Устройство для указания и автоматического регулирования уровня жидкости Советский патент 1949 года по МПК G01F23/68 G05D9/12 

Известно устройство Для указания и автоматического регулирования уровня жидкости, содержащее металлический поплавок, перемещающийся вдоль трубы из немагнитного материала и взаимодействующий через стенку трубы с индукционными катушками, включенными в цепь измерения или управления.

Описываемое изобретение позволяет значительно увеличить контролируемый диапазон изменений уровня.

Для этой цели катущки в данном устройстве выполняются подвижными вдоль трубы при помощи электродвигателя, вследствие чего при изменении уровня они автоматически поднимаются и опускаются вслед за поплавком, не ограничивая диапазона его перемещения.

На фиг. 1-8 изображены электрические схемы устройства в различных вариантах исполнения.

Внутри трубы / из немагнитного материала перемещается полый металлический поплавок 2 (фиг. 1, 2). Снаружи трубу охватывают две индукционные катушки 3 и 4, включенные в цепи реле 5 н 6. Последние управляют цепью электродвигателя 7, осуществляющего перемещение катущек 3 и 4 вдоль трубы.

Устройство работает следующим образом.

При движении поплавка 2 в трубе / происходит изменение воздущных зазоров в магнитопроводах индукционных катущек 3 или 4. В зависимости от направления движения поплавка (вверх или вниз) будет иметь место изменение воздушного зазора сначала у катушки 3, а потом у катушки 4 или наоборот.

№ 78956- 2 -

Изменение воздушного зазора вызывает протекание тока в цепи катушки и срабатывание реле 5 или б, в результате чего приходит во вращение электродвигатель, приводяш,ий в движение посредством червяка Т катушки 5 и 4. Движение последних прекратится тогда, когда железный поплавок 2 вновь перекроет зазоры. Таким образом, катушки будут точно следовать за движением поплавка.

Одновременная работа реле 5 т 6 исключается специальной блокировкой через контакты этих реле.

Устройство применено для изменения и регулирования уровня в сосудах любых размеров с сохранением герметичности.

Для дистанционной электрической передачи устанавливается датчик 8; для этой же цели может быть использована передача гибким валом.

При втором варианте (фиг. 3) используется одна катушка 9, охватывающая трубу /, внутри которой перемещается полый железный клинообразный сердечник 2, связанный канатиком с поплавком 2 или непосредственно укрепленный на поплавке.

При движении сердечника 2 в трубе / изменяется воздушный зазор катушки 9, что вызывает изменение протекающего через нее тока. Это изменение создает небаланс в дифференциальном трансформаторе 10 и появление тока в его средней обмотке.

Этот ток вызывает срабатывание поляризованного (ваттметрового) реле //, замыкающего бвой левый или правый контакт в зависимости от направления тока в средней обмотке трансформатора, которое зависит от направления движения сердечника 2, т. е. от того, будет ли зазор уменылаться или увеличиваться. Своими контактами реле // включает один из двух серводвигателей 12, которые приводят во вращение в ту или другую сторону червяк 13, связанный с катушкой 9.

Контакты реле // разомкнутся, и катушка 9 остановится гГосле того, как она займет первоначальное положение по отношению к сердечнику 2.

Таким образом, как и в устройстве на фиг. 1, катушка точно следует за движением сердечника.

В устройстве, изображенном на фиг. 4 и 5, поплавок 2 расположен вне трубы 1, опущенной в сосуд, в котором измеряется уровень. Катушки 3 и 4 располагаются внутри этой трубы.

Аналогично вышеописанному, изменение индуктивного сопротивления катушек 3 и 4, обусловленное смещением поплавка 2, влечет за собой изменение тока в цепи реле 5 и б. В эту цепь включены конденсаторы и при изменении индуктивного сопротивления в ней наступает резонанс, обуславливающий резкое изменение тока. В зависимости от того, какая катушка выступила за торец поплавка 2, т. е. в каком направлении изменился уровень жидкости в сосуде, сработает то или другое реле, которое включит двигатель 7 на соответствующее направление вращения.

Оба реле не могут одновременно сработать вследствие наличия специальной блокировки.

Двигатель 7 будет вращать барабан 14 до тех пор, пока катушки не совпадут с новым положением поплавка. Число оборотов барабана 14 а следовательно, поворот датчика 15 (реостат, сельсин) и показание индикатора 16 будут точно следовать за уровнем жидкости в сосуде.

Устройство на фиг. 6 отличается от устройства на фиг. 1 применением дополнительных (сигнальных) катушек 17 к 18.

При понижении или повышении уровня свыше допустимого, поплавок 2 перекроет зазор катушки 17 или 18. Это вызовет срабатывание реле 19 или 20, которое даст сигнал персоналу об аварии и включит реле времени 2/ или 22, обеспечивающее через определенное время (если за это время персонал не успеет ликвидировать аварийное положение) отключение агрегата или перекрытие соответствующих задвижек.

Устройство может быть включено через специальные реле на задвижку; Б этом случае оно может, кроме измерения, производить авторегулирование питания котла.

На фиг. 7 и 8 изображено видоизменение устройства, показанного на фиг. 4 и 5. Отличие заключается в применении двух электродвигателей 23 и 24, включаемых с помощью реле 5 и 6, служащих для вращения барабана 14, производящего подъем или опускание катушек 3, 4.

С барабаном 14 связан обычный электрический датчик 15 (сельсин, реостат и т. д.), который задает электрическую величину (ток или напряжение), пропорциональную углу поворота барабана, т. е. изменению уровня. Дальнейшая передача до прибора-указателя 16 осуществляется по -линии /7.

Гибкий канатик, перекинутый через барабан 14, представляет собой шнур со специальной оплеткой, внутри которого имеются проводники для питания катушек 3, 4. Натяжение канатика получается за счет собственного веса катушек, но для этой цели можно также применить специальные пружины.

Питание схемы производится от цепи переменного или постоянного тока. Специальный преобразователь 25 преобразует постоянный ток в переменный, необходимый для работы следящей системы. Этот преобразователь состоит из небольшого электродвигателя постоянного тока и насаженной на его вал железной шестерни, которая при вращении своими зубьями перекрывает воздушный зазор магнитопровода, снабженного двумя обмотками. Одна обмотка присоединяется к цепи постоянного тока, а в другой обмотке индуктируется переменный ток синусоидальной формы. Этот преобразователь может обслужить все приборы.

Можно иметь один указывающий прибор и переключатель на все баки, в которых необходимо производить измерение уровня.

В качестве указателя совпадения положения поплавка и катушек может быть использовано не реле, как это имело место в описанных выше устройствах, а специальная неоновая лампа.

Предмет изобретения

1.Устройство для указания и автоматического регулирования уровня жидкости с металлическим поплавком, движущимся в трубе (или вне ее) из немагнитного материала, снаружи (или внутри) которой расположены индукционные катушки, отличающееся тем, что указанные катушки выполнены подвижными вдоль трубы при помощи электродвигателя, управляемого посредством реле, включенных в цепь Эрих катушек.

2.Устройство по п. 1, отличающееся применением двух установленных друг над другом и механически связанных между собой индукционных катушек, к которым присоединены реле, управляющие электродвигателем, направление вращения которого определяется тем, в какой из катзшек раньше изменяется воздушный зазор, т. е. тем, перемещается поплавок вверх или вниз.

№ 78956

3. Устройство по п. 1, отличающееся применением поплавка конической формы и индукционной катушки, присоединенной к дифференциальному трансформатору, ток небаланса которого питает поляризованное (например, ваттметровое) реле, к контактам которого присоединены двигатели, перемещающие индукционную катущку.

16.)

/5. I

i/«

к двигателю I

Фиг 6

/7

If

f

Фиг8