Измеритель уровня жидкости Российский патент 2023 года по МПК G01F23/30 G01F23/56 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для контроля уровня жидкостей, и может быть использована для фиксирования уровня воды, нефти, нефтепродуктов и других типов жидкостей в емкостях, открытых или закрытых резервуарах, колодцах и т.п.

Известен сигнализатор уровня жидкости (патент на ПМ RU №202150, МПК G01F 23/62, G05D 9/12, опубл. 04.02.2021 Бюл. №4), содержащий корпус, немагнитную направляющую трубку, внутри которой расположены герконовые реле, поплавок с кольцевым магнитом со сквозным отверстием, выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющей трубки, а также ограничитель хода поплавка, отличающийся тем, что включает диэлектрическую монтажную пластину со сквозным отверстием, расположенную в корпусе, две токопроводящие шины, стопор со сквозным отверстием и резьбовую шпильку, расположенные в направляющей трубке, при этом верхний конец резьбовой шпильки расположен выше корпуса сигнализатора, и оснащен шестигранной гайкой, выполненной с возможностью передачи вращения резьбовой шпильке, герконовые реле в направляющей трубке закреплены внутри отверстий подвижной каретки, имеющей также сквозные отверстия с установленными в них ламельными пружинными контактами, соединенными с выводами герконовых реле перемычками, и сквозное резьбовое отверстие для зацепления подвижной каретки с резьбовой шпилькой для преобразования вращательного движения резьбовой шпильки в линейное движение подвижной каретки при вращении шестигранной гайки.

Наиболее близким по технической сущности является сигнализатор уровня жидкости (патент RU №2787690, МПК G01F 23/74, опубл. 11.01.2023 Бюл. №2), содержащий разъемный корпус с отверстием или кабельным вводом, немагнитную направляющую трубку, внутри которой расположена направляющая, содержащая по меньшей мере один герконовый модуль, подключенный к измерительному устройству и источнику питания посредством сигнальных линий, поплавок с кольцевым магнитом со сквозным отверстием, выполненный с возможностью перемещения вдоль немагнитной направляющей трубки, верхний и нижний ограничители хода поплавка, отличающийся тем, что направляющая, расположенная в немагнитной направляющей трубке, закреплена в корпусе при помощи герметичного ввода и винта, герконовый модуль расположен внутри капсулы с отверстием, установленной на направляющей при помощи винтов, и включает две платы-держатели, соединенные токопроводящими стержнями, к которым подключены сигнальные линии, между платами-держателями припаяны по меньшей мере три геркона и на одной из плат-держателей размещены по меньшей мере три постоянных резистора, электрически соединенные между собой с образованием соответственно по меньшей мере трех параллельно соединенных пар геркон-резистор с последовательным соединением геркона и постоянного резистора в каждой паре, при этом в корпусе установлена плата подключения с расположенным на ней дополнительным постоянным резистором, подключенным к герконовому модулю параллельно, направляющая и капсула выполнены из немагнитного материала и капсула загерметизирована.

Недостатками обоих сигнализаторов являются сложность изготовления обслуживания и необходимость наличия источника питания, что приводит к низкой надежности и высокой стоимости оборудования в целом, а также узкая область применения из-за возможности измерения уровня только одной жидкости, связанная с наличием только одного поплавка.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является создание простого и надежного измерителя уровня жидкости, не требующего дополнительного питания и позволяющего измерять уровни жидкостей различной плотности, находящиеся в емкости, за счет наличия дополнительных поплавков различной плотности.

Техническим решением является измеритель уровня жидкости, включающий корпус и расположенную ниже вертикальную направляющую, размещенную в емкости и сообщенную с ней, поплавок с плотностью меньшей плотности измеряемой жидкости, установленный в направляющей с возможностью продольного перемещения.

Новым является то, что корпус, расположенный над емкостью, выполнен прозрачным, внутри направляющей установлена коаксиально как минимум одна дополнительная направляющая, сообщенная с направляющей, под соответствующий дополнительный поплавок, имеющий плотность меньше плотности измеряемой жидкости, но больше плотности жидкости расположенной над измеряемой жидкостью, при этом каждый поплавок оснащен сверху мерной штангой, выполненной с возможностью перемещения внутри корпуса при изменении уровня соответствующей жидкости, причем каждая мерная штанга оснащена двумя метками, соответствующими максимальному и минимальному уровню соответствующей жидкости для визуального контроля через прозрачный корпус.

На чертеже изображена схема измерителя уровня жидкости с тремя поплавками.

Измеритель уровня жидкости включает в себя прозрачный корпус 1, расположенный сверху емкости 2, расположенную ниже вертикальную направляющую 3, размещенную в емкости 2 и сообщенную с ней, поплавок 4 с плотностью меньшей плотности измеряемой жидкости 5, установленный в направляющей 3 с возможностью продольного перемещения. Внутри направляющей 3 установлена коаксиально как минимум одна дополнительная направляющая 6 и 7, сообщенная с направляющей 3, под соответствующий дополнительный поплавок 8 и 9. Поплавок 8 имеет плотность меньше плотности измеряемой жидкости 10, но больше плотности жидкости 5 расположенной над измеряемой жидкостью 10, а поплавок 9 имеет плотность меньше плотности измеряемой жидкости 11, но больше плотности жидкости 10 расположенной над измеряемой жидкостью 11. Каждый поплавок 4, 8 и 9 оснащен сверху соответствующей мерной штангой 12, 13 и 14, выполненной с возможностью перемещения внутри корпуса 1 при изменении уровня соответствующей жидкости 5, 10 или 11 причем каждая мерная штанга оснащена двумя метками 15 и 16, соответствующими максимальному и минимальному уровню соответствующей жидкости 5, 10 или 11 в емкости 2 для визуального контроля через прозрачный корпус 1.

Измеритель уровня жидкости работает следующим образом.

В емкость 2 (например, колодец для нефтепродуктов) устанавливают вертикально и коаксиально необходимое количество направляющих 3, 6 и 7, в которые спускают при помощи мерных штанг 12, 13 и 14 соответствующие поплавки 4, 8 и 9. Концентричное вертикальное и расположение направляющих 3, 6 и 7 исключает зацепы между собой и заклинание соответствующих поплавков 4, 8 и 9. Причем для измерения уровня жидкости 5 (например, нефти, плотностью ρ_н≈850 кг/м³) поплавок 4 изготавливают плотностью ρ_п4≈750 кг/м³, уровня жидкости 10 (например, промежуточного слоя, плотностью ρ_н≈920 кг/м³) - дополнительный поплавок 8 изготавливают плотностью ρ_п8≈880 кг/м³, для жидкости 11 (например, воды, плотностью ρ_н≈1000 кг/м³) - дополнительный поплавок 9 изготавливают плотностью ρ_п9≈920 кг/м³. В результате поплавок 4 плавает на поверхности жидкости 5 (нефти), дополнительный поплавок 8 тонет в жидкости 5 (в нефти), но плавает на поверхности жидкости 10 (промежуточного слоя), а дополнительный поплавок 8 тонет в жидкостях 5 (в нефти) и 10 (в промежуточном слое), но плавает на поверхности жидкости 11 (воды). После чего корпусом 1 накрывают на мерные штанги 12, 13 и 14, который крепят к емкости 2. Корпус 1 для прозрачности может быть оснащен боковыми окнами (не показаны) или изготовлен из ударопрочного стекла, прозрачного толстого оргстекла, прочной пленки или т.п. (автор на это не претендует). Мерные штанги 12, 13 и 14 для удобства могут быть выкрашены в отличающиеся цвета, например в черный, серый и синий соответственно. Эмпирическим путем определяют максимальные и минимальные уровни соответствующих жидкостей 5, 10 и 11, соответственно которым на мерные штанги 12, 13 и 14 наносят метки 15 и 16 (например, красной краской, стиранием нанесенной краски, установкой пружинного обжимавшего кольца или т.п.) на соответствующие мерные штанги 12, 13 и 14, например, относительно отметки 17 корпуса 1. При этом никаких внешних источников питания подводить не требуется.

В ходе наполнения емкости 1 жидкостью и ее отстоя происходит разделение ее на фракции различной плотности - жидкости 5, 10 и 11, уровни который измеряются соответствующими поплавками 4, 8 и 9, что наблюдается обслуживающим персоналом через прозрачный корпус 1 по перемещению мерных штоков 12, 13 и 14. При приближении метки 15 (максимального уровня) одного их штоков 12, 13 или 14 к отметке 17 соответствующую жидкость 5, 10 или 11, то откачивают насосным оборудованием (не показано) из емкости 2 до снижения ее уровня примерно до середины между метками 15 и 16. При приближении нескольких меток 15 (максимального уровня) одного их штоков 12, 13 и/или 14 к отметке 17, то сначала откачивают нижнюю из соответствующих жидкостей 5, 10 или 11 насосным оборудованием из емкости 2 до снижения ее уровня примерно до середины между метками 15 и 16 относительно отметки 17, если уровень метки 15 верхнего мерного штока 12, 13 или 14 упал незначительно (нижний откачиваемый слой тонкий, например, промежуточный слой жидкости 10), то откачивают верхнюю из соответствующих жидкостей 5, 10 или 11 насосным оборудованием из емкости 2 до снижения ее уровня примерно до середины между метками 15 и 16 относительно отметки 17. При приближении метки 16 (минимального уровня) одного их штоков 12, 13 или 14 к отметке 17 доливают для отстоя жидкость в емкость 2 с контролем уровня верхней жидкости 5, которую одновременно с доливом откачивают насосным оборудованием из емкости 2 до поддержания ее уровня примерно в середине между метками 15 и 16 мерного штока 12 относительно отметки 17.

Тем самым в емкости поддерживается необходимый уровень всех расслоившихся жидкостей 5, 10 и 11 без использования дополнительного питания при измерении.

Предлагаемый измеритель уровня жидкости прост и надежен, так как в нем нет сложных и точно изготавливаемых деталей, при этом не требует дополнительного питания и позволяет измерять уровни жидкостей различной плотности, находящиеся в емкости, за счет наличия дополнительных поплавков различной плотности.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для контроля уровня жидкостей, и может быть использована для фиксирования уровня воды, нефти, нефтепродуктов и других типов жидкостей в емкостях, открытых или закрытых резервуарах, колодцах и т.п. Измеритель уровня жидкости, включающий корпус и расположенную ниже вертикальную направляющую, размещенную в емкости и сообщенную с ней, поплавок с плотностью, меньшей плотности измеряемой жидкости, установленный в направляющей с возможностью продольного перемещения. Корпус, расположенный над емкостью, выполнен прозрачным. Внутри направляющей установлена коаксиально как минимум одна дополнительная направляющая, сообщенная с направляющей, под соответствующий дополнительный поплавок, имеющий плотность меньше плотности измеряемой жидкости, но больше плотности жидкости расположенной над измеряемой жидкостью. Каждый поплавок оснащен сверху мерной штангой, выполненной с возможностью перемещения внутри корпуса при изменении уровня соответствующей жидкости. Каждая мерная штанга оснащена двумя метками, соответствующими максимальному и минимальному уровню соответствующей жидкости для визуального контроля через прозрачный корпус. Технический результат – создание простого и надежного измерителя уровня жидкости, не требующего дополнительного питания и позволяющего измерять уровни жидкостей различной плотности, находящиеся в емкости, за счет наличия дополнительных поплавков различной плотности. 1 ил.

Измеритель уровня жидкости, включающий корпус и расположенную ниже вертикальную направляющую, размещённую в емкости и сообщенную с ней, поплавок с плотностью, меньшей плотности измеряемой жидкости, установленный в направляющей с возможностью продольного перемещения, отличающийся тем, что корпус, расположенный над емкостью, выполнен прозрачным, внутри направляющей установлена коаксиально как минимум одна дополнительная направляющая, сообщенная с направляющей, под соответствующий дополнительный поплавок, имеющий плотность меньше плотности измеряемой жидкости, но больше плотности жидкости, расположенной над измеряемой жидкостью, при этом каждый поплавок оснащен сверху мерной штангой, выполненной с возможностью перемещения внутри корпуса при изменении уровня соответствующей жидкости, причем каждая мерная штанга оснащена двумя метками, соответствующими максимальному и минимальному уровню соответствующей жидкости для визуального контроля через прозрачный корпус.