Поплавковый уровнемер

 

Изобретение касается измерений уровня жидкости в глубоких сосудах. Цель - увеличение диапазона измерений. Для этого поплавок 19 и звенья передаточного механизма установлены последовательно со смещением в горизонтальной плоскости. Ось 2 поворота рычага 3 преобразователя перемещений поплавка закреплена в середине между контролируемыми отметками по высоте сосуда 23. Выполнение звеньев передаточного механизма с положительной плавучестью в контролируемой среде обеспечивает исключение заклиниваний звеньев при переходе поплавком отметки закрепления оси 2. Использование разнесенных по горизонтали двух поплавков 19л и 19п обеспечивает работоспособность уровнемера без дополнительных направляющих устройств. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1530 5п 4 G 01 F 23/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и A8TOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Z 20 1

; rzei

lt

Юб

17а

15!

19п

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4175491/24-10 (22) 05.01.87 (46) 23.12.89. Бюл. Р 47 (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (72) И.И.Смыслов

,53) 681.128.3(088.8) (56) Всютинский И.Ю. Гидронивелирование. 11.: Недра, 1983, с. 59, рис. 17.

Авторское свидетельство СССР

11 374965, кл. G 01 F 23/42, 1970.

Патент Германии Н - 197569, кл. 42 е 31/01, 1907.

2 (54) ПОПЛАВКОВЫЙ УРОВНЕМЕР (57) Изобретение касается измерений уровня жидкости в глубоких сосудах.

Цель — увеличение диапазона измерений. Для этого поплавок 19 и звенья передаточного механизма установлены последовательно со смещением в горизонтальной плоскости. Ось 2 поворота рычага 3 преобразователя перемещений поплавка закреплена в середине между контролируемыми отметками по высоте сосуда 23. Выполнение звеньев передаточного механизма с положительной плавучестью в контролируемой среде обеспечивает исключение заклиниваний звеньев при переходе поплавком отмет1530928

30 ки закрепления оси 2. Использование разнесенных по горизонтали двух поплавков 19л и 19ï обеспечивает рабоИзобретение относится к технике !О измерений уровня жидкости преимущественно в глубоких сосудах.

Цель изобретения — увеличение диапазона измерений при неизменном количестве звеньев. !5

На фиг.l представлена общая схема установки уровнемера в сосуде; и . фиг.2 — схема размещения звеньев передаточного механизма.

К корпусу 1 датчика, жестко скреп- 20 ленного со стенкой сосуда осью 2, присоединен шарнирно рычаг 3, образующий первый панто<граф вместе с первым длинным стержнем 4 и первой диадой из двух коротких стержней 5а и 25

56. Стороны пантографа соединены наружным 6, внутренним 7 и диадными 8а и 86 шарнирами, которыми диады 5а и 56 присоединены к рычагу 3 и длинному стержню 4. Другой конец стержня 4 входит в соседний второй пантограф, образованный вторым длинным стержнем

9 и второй диадой из коротких стержней 10а и !Об вместе с первым длинным стержнем 4 с помощью наружного

11 и внутреннего шарниров 12, вторыми диадными стержнями 13а и !36. Такой вид образования ряда пантографов, состоящий из рычага 3 и длинных стержней 4 и 9, соединенных -образно с 40 помощью диац из коротких стержней 5а, 56 и 10а, 106 (он может быть продолжен, чтобы увеличить измерительный диапазон датчика описанным образом), назван L-схемой. 45

На фиг. 1 и 2 показан также другой вид образования ряда пантографов. Третий пантограф выполнен (вместе с вторым длинным стержнем 9) из длинных стержней 14 и 15 и полустержня 16, соединенных наружными 17л 17п и средними 18а, 186 шарнирами. Присоединяя с концами стержней 14 и 15 такие же стержни, соединенные X-образно шарниром посредине, можно получить ряд пантографов по Х-схеме. Оба вида относятся к прямолинейному ряду пантографов, так как все их шарниры движутся только по параллельным прямым тоспособность уровнемера без дополнительных.направляюших устройств.

2 ил. при складывании и растяжении ряда. В данном случае стержни 14 и 15 являются последними, на ни: закреплены основной поплавок !9п и дополнительный

19л, которого может не быть, поэтому поплавок 19л с половиной стержня 10 показаны штриховой линией. Стержень 4 выполнен коленчатым (фиг ° 2), чтобы уменьшить горизонтальный боковой габарит ряда пантографов. Стержень 16 выполнен коленчатым, его средняя часть служит шарниром 186, чтобы обеспечить складывание и проход деталей третьего пантографа через среднее положение (когда геометрические оси всех шарниров находятся в одной плоскости). С рычагом 3 жестко связан подвижный контакт 20, скользящий по резистивному элементу 21 переменного резистора, служащего преобразователем и< зор..та рычага 3 в электр "<.; ни сигнал. На корпусе I выттолнены нижний 22п и верх— ний 22» ограничители повогот» рычага

3. Корпус l за; реплен на середине высоты бака рядом с одной из его стенок

23л или 23п (в данном случае). Показанный ряд пантографов (в данном случае смешанный LX-ряд)представляет собой вариант выполнения многозвенного механизма для передачи движения ведущего звена (стержень 14 с поплавком 19п) на ведомое звено (рычаг 3).

Средняя объемная плотность конструкции звеньев не должна превышать плотность контролируемой жидкости для

I исключения непредвиденных заклиниваний шарнирных соединений в моменты прохождения поплавком отметки размещения горизонтальной оси 2.

Уровнемер работает следующим обгазом.

Рассмотрим для наглядности идеальный случай, Бак неподвижен, центр тяжести кинематической цепи находится на ее продольной оси (проходящей через середины длинных стержней) и точка приложения силы Архимеда (в данном случае геометрическая ось поплавка 19) находится на этой же оси, 5 153092 т ° е. ось единственного поплавка 14 совпадает с осью шарнира 186.

При подъеме уровня жидкости (модуль вектора силы Архимеда становится больше модуля силы веса цепи) поплавок 19 поднимается, все стержни и рычаг 3 с контактом 20 поворачиваются на одинаковый угол в направлении горизонтального положения (складываются"), проходят его, затем пантографы растягиваются до упора рычага 3 в ограничитель 22в. При опускании уровня жидкости часть силы тяжести (эа

: †. четом силы Архимеда) ведет рычаг 3 в обратном направлении.

Рассмотрим реальный случай -для той же цепи: векторы силы 1яжести и силы

Архимеда не находятся н одной верти- 20 кальной прямой, что вь1эьп; зется раз личными причинами, как систематическими (погрешностями изготовления цепи), так и случайными (поток в жидкости). При положении цепи согласно фиг ° 1 линия действия силы тяжести проходит левее поплавка 19 (ось поплавка 19 совпадает с шарниром 18б). Сила тяжести несколько опускает концы рычага 3, если момент от силы тяжести будет больше момента от силы Архимеда, поэтому поплавок 19 утопает несколько больше, сила Архимеда воэрастает до выравнивания рассматриваемых моментов.

8 6

Гсли разность моментов имеет двугой знак, то поплавок несколько всплывает до выравнивания моментов, несколько сжав пантографы и повернув рычаг 3.

Таким образом, предлагаемый уровнемер обеспечивает измерения в удвоенном диапазоне измерений (сверху и снизу от точки прикрепления датчика к сосуду), а также исключает необходимость использования дополнительных направляющих к поплавку.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Поплавковый уровнемер, содержащий передаточный шарнирный механизм, первое звено которого соединено с подвижным рычагом преобразователя, а после,цнее — с поплавком, рычаг преобразователя шарнирно соединен с горизонтальной осью, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью увеличения диапазона измерений при неизменном количестве звеньев в нем, поплавок и звенья шарнирного механизма установлены последовательно со смещением в горизонтальной плоскости, горизонталь-ная ось закреплена относительно сосуда на отметке половины измеряемого диапазона изменения уровня, а средняя объемная плотность звеньев шарнирного механизма не превышает плотности жид-. кости.

1530928

23л Ял )5

Корректор М !аксимишинец

Редактор А.Мотыль

Заказ 7943/42 Тираж 660 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iN-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель Е.Подымов

Техред Л. Герд окова

1И