ПОПЛАВКОВЫЙ УРОВНЕМЕР Российский патент 2025 года по МПК G01F23/38 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к поплавковым уровнемерам, которые могут быть использованы для измерения уровня топлива в баках транспортных средств [G01F 23/38].

Из уровня техники известен УРОВНЕМЕР [US 6089086, опубл. 2000-07-18], содержащий подвижный поворотный рычаг, поддерживающий узел поплавкового рычага и соединенный шестернями с магнитным валом и магнитом, установленным в жестком опорном рычаге через боковой канал вала. Опорный рычаг соединен с нижней стороной измерительной головки, а магнит проходит в канал в измерительной головке, чтобы быть магнитно соединенным со шкалой указателя уровня, расположенной на верхней стороне измерительной головки. измерительная головка. Нижняя часть опорного рычага расположена под углом и смещена относительно продольной оси так, что можно получить высокое передаточное число между шестернями, в то же время позволяя компонентам калибра проходить через отверстие стандартного датчика. напорный фитинг.

Недостатком данного решения является фиксированное передаточное число редуктора и поплавковый рычаг фиксированной геометрии, что не обеспечивает возможность настройки уровнемера под геометрические особенности емкости.

Наиболее близким по технической сути является УРОВНЕМЕР [US 6041650 A, опубл. 2000-03-28], содержащий подвижный поплавковый рычаг, соединенный шестернями с магнитным валом, и магнит, установленный в жестком опорном рычаге через доступный сбоку канал вала. Опорный рычаг соединен с нижней стороной измерительной головки, а магнит проходит в проход в измерительной головке, чтобы быть магнитно соединенным со шкалой, указывающей уровень, расположенной на верхней стороне измерительной головки. измерительная головка.

Основным техническим недостатком прототипа является фиксированное передаточное число редуктора и поплавковый рычаг фиксированной геометрии, что не обеспечивает возможность настройки уровнемера под геометрические особенности емкости.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Технический результат изобретения заключается в возможности гибкой настройки уровнемера под геометрические особенности емкости, в которой он устанавливается. Кроме того, технический результат заключается в упрощении установки и настройки уровнемера.

Технический результат достигается за счет того, что поплавковый уровнемер состоит из головки уровнемера, которая выполнена с возможностью закрепления на емкости, причем головка имеет лицевую часть и тыльную часть, при этом лицевая часть содержит полость, в которой установлен магнитный циферблат, и прозрачную крышку, а к тыльной части прикреплен держатель вала, по продольной оси которого установлен вал;

на одном конце вала расположен магнит, который находится в магнитной связи с магнитным циферблатом, а на другом конце расположена ведома шестерня;

конец держателя вала, противоположный тыльной стороне головки уровнемера, выполнен плоским, при этом на плоской части конца держателя вала выполнено протяженное отверстие вдоль продольной оси держателя вала, в котором с помощью быстросъемного соединения установлена ведущая шестерня;

причем ведущая шестерня имеет площадку для быстросъемного крепления на ней первого конца рычага поплавка, на втором конце которого закреплен поплавок.

В частности, головка уровнемера выполнена в виде пробки бака и содержит резьбовую часть, выполненную с возможностью ввинчивания в горловину бака.

В частности, головка уровнемера выполнена в виде заглушки отверстия бака.

В частности, полость для установки магнитного циферблата отделена герметичной стенкой от емкости бака.

В частности, вал установлен на держателе вала с помощью направляющих вала, а на плоской части конца держателя вала выполнено отверстие для размещения в нем части ведомой шестерни.

В частности, ведущая шестерня и площадка для быстросъемного крепления на ней рычага поплавка выполнены единым целым.

В частности, в качестве быстросъемного крепления первого конца рычага поплавка используются защелки.

Краткое описание фигур.

На фиг. 1 показана головка уровнемера, выполненная в виде пробки, сбоку.

На фиг. 2 показана головка уровнемера, выполненная в виде пробки, спереди.

На фиг. 3 показана головка уровнемера, выполненная в виде пробки, сбоку в разрезе.

На фиг. 4 показана головка уровнемера, выполненная в виде заглушки, спереди.

На фиг. 5 показана головка уровнемера, выполненная в виде заглушки, сбоку.

На фиг. 6 показана установка уровнемера с головкой в виде пробки в баке.

На фиг. 7 показан узел зубчатой передачи сбоку.

На фиг. 8 показан узел зубчатой передачи с малой ведущей шестерней с тыльной стороны.

На фиг. 9 показан узел зубчатой передачи с малой ведущей шестерней с лицевой стороны.

На фиг. 10 показан узел зубчатой передачи с большой ведущей шестерней с тыльной стороны.

На фиг. 11 показан узел зубчатой передачи с большой ведущей шестерней с лицевой стороны.

На фигурах обозначено: 1 - головка уровнемера, выполненная в виде пробки, 2 - резьбовая часть головки уровнемера, выполненной в виде пробки, 3 - держатель вала, 4 - вал, 5 - циферблат, 6 - крышка циферблата, 7 - магнит, 8 - бак, 9 - горловина бака, 10 - ведомая шестерня, 11 - ведущая шестерня, 12 - поплавковый рычаг, 13 - поплавок, 14 - жидкость, 15 - направляющая вала, 16 - отверстие ведомой шестерни, 17 - защелка, 18 - головка уровнемера, выполненная в виде заглушки, 19 - крепежные отверстия, 20 - прокладка, 21 - фиксатор ведомой шестерни, 22 - протяженное отверстие.

Предпосылки создания изобретения.

Топливные баки транспортной техники имеют различную геометрию. Так, баки одинаковой емкости могут иметь высоту, отличающуюся в несколько раз. Соответственно, для каждого бака в такой ситуации необходимо изготавливать индивидуальный уровнемер, который будет иметь специфичное для данного бака передаточное число зубчатой передачи.

Однако такое решение имеет значительные временные и трудовые затраты.

Настоящее изобретение позволяет значительно упростить этот процесс.

Раскрытие сущности изобретения.

Настоящий уровнемер состоит из головки уровнемера, которая предназначена прежде всего для крепления уровнемера на баке (емкости).

Возможны два варианта выполнения головки уровнемера.

Первый вариант. Головка уровнемера выполнена в виде пробки 1, которая может быть вкручена в горловину бака. Для этой цели у головки имеется резьбовая часть 2.

Второй вариант. Головка уровнемера выполнена в виде заглушки 18 отверстия бака. Такая головка устанавливается в отверстие в стенке бака через прокладку 20 и прикручивается через крепежные отверстия 19.

В остальном головки уровнемера схожи по своей конструкции и по функциональному назначению.

Головка уровнемера имеет лицевую и тыльную части. В лицевой части головки имеется полость, причем эта полость отделена от емкости бака стенкой, таким образом после установки головки уровнемера либо в стенке бака, либо в его горловине сам бак остаётся герметичным.

В упомянутую полость устанавливается магнитный циферблат 5. Особенность данного циферблата 5 в том, что он не имеет ни с чем механической связи, а информацией на его входе является количество оборотов магнита 7, расположенного вблизи тыльной стороны циферблата 5. Магнитный циферблат 5 прикрыт пластиковой защитной крышкой 6.

С тыльной стороны головки уровнемера расположен патрубок, к которому крепится держатель вала 3.

Держатель вала 3 выполняет сразу нескольку функций. Во-первых, как следует из названия данного конструктивного элемента он удерживает вал 4 с помощью направляющих вала 15. Во-вторых, держатель вала 3 является элементом крепления узла зубчатой передачи и одновременно узлом крепления поплавкового рычага 12.

Одним концом держатель вала 3 крепится к патрубку на тыльной части головки уровнемера. Другой конец держателя вала 3 выполнен плоским. Причем узел зубчатой передачи размещен именно на плоской части конца держателя вала 3.

По продольной оси держателя вала 3 расположен вал 4. При этом вал 4 удерживается на держателе вала 3 с помощью направляющих вала 15.

Один конец вала 4 расположен внутри головки уровнемера, а на самом этом конце расположен постоянный магнит 7, который находится в магнитной связи с циферблатом 5. На другом конце вала 4 расположена ведомая шестерня 10.

Как уже было отмечено, на плоской части конца держателя вала 3 расположен узел зубчатой передачи, который состоит из ведомой шестерни 10, закрепленной на валу 4, и ведущей шестерни 11. Причем шестерни расположены в перпендикулярных плоскостях. Так, плоскость, в которой расположена ведущая шестерня 11 является параллельной плоскости, в которой находится плоская часть конца держателя вала 3, а ведомая шестерня 10 расположена в плоскости перпендикулярной этим плоскостям.

Кроме того, в плоской части конца держателя вала 3 выполнено отверстие 16. На фиг. 7 видно, что отверстие 16 позволяет ведомой шестерни 10 выступать над плоскостью держателя вала. Причем ведущая шестерня 11 также расположена над плоскостью держателя вала 3, если смотреть на фиг. 7.

Отличительной конструктивной особенностью настоящего уровнемера является то, что крепление ведущей шестерни 11 позволяет менять расстояние от оси ведущей шестерни 11 до плоскости ведомой шестерни 10. С этой целью плоская часть конца держателя вала 3 имеет протяженное отверстие 22 вдоль продольной оси держателя вала 3. В это отверстие 22 с помощью быстросъемного соединения 21 (например, резьбовое соединение) установлена ведущая шестерня 11. Причем отверстие 22 позволяет выбрать расстояние от оси ведущей шестерни 11 до плоскости ведомой шестерни 10 в зависимости от размеров ведомой шестерни. Так, для малой ведущей шестерни 11 ее ось будет сдвинута ближе (левее, если смотреть фиг. 8 и 9) к ведомой шестерни 10, в случае использования ведущей шестерни 11 большего диаметра, ее ось будет сдвинута дальше от ведомой шестерни 10 (правее, если смотреть фиг. 10 и 11).

Монолитно с ведущей шестерней 11 выполнена площадка для быстросъемного крепления на ней первого конца рычага поплавка 12, на втором конце которого закреплен поплавок 13. Причем в качестве быстросъемного крепления первого конца рычага поплавка 12 используются защелки 17.

Изобретение работает следующим образом.

При изменении уровня жидкости 14 в баке 8 поплавок 13 движется по дуге «a» (см. фиг. 6) вокруг точки крепления ведущей шестерни 11. Данная дуга обусловлена тем, что поплавок 13 закреплен на рычаге 12, который в свою очередь закреплен на ведущей шестерне 11.

Данное движение поплавка 13 по дуге a преобразуется во вращение ведущей шестерни 11 на некоторый угол «b» (см. фиг. 6). Вращение ведущей шестерни 11 преобразуется во вращение ведомой шестерни 10, которая с помощью вала 4 передает крутящий момент на магнит 7, закрепленный на валу 4.

С магнитом 7 находится в магнитной связи магнитный циферблат 5, который выполнен с возможностью преобразования количества оборотов магнита 7 вокруг оси в некоторый угол перемещения стрелки. Причем при вращении магнита 7 (например, при движении поплавка вверх) в одну сторону стрелка также перемещается в одну сторону, а при вращении магнита 7 в другую сторону (например, при движении поплавка вниз) стрелка также перемещается в другую сторону.

Таким образом, показания циферблата 5 являются функцией от перемещения поплавка 13.

Однако в реальной практике высоты баков могут сильно отличаться друг от друга. Бак, емкостью 200 литров может быть высотой 20 см, а может быть высотой 80 см. В таких ситуациях необходимо для каждого бака изготавливать индивидуальные уровнемеры, поскольку как уже было отмечено, показания циферблата 5 являются функцией от перемещения поплавка 13, и для баков разной высоты необходимы различные уровнемеры.

Настоящее изобретение решает эту проблему, поскольку позволяет менять передаточное число зубчатой передачи, а, следовательно, позволяет менять функцию взаимосвязи показания циферблата 5 от перемещения поплавка 13.

Известно, что передаточное число зубчатой передачи зависит от соотношения зубьев ведущей и ведомой шестерни. При этом в случае одинакового шага зубьев передаточное число будет зависеть от соотношения диаметров шестерен.

Однако нельзя просто поменять шестерню одного диаметра на шестерню другого диаметра, так как их посадочные отверстия выполняются исходя из определенного значения радиуса шестерни. В настоящем изобретении эта проблема решена следующим образом.

Как уже было отмечено плоская часть конца держателя вала 3 имеет протяженное отверстие 22 вдоль продольной оси держателя вала. В это отверстие 22 с помощью быстросъемного соединения 21 установлена ведущая шестерня 11. Указанное отверстие 22 позволяет выбрать расстояние от оси ведущей шестерни 11 до плоскости ведомой шестерни 10 в зависимости от размеров ведомой шестерни. Соответственно, меняя диаметр ведущей шестерни, можно менять передаточное число зубчатой передачи, сопоставляя тем самым высоту перемещения поплавка 13 в баке с показаниями циферблата 5.

Так, для более высокого бака может быть использована малая ведущая шестерня 11, ось которой будет сдвинута ближе (левее, если смотреть фиг. 8 и 9) к ведомой шестерни 10, а для более низкого бака может быть использована ведущая шестерня 11 большего диаметра, ось которой будет сдвинута дальше от ведомой шестерни 10 (правее, если смотреть фиг. 10 и 11).

Кроме того, настоящее решение предусматривает дополнительную возможность настройки уровнемера под геометрические особенности емкости за счет быстрой смены поплавкового рычага 12.

Поскольку дуга «a» перемещения поплавка 13 зависит в том числе и от длины рычага 12, то в настоящем изобретении предусмотрена возможность быстрой и простой замены рычага поплавка 12. Для этого монолитно с ведущей шестерней 11 выполнена площадка для быстросъемного крепления на ней первого конца рычага поплавка 12. Причем в качестве быстросъемного крепления первого конца рычага поплавка 12 используются защелки 17.

Таким образом, за счет того, что в настоящем изобретении предусмотрена быстрая замена ведущей шестерни, а также быстрая замена рычага поплавка обеспечивается упрощение установки и настройки уровнемера.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, за счет того, что поплавковый уровнемер состоит из головки уровнемера, которая выполнена с возможностью закрепления на емкости, причем головка имеет лицевую часть и тыльную часть, при этом лицевая часть содержит полость, в которой установлен магнитный циферблат, и прозрачную крышку, а к тыльной части прикреплен держатель вала, по продольной оси которого установлен вал; на одном конце вала расположен магнит, который находится в магнитной связи с магнитным циферблатом, а на другом конце расположена ведома шестерня; конец держателя вала, противоположный тыльной стороне головки уровнемера, выполнен плоским, при этом на плоской части конца держателя вала выполнено протяженное отверстие вдоль продольной оси держателя вала, в котором с помощью быстросъемного соединения установлена ведущая шестерня; причем ведущая шестерня имеет площадку для быстросъемного крепления на ней первого конца рычага поплавка, на втором конце которого закреплен поплавок, обеспечивается возможность гибкой настройки уровнемера под геометрические особенности емкости, в которой он устанавливается, а также упрощается установка и настройка уровнемера.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к поплавковым уровнемерам, которые могут быть использованы для измерения уровня топлива в баках транспортных средств. Поплавковый уровнемер состоит из головки уровнемера, которая выполнена с возможностью закрепления на емкости, причем головка имеет лицевую часть и тыльную часть, при этом лицевая часть содержит полость, в которой установлен магнитный циферблат, и прозрачную крышку, а к тыльной части прикреплен держатель вала, по продольной оси которого установлен вал; на одном конце вала расположен магнит, который находится в магнитной связи с магнитным циферблатом, а на другом конце расположена ведомая шестерня; конец держателя вала, противоположный тыльной стороне головки уровнемера, выполнен плоским, при этом на плоской части конца держателя вала выполнено протяженное отверстие вдоль продольной оси держателя вала, в котором с помощью быстросъемного соединения установлена ведущая шестерня; причем ведущая шестерня имеет площадку для быстросъемного крепления на ней первого конца рычага поплавка, на втором конце которого закреплен поплавок. Технический результат: возможность гибкой настройки уровнемера под геометрические особенности емкости. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Поплавковый уровнемер, состоящий из головки уровнемера, которая выполнена с возможностью закрепления на емкости, причем головка имеет лицевую часть и тыльную часть, при этом лицевая часть содержит полость, в которой установлен магнитный циферблат, и прозрачную крышку, а к тыльной части прикреплен держатель вала, по продольной оси которого установлен вал;

на одном конце вала расположен магнит, который находится в магнитной связи с магнитным циферблатом, а на другом конце расположена ведомая шестерня;

конец держателя вала, противоположный тыльной стороне головки уровнемера, выполнен плоским, при этом на плоской части конца держателя вала выполнено протяженное отверстие вдоль продольной оси держателя вала, в котором с помощью быстросъемного соединения установлена ведущая шестерня;

причем ведущая шестерня имеет площадку для быстросъемного крепления на ней первого конца рычага поплавка, на втором конце которого закреплен поплавок.

2. Уровнемер по п.1, отличающийся тем, что головка уровнемера выполнена в виде пробки бака и содержит резьбовую часть, выполненную с возможностью ввинчивания в горловину бака.

3. Уровнемер по п.1, отличающийся тем, что головка уровнемера выполнена в виде заглушки отверстия бака.

4. Уровнемер по п.1, отличающийся тем, что полость для установки магнитного циферблата отделена герметичной стенкой от емкости бака.

5. Уровнемер по п.1, отличающийся тем, что вал установлен на держателе вала с помощью направляющих вала, а на плоской части конца держателя вала выполнено отверстие для размещения в нем части ведомой шестерни.

6. Уровнемер по п.1, отличающийся тем, что ведущая шестерня и площадка для быстросъемного крепления на ней рычага поплавка выполнены единым целым.

7. Уровнемер по п.1, отличающийся тем, что в качестве быстросъемного крепления первого конца рычага поплавка используются защелки.