Поплавковый уровнемер

 

Использование: контроль хозяйственно-питьевой и технической воды в резервуарах систем водоснабжения. Сущность изобретения: уровнемер содержит поплавок, установленный на немагнитной трубе, полость которой разделена немагнитной перегородкой на две камеры, в первую из которых помещен противовес, снабженный двумя магнитами и гибкой связью с поплавком, а во второй смонтировано считывающее устройство, составленное из двух рядов гибких контактов, выполненных из одной магнитной пластины и ориентированных вдоль немагнитной перегородки, между которой и каждым рядом гибких контактов размещено по одной немагнитной пластине, и подключенное посредством соединительного кабеля ко вторичному прибору. 4 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля хозяйственно-питьевой и технической воды в резервуарах систем водоснабжения.

Известен поплавковый уровнемер, содержащий поплавок с магнитом, расположенный в полости немагнитной трубы, которая установлена на двух штуцерах боковой стенки контролируемого резервуара, и считывающее устройство, выполненное в виде вертикального ряда поворотных парамагнитных флажков [1] Недостатком известного уровнемера является непригодность его конструкции для контроля наполнения подземных резервуаров систем водоснабжения.

Известен поплавковый уровнемер, содержащий поплавок с магнитом, установленный на немагнитной трубе, в полости которой размещен магниточувствительный поршень, и считывающее устройство, выполненное в виде дифманометра, соединенного с внутренними полостями немагнитной трубы [2] Недостаток известного уровнемера заключается в том, что он не обеспечивает возможности автоматизации процесса снятия показаний его считывающего устройства, и, тем самым, не позволяет производить накопление статического материала и формирование управляющих сигналов для выбора оптимального режима работы насосов в зависимости от степени наполнения контролируемого резервуара, т. е. не позволяет выполнить основные условия повышения надежности систем водоснабжения.

Задача изобретения расширение функциональных возможностей поплавкового уровнемера.

Решение поставленной задачи заключается в том, что в поплавковом уровнемере, содержащем поплавок с магнитом, установленный на немагнитной трубе, и считывающее устройство, полость немагнитной трубы разделена продольной немагнитной перегородкой на две камеры, в первую из которых помещен противовес, снабженный двумя магнитами и гибкой связью с поплавком, а во второй смонтировано считывающее устройство, подключенное посредством соединительного кабеля ко вторичному прибору; при этом, гибкая связь противовеса с поплавком организована через два шкива, ось первого из которых размещена в первой камере трубы напротив выполненного в верхней части последней окна, ось второго на противовесе, один конец ремня гибкой связи закреплен на поплавке, другой, пропущенный через окно трубы, первый и второй шкив в держателе, установленным на уровне оси первого шкива; кроме того, противовес снабжен механизмом слежения за направлением изменения уровня, выполненным в виде держателя магнитов, ось вращения которого либо непосредственно, либо через дополнительную фракционную передачу, связана с осью второго шкива ременной передачей, дополненной отжимным роликом; а считывающее устройство составлено из двух рядов гибких контактов, выполненных из одной магнитной пластины, и ориентированных вдоль немагнитной перегородки, между которой и каждым рядом гибких контактов размещено по одной немагнитной контактной пластине.

На фиг. 1 изображена общая схема поплавкового уровнемера; на фиг. 2 и фиг. 3 представлено два варианта конструкции механизма слежения за направлением изменения уровня; на фиг. 4 приведена конструктивная схема двухкамерной трубы уровнемера.

Фланец вертикального штуцера контролируемого резервуара 1 является несущей конструкцией предлагаемого уровнемера, содержащего приваренную к монтажному фланцу 2 немагнитную трубу 3 с окном 4 для ремня 5 гибкой связи поплавка 6 с противовесом 7, и кабель 8 для подключения вторичного прибора 9 (фиг. 1). Смонтированный в противовесе механизм слежения за направлением изменения уровня содержит держатель 10 двух магнитов 11 и 12, на оси 13 которого установлено ведомое колесо 14, связанное ремнем 15 с ведущим колесом 16 через отжимной ролик 17 (фиг. 2 и фиг. 3), и два косозубых колеса 18 и 19 фрикционной передачи углового смещения второго шкива 20 колесу 16 (фиг. 2). Труба 3 имеет две камеры 21 и 22, образованные вертикальной немагнитной перегородкой 23; в первой камере размещены противовес 7, первый шкив 24 и держатель 25 ремня 5, во второй две немагнитные контактные пластины 26 и 27, и магнитная пластина 28, выполненная в виде двух рядов 29 и 30 гибких контактов (фиг. 4). Пластины 26, 27 и 28 установлены в держателях 31 и электропроводами 32 подключены к разъему кабеля 8.

Поплавковый уровнемер работает следующим образом.

Вдоль двухкамерной немагнитной трубы 3 с глухими торцами перемещается поплавок 6, положение которого совпадает с границей раздела сред в резервуаре 1 (фиг. 1). Посредством ремня 5 гибкой связи перемещение поплавка 6 передается противовесу 7, который своим магнитным полем и в зависимости от направления изменения контролируемого уровня воды воздействует на контакты 29 или 30 двухрядной магнитной пластины 28 считывающего устройства (фиг. 4). В результате данного воздействия контакты 29 (30) будут поочередно притягиваться к немагнитной пластине 26 (27). Информация о количестве замыканий в считывающем устройстве по кабелю 8 передается на вход вторичного прибора 9. Назначение вторичного прибора 9 усиление входного сигнала, формирование информационных импульсов, их считывание, например, посредством реверсивного счетчика, и запись с целью накопления статического материала о колебаниях уровня за тот или иной промежуток времени, а также формирование сигналов управления устройствами корректировки режима работы насосов или задвижек контролируемого резервуара. При этом, пропорциональность показаний прибора 9 степени наполнения резервуара 1 обеспечивается механизмом слежения за направлением изменения уровня, смонтированным в противовесе 7. На фиг. 2 и фиг. 3 представлено два варианта кинематической схемы данного механизма, отличающиеся конструкцией держателя 10 магнитов 11 и 12.

Согласно первому варианту (фиг. 2) ось 13 вращения держателя 10 ориентирована перпендикулярно оси второго шкива 20 гибкой связи поплавка 6 с противовесом 7, поэтому угловое смещение шкива 20 передается оси 13 через ременную передачу, образованную ремнем 15, ведущим колесом 16, ведомым колесом 14 (на фиг. 2 не показано) и отжимным роликом 17, и через дополнительную фрикционную передачу, образованную двумя косозубыми колесами 18 и 19. Согласно второму варианту (фиг. 3) ось 13 вращения держателя 10 параллельна оси шкива 20. Это позволяет разместить ведущее колесо 16 ременной передачи на оси шкива 20 и тем самым отказаться от дополнительной фрикционной передачи. Однако, при этом, для обеспечения необходимого смещения оси 13 требуются дополнительные ограничители (на фиг. 3 не показаны). В конструкции механизма по первому варианту смещение оси 13 ограничивается немагнитной перегородкой 23: при смене направления изменения уровня магниты 11 и 12 поочередно упираются в данную перегородку. При достижении максимального углового смещения оси 13 увеличивается воздействие ремня 15 на ролик 17, в результате чего последний отжимается, натяжение ремня 15 ослабевает и он при дальнейшем смещении противовеса 7 не оказывает большого сопротивления вращению ведущего колеса 16 ременной передачи механизма слежения.

Таким образом, предлагаемый поплавковый уровнемер позволяет формировать выходной сигнал в удобной для его дальнейшей обработки форме и использовать его как для слежения за уровнем воды, так и для автоматической корректировки режима работы насосов и задвижек в зависимости от степени наполнения контролируемого резервуара, и, тем самым, расширить функциональные возможности уровнемера.

Формула изобретения

Поплавковый уровнемер, содержащий поплавок, установленный на немагнитной трубе, и считывающее устройство, отличающийся тем, что полость немагнитной трубы разделена продольной немагнитной перегородкой на две камеры, в первую из которых помещен противовес, снабженный двумя магнитами и гибкой связью с поплавком, а во второй смонтировано считывающее устройство, подключенное посредством соединительного кабеля к вторичному прибору, при этом гибкая связь противовеса с поплавком организована через два шкива, ось первого из которых размещена в первой камере трубы напротив выполненного в верхней части последней окна, ось второго на противовесе, один конец ремня гибкой связи закреплен на поплавке, другой, пропущенный через окно трубы, первый и второй шкивы в держателе, установленном на уровне оси первого шкива, причем противовес снабжен механизмом слежения за направлением измерения уровня, выполненным в виде держателя магнитов, ось вращения которого либо непосредственно, либо через дополнительную фрикционную передачу связана с осью второго шкива ременной передачей, дополненной отжимным роликом, а считывающее устройство составлено из двух рядов гибких контактов, выполненных из одной магнитной пластины и ориентированных вдоль немагнитной перегородки, между которой и каждым рядом гибких контактов размещено по одной немагнитной контактной пластине.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4