УРОВНЕМЕР ДЛЯ ВОДОХРАНИЛИЩ Советский патент 1968 года по МПК G01F23/42 G01F23/44 

Известные уровнемеры для водохранилищ, содержащие поплавок, соединенный при троса и направляющих роликов с барабаном электромеханической следящей системы, входные контакты которой замыкаются под действием изменения силы натяжения троса, и устройство отсчета, сложны по устройству и монтажу на объекте и не обладают достаточной точностью измерения.

Предлагаемый уровнемер отличается от известных тем, что в нем трос поплавка пропущен через укрепленный на дне водохранилища направляющий ролик, а электромеханическая следящая система установлена на дамбе водохранилища, нри этом электромеханическая система может быть снабжена компенсатором, выполненным в виде пружины, один конец которой жестко соединен с пальцем, воздействующим на контакты, и вторым направляющим роликом троса, а другой - соединен с совершающей поступательное перемещение гайкой винтовой пары, кинематически связанной со следящей системой. Кроме того, барабан уровнемера может быть выполнен в виде гладкого цилиндра, посаженного на ходовой винт, кинематически связанный со следящей системой.

Уровнемер / установлен на дамбе водохранилища выше отметки максимального уровня воды. Поплавок 2 соединен с прибором при помощи стального троса 3, огибающего ролик

4. Натяг троса обеспечивает вытакивающая сила, действующая на поплавок. Ролики 5 обеспечивают постоянство длины наклонного участка троса.

Таким образом, поплавок размещен в стороне от прибора.

Такой способ размещення прибора устраняет необходимость строительства специальных сооружений, носкольку для установки собственно уровнемера используют дамбу.

Применение в качестве гибкого элемента обычного стального троса вместо ленты удешевляет прибор и упрощает его эксплуатацию. Кинематическая схема конструкции, реализующей эти преимущества, приведена на фиг. 2. Трос 5, огибая ролик 6, ось которого закренлена в скобе 7, поступает на мерный барабан 8. Усилие от поплавка 2 передаваемое тросом, растягивает пружину 9, второй

конец которой закреплен на пальце 10.

При нарушении равновесия системы, возникающем вследствие изменения уровня, скоба 7 перемещается и л естко с ней связанный палец 11 замыкает одну из двух пар коптакткый электродвигатель 13. Двигатель через червячную передачу и зубчатый редуктор вращает мерный барабан 8, наматывая или ел1атывая с него трос. Вращение продолжается до тех пор, нока замкнутая пара контактов не разомкнется. При этом положение поплавка отностельно уровня воды изменится так, что сила натяга троса станет равной первоначальному значению. Таким образом, осуществляется постоянное слежение поплавка за уровнем воды.

Мерный барабан 8 должен вмещать количество троса, равное диапазону измерения прибора. Равномериое размещение троса на барабане достигается перемещением барабана по винтовой линии. Для этого он носажен на винт 14, закренленпый в корпусе прнбора. Вращение барабана осуществляется при помощи зубчатой передачи из шестерен 15 и 16Шестерню 15 приводит во вращеиие вал 17 с направляющей шпонкой. Перемещаясь вместе с барабаном по винту 14, шестерня 16 приходит в соприкосиовение с одной из щек, закреиленных на шестерне 15, и при дальнейшем движеиии ведет ее за собой, перемещая шестерню но валу 17.

Винтовое движение мериого барабаиа позволяет выполиить его в виде гладкого иилиндра. Это упрощает его изготовлеине i облегчает контроль точности наружного диаметра.

Угол иоворота мериого барабаиа нроиорционален длине выпущенного троса и, следовательно, величине измеряемого уровня. Однако связать измерительный иреобразователь неносредственно с барабаном затруднительно, поскольку последний не только вращается, но и перемещается поступательно. Поэтому для отсчета уровня нснользуют вал 17. Сочленив с валом 17 входной вал преобразователя угла поворота в выходной сигнал (на схеме ие показаи), получают возможность дистаиционного измерения уровня. Местный отсчет иолучают на десятичном счетчике оборотов 18, соединенном с валом 17 зубчатой нередачей.

Сила, растягивающая пружииу, зависит от длины вертикальиого участка троса, что виосит иогрешность в результат измерения. Эта погрешность особенно велика при больших диапазонах изменения уровня. Чтобы исключить ее, надо изменять расстояние между коитактиой группой 12 и ненодвижным концом пружины 9 так, чтобы сила иатяжения пружииы, определяемая этим расстоянием, изменялась в соответствии с изменением длины вертикального участка троса.

В предлагаемом уровнемере эта задача решена неремещеиием нальна 10, закрепленного на гайке 19. Вращение винта 20, осуществляемое через червячную нередачу от вала 17, нриводит к поступательному перемещению гайки 19 вместе с пальцем 10. При повышении уровня гайка 19 нриближается к контактной грунпе 12, при понижении уровня - удаляется от иее. Передаточное отношение между барабаном 8 и валом 21 и шаг винта 20 выбирают такими, чтобы полный ход гайки 10 в диапазоне измереиия составлял величину

- I

У

где 7 - вес одного метра троса в воде,

/ - максимальная длина вертикального 20участка троса,

С - л есткость нру/кины 9.

Палец 22, входящий в наз 23, предотвращает вращение гайки 19.

Предмет изобретения

1. Уровнемер для водохранилищ, содержащий поплавок, соединенный нри помощи троса

и направляющих ролнков с барабаном электромеханической следящей системы, входные контакты которой замыкаются иод действием изменения силы иатяжения троса, устройство отсчета, отличающийся тем, что, с целью удешевления монтажа и эксплуатации на объекте, в нем трос понлавка пропущен через укрепленный на дне водохранилища направляющий ролик, а электромеханическая следящая система установлена на дамбе водохранилища.

2. Уровнемер но п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности нзмереиия, в нем следящая система снабжена комненсатором, вынолнеииым в виде пружины, одни конец которой жестко соединен с па.тьцем,

воздействующим на контакты, и вторым направляющим роликом троса, а другой - соединен с совершающей иостуиательное перемещение гайкой винтовой пары, кинематически связанной со следящей системой.

3. Уровнемер по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощеиия коиструкции, в нел барабан вынолнен в виде гладкого цилиндра, посаженного на ходовой вннт, кинематически связанный со следящей системой.