Уровнемер

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

С©циапистямеских

Республик (it} 662812 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.09.76 (21) 2401449/! 8-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.е

G 0l F 23 j l 2

Государственный квинтет ссср оо делам нзобретеннй и открмтнй (53) УДК 681.128..84 (088.8) Опубликовано 15.05.79. Бюллетень №! 8

Дата опубликования описания 25 05.79

О. О. Садлаев, А. С, Данилевский, Г. Ф. Шароватов и Г. H. Воротников (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт виноделия и виноградарства «Магарач> (7! ) Заявитель (54) УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для измерения уровня жидкости.

Известны уровнемеры, содержащие поплавок, подвешенный на перфорированной металлической ленте, переброшенной через ролик, связанный с зубчатым колесом. Другой конец ленты нагружен противовесом.

Зубчатое колесо своими зубьями отклоняет пластину контактора в ту, либо в другую сторону в зависимости от перемещения поплавка, в результате чего на контакторе вырабатываются импульсы положительной или отрицательной полярности f1). Устройство формирования импульсов в этом уровнемере состоит из механических элементов: зубья зубчатого колеса, пластина, контактор, которые не могут обеспечить высокую надежность работы уровнемера ввиду возникновения остаточной деформации пластин контактора и нарушения переходных сопротивлений в контактах.

Эти недостатки устранены в уровнемерах, в которых для формирования измерительных импульсов используются постоянные магниты и магнитоуправляемые контакты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уровнемер, содержащий поплавок, связанный через гиб5 кий элемент с мерным барабаном, соединенным через редуктор с преобразователем уг ла поворота, выполненным в. виде связанного с редуктором диска с укрепленными на нем постоянными магнитами и магнитоуправляемыми контактами, источник питания и подключенный к преобразователю угла поворота счетчик пмпульсов с переключателем.

Переключатель представляет собой вспомогательный магнитоуправляемый контакт, вза- имодействующий с постоянным магнитом.

15 закрепленным на стреле, которая через скользящий зажимной механизм соединена с диском. При вращении диска в одном направлении зажимной механизм поворачивает стрелу с магнитом, приближая его к вспомогательному магнитоуправляемому контакту.

Последний переключает счетчик импульсов на сложение измерительных импульсов, по ступающих с основного магнитоуправляемого контакта, При вращении диска в обрат662812 ном направлении постоянный магнит удаляется от вспомогательного геркона магнитоуправляемого контакта, переключая счетчик на вычитание измерительных импульсов !2) .

Недостатками известного уровнемера являются сложная конструкция из-за наличия сложного переключателя и низкая надежность работы из-за деформации стрелы и заедания зажимного механизма.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы.

Эта цель достигается тем, что в известном уровнемере, содержащем поплавок, связанный через гибкий элемент с мерным барабаном, соединенным через редуктор с преобразователем узла поворота, выполненным

15 в виде связанного с редуктором диска с укрепленными на нем постоянными магнитами и магнитоуправляемыми контактами, смещенными один относительно другого, источник питания и счетчик импульсов, подключенный к выходу преобразователя угла поворота, в преобразователь угла поворота введе2О ны дифференцирующая RC-цепь и резистор, На одном валу с мерным барабаном 9 посажены зубчатое колесо 10 и устройство для натяжения стальной ленты, выполненное в виде неподвижно закрепленного пружинного двигателя 1! с постоянным моментом, под действием которого барабан 9 наматывает стальную ленту 7 при движении поплавка 1 вверх.

Зубчатое колесо 10 вместе с шестернями

12, 13, 14 образует редуктор. На ведомом валу редуктора посажен диск 15, на котором закреплены стержневые постоянные магниты 16.

50.

55 причем один из магнитоуправляемых контактов преобразователя угла поворота включен через резистор параллельно источнику питания и дифференцирующей RC-цепи, дру

ZS гой магнитоуправляемый контакт подключен между общей точкой конденсатора и резистора дифференцирующей цепи и одной из выходных клемм, подсоединенных параллельно резистору дифференцирующей цепи.

На фиг. 1 изображена конструкция описываемого уровнемера; на фиг. 2 — электрическая схема уровнемера; на фиг. 3 — диаграммы работы схемы.

Уровнемер содержит поплавок 1 с втнл35 ками 2, скользящими при перемещении попоплавка по направляющим проволокам 3, натянутым между дном 4 и крышкой 5 резервуара. Верхние концы проволок 3 крепятся к двум натяжным устройствам 6, обеспечивающим постоянное натяжение направ- 40 ляющих проволок 3.

Поплавок 1 шарнирно связан гибким элементом, выполненным в виде перфорированной стальной ленты 7, которая, проходя через направляющий зубчатый ролик 8, наматывается на мерный барабан 9.

Вблизи диска 15 неподвижно закреплены два магнитоуправляемых контакта 17 и 18, смещенные один относительно другого таким образом, что их зоны чувствительности частично перекрываются.

Магнитоуправляемый контакт 7 включен через резистор 19 параллельно источнику питания и дифференцирующей RC-цепи; состоящей из резистора 20 и конденсатора 21.

Магнитоуправляемый контакт 18 подключен между общей точкой конденсатора 21 и резистора 20 и одной из выходных клемм 22, подсоединенных параллельно резистору 20.

Диск 15 с постоянными магнитами 16, магнитоуправляемые контакты 17, 18, дифференцирующая RC-цепь, состоящая из резистора 20 и конденсатора 21, и резистор

19 образуют преобразователь угла поворота.

Выходные клеммы 22 подключены к бесконтактному реверсивному счетчику импульсов (на чертеже не показан).

Описываемый уровнемер работает следующим образом.

При уменьшении уровня контролируемой жидкости поплавок 1 под действием собственного веса сматывает стальную ленту 7 с мерного барабана 9, преодолевая действие крутящего момента пружинного двигателя

11. При увеличении уровня жидкости поплавок 1 двигается вверх, ослабляя натяжение перфорированной стальной ленты 7. Пружинный двигатель 11 начинает вращать мерный барабан 9 в обратном направлении. Относительно медленное вращение барабана 9 посредством редуктора преобразуется в быстрое вращение диска 15. При вращении диска 15 каждый из постоянных магнитов 16, проходя вблизи магнитоуправляемых контактов 17 и 18, замыкает их.

На фиг. 3 изображены диаграммы работы электрической схемы уровнемера. На оси абсцисс. 23 отложены расстояния, проходимые постоянными магнитами при врашении диска 15. На оси ординат 24 отложены величины выходного напряжения, снимаемого с клемм 22, на осях 25 — величины напряжения на резисторе 20. На оси 26 отложены состояния «замкнут-разомкнут» геркона 18, на оси 27 — то же для геркона 17. Начало осей 26 и 27 означает разомкнутое состояние геркона. Графики и ll изображают замкнутое состояние соответственно герконов 18 и !7.

В исходном состоянии оба геркона разомкнуты, емкость 21 заряжена до напряжения источника питания через резисторы

19 и 20. При вращении диска 15 по часовой стрелке, что соответствует увеличению уровня контролируемой жидкости, ближайший к магнитоуправляемым контактам постоянный магнит 16, приблизившись к магнитоуправляемому контакту 17, замыкает его (точка

28 на фиг. 3). Конденсатор 21 разряжается

6628 через магнитоуправляемый контакт 17 и резистор 20. На резисторе 20 выделяется положительный импульс 29, но, поскольку магнитоуправляемый контакт 18 разомкнут, на выходных клеммах 22 этот импульс отсутствует.

При перемещении этого же магнита в точку 30 замыкается магнитоуправляемый э контакт 18. Магнитоуправляемый контакт

l7 остается замкнутым, поэтому состояние схемы не изменяется. При дальнейшем движении магнита в точке 31 магнитоуправляемый контакт 17 размыкается, емкость 21 to заряжается через резисторы 19, 20 и на резисторе 20 выделяется импульс 32 отрицательной полярности. Поскольку в этот момент магнитоуправляемый контакт 18 замкнут, импульс поступает на выходные клеммы

22 (кривая 33) . Перемещение магнита в точку 34 и далее вызывает размыкание геркона

l8, что не изменяет состояние схемы. Следующий постоянный магнит, проходя последовательно через рассмотренные точки (28, 30, 31 и 34), вызовет появление на выходных клеммах еще одного отрицательного импульса и т.д.

При обратном вращении диска 15 вначале замыкается магнитоуправляемый контакт

18 (точка 34), затем в точке 31 магнитоуправляемый контакт 17, что приводит к появлению на резисторе 20 и на выходных клеммах 22 положительного дифференцированного импульса (соответственно, кривые

35 и 36). В точке 30 магнитоуправляемый контакт 18 размыкается, что предупреждает появление на выходных клеммах отрицательного импульса, возникающего на резисторе

20 (кривая 37) в точке 28, когда размыкается контакт 17.

Таким образом, при вращении диска 15 с постоянными магнитами 16 в том или ином И направлении выходной импульс свидетельствует о факте прохождения каждого магнита

16 вблизи магнитоуправляемых контактов

17 и 18 формируется в одной и той же точке 30, причем полярность импульса однозначю но соответствует направлению вращения диска 15. При качаниях какого-либо магнита вблизи точки 30 будет проходить перемен-12 но выдача импульсов о прямом и обратном вращении диска.

С выходных клемм 22 импульсы поступают, например, на бесконтактный реверсивный счетчик импульсов с цйфровой индикацией разности отрицательных и положительных импульсов. Диаметры шестерен 10, 12, 13, 14, а также количество постоянных магнитов 16 на диске 15 могут быть подобраны таким образом, что одному милиметру изменения уровня жидкости будет соответствовать появление одного импульса на выходных клеммах 22. Тогда показания счетчика импульсов будет соответствовать величине измеряемого уровня в MHJIItHMeTpax.

Формула изобретения

Уровнемер, содержащий поплавок, связанный через гибкий элемент-с мерным барабаном, соединенным через редуктор с преобразователем угла поворота, выполненным в виде связанного с редуктором диска с укрепленными на нем постоянными магнитами и магнитоуправляемыми контактами, смещенными один относительно другого, источник питания и счетчик импульсов, подключенный к выходу преобразователя угла поворота, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в преобразователь угла поворота введены дифференцирующая RC-цепь и резистор, причем один из магнитоуправляемых контактов преобразователя угла поворота включен через резистор параллельно источнику питания и дифференцирующей RC-цепи другой магнитоуправляющий контакт подключен между общей точкой конденсатора и резистора дифференцирующей цепи и одной из выходных клемм, подсоединенных параллельно резистору дифференцирующей цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Яковлев Л. Г. Уровнемеры. М., «Машиностроение». 1964, с. 141 †1.

2. Патент Великобритании, кл. G 1 № 1386521, 1975. onóáäèê1975, (прототип).

662812

25 гг

ДЬг.Х

Pge.Ю

Составитель Л. Иассальская

Редактор Л. Бибер Техрел О. Луговая Корректор В. Ьутяга

Заказ 2683 43 . Тираж 863 . Подписное

ЦН ИИ ПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и открытий

3 l3035, Москва, Ж вЂ” 33, Рвуюсвая наб., д. 4/3

Фялиал llllA «Патент», t. Ужгород, ул. Проектная, 4