путем отсчета угла поворота ролика. При соприкосновении с поверхностью исследуемого вещества двигатель останавливается, и результат измерения высвечивается на индикаторе.

Недостатком этого уровнемера является ограниченное быстродействие, обусловленное дискретностью замеров уровня, следующих через значительные промежутки времени (десятки секунд), требуемые для подъема и опускания троса и зонда. В течение этого времени сведений об уровне вещества не поступает, и при быстром изменении уровня оператор может ошибаться в его оценке.

Другим недостатком является невозможность измерений при заполнении бункера сверху, когда поток сыпучего вещества падает на зонд.

Наиболее близким к изобретению является уровнемер (авт. св. СССР N 1619050, кл. G 01 F 23/04), содержащее щуп на тросе, намотанном на барабан, связанный с реверсивным двигателем и блоком измерения. Щуп опускают до соприкосновения с поверхностью вещества, измеряется длина троса путем измерения угла поворота барабана. Генератор вибраций содержит электродвигатель.

Недостатки этого устройства те же, что и у вышеописанного аналога.

Задачей настоящего изобретения является достижение непрерывности измерения уровня сыпучего вещества, повышение точности и оперативности измерений, достижение возможности измерения уровня сыпучего вещества при загрузке резервуара сверху.

Поставленная задача решается тем, что в вибрационный уровнемер, содержащий щуп на тросе, механически связанном с блоком отсчета длины троса, выход которого связан с блоком вычисления уровня, и генератор вибраций, включающий электродвигатель и механически связанный со щупом через трос, введен индикатор, подключенный к блоку вычисления уровня, трос снабжен блоком натяжения, генератор вибраций включает подпружиненную платформу, на которой установлен электродвигатель, кинематически связанный с эксцентриком, установленным на платформе, причем платформа жестко связана с роликами вибратора, установленными на ней, а трос пропущен между роликами вибратора.

Общая структурная схема вибрационного уровнемера представлена на фиг. 1, где: 1 - блок натяжения, 2 - трос, 3 - щуп, 4 - генератор вибраций, 5 - контролируемое сыпучее вещество, 6 - блок отсчета длины троса, 7 - блок вычисления уровня, 8 - индикатор.

Структурная схема варианта конкретного исполнения вибрационного уровнемера представлена на фиг. 2, где 1 - блок натяжения, 2 - трос, 3 - щуп, 4 - генератор вибраций, 5 - контролируемое сыпучее вещество, 6 - блок отсчета длины троса, 7 - блок вычисления уровня, 8 - индикатор, 9 - противовес, 10 - натяжной трос, 11 - вал, 12 - редуктор, 13 - барабан, 14 - приводной электродвигатель, 15 - шкив, 16 - эксцентрик, 17 - подпружиненная платформа, 18 - ролики вибратора, 19 - ролик отсчета длины троса, 20 - генератор импульсов, 21 - счетчик импульсов, 22 - пересчетное устройство.

Блок натяжения 1 механически связан с тросом 2, поддерживая его в натянутом состоянии и подбирая или вытравливая его при изменении положения щупа 3, находящегося на поверхности сыпучего вещества 5. Блок отсчета длины троса 6 механически связан с тросом и выдает сигналы, соответствующие вытравленной части троса, на подключенный к блоку отсчета длины троса 6 блок вычисления уровня 7, к выходу которого подключен индикатор 8.

Блок натяжения 1 может быть выполнен в виде противовеса 9, подвешенного на натяжном тросе 10 к валу 11, и вращающему вал при сокращении свободной части троса 2. Вал 11 через повышающий редуктор 12 с передаточным числом 30-50 связан с барабаном 13, на который наматывается трос 2.

Генератор вибраций 4 выполнен в виде подпружиненной платформы 17, на которой установлены приводной электродвигатель 14, шкив 15, жестко связанный с эксцентриком 16, и ролики вибратора 18, между которыми пропущен трос 2.

Блок отсчета длины троса 6 может быть выполнен в виде ролика отсчета длины троса 19, на котором укреплено несколько контактов, подключенных к генератору импульсов 20.

Блок вычисления уровня 7 состоит из счетчика импульсов 21, подключенного к выходу генератора импульсов 20. К выходу счетчика импульсов 21 подключено пересчетное устройство 22, а к выходу последнего - индикатор 8.

Блок натяжения 1 за счет тяжести противовеса 9 натягивает трос 2 с усилием, на 10 - 30% меньшим веса щупа 3. Редуктор 12 служит для сокращения хода противовеса 9 и препятствует вибрациям барабана 13 и ролика отсчета длины троса 19.

Вибрации с частотой 5 - 10 Гц создаются инерциальными силами при вращении несбалансированной массы - эксцентрика 16 и через ролики вибратора 18 и трос 2 передаются щупу 3. При вертикальной вибрации щупа 3 за счет асимметрии силы сопротивления сыпучего вещества 5 создается направленная вверх сила, удерживающая щуп на поверхности сыпучего вещества, даже если он засыпается сверху потоком вещества. Поскольку трос 2 всегда подтянут, то для измерения уровня сыпучего вещества достаточно измерять длину вытравленной части троса 2. Эта задача решается блоком отсчета длины троса 6 и блоком вычисления уровня 7. В конкретном исполнении при вращении ролика отсчета длины троса 19 последовательно замыкаются контакты, и при каждом замыкании генератор импульсов 20 выдает кодированный импульсный сигнал, несущий информацию о номере контакта и направлении вращения. Счетчик импульсов 21 подсчитывает число оборотов и угол поворота ролика отсчета длины троса 19, а пересчетное устройство 22 пересчитывает эти данные в длину троса и уровень контролируемого сыпучего вещества.

Вибрационный уровнемер пригоден для контроля уровней любых сыпучих веществ при любом уровне шумности, запыленности и влажности в помещении в широком диапазоне температур, что открывает ему обширную область применения в различных отраслях промышленности, топливно-энергетического и сырьевого комплексах, транспорта, строительства и сельского хозяйства.

Непрерывность измерений и сопутствующие ей точность и оперативность измерений обеспечивает вибрационному уровнемеру преимущество перед известными уровнемерами сыпучих веществ.

Вибрационный уровнемер используется для непрерывного дистанционного автоматического измерения уровней сыпучих веществ в производственных и транспортных резервуарах и может использоваться в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и на транспорте. Вибрационный уровнемер содержит щуп на тросе, механически связанном с блоком отсчета, выход которого связан с блоком вычисления, подключенном к индикатору. Трос снабжен блоком натяжения. Уровнемер содержит генератор вибраций, механически связанный со щупом через трос. Генератор вибраций выполнен в виде подпружиненной платформы с приводным электродвигателем, кинематически связанным с эксцентриком. Платформа жестко связана с роликами вибратора. Между роликами вибратора пропущен трос. Повышена точность и оперативность измерений. Обеспечена возможность измерения уровня сыпучих веществ при загрузке резервуара сверху. 2 ил.

Вибрационный уровнемер, содержащий щуп на тросе, механически связанном с блоком отсчета длины троса, выход которого связан с блоком вычисления уровня, и генератор вибраций, включающий электродвигатель и механически связанный с щупом через трос, отличающийся тем, что введен индикатор, подключенный к блоку вычисления уровня, трос снабжен блоком натяжения, а генератор вибраций включает подпружиненную платформу, на которой установлены электродвигатель, кинематически связанный с электродвигателем эксцентрик и ролики вибратора, жестко связанные с подпружиненной платформой, при этом трос пропущен между роликами вибратора.