Покажчик рівня рідини

Указатель уровня жидкости, содержащий направляющую трубу из немагнитного материала, размещенную вертикально в резервуаре, охватывающий ее кольцевой поплавок с размещенной в нем магнитной полумуфтой и расположенный в направляющей трубе коаксиально ей с возможностью перемещения элемент связи, в нижней части которого закреплена вторая половина муфты, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным поплавком, установленным в направляющей трубе под второй половиной муфты, при этом на правляющая труба снабжена дном и крышкой и заполнена низкозамерзающей нейтральной жидкость, а елемент связи выполнен в виде штока, наружный диаметр которого выбран из соотношения где DHT - внутренний диаметр направляющей трубы, Н - полная длина части штока, погружаемой в нейтральную жидкость, h - высота контролируемого диапазона уровней, при этом объем дополнительного поплавка выбран из соотношения Р у < y h 1 +Р ШТ ^ 1 П у у Рнж шті где Ршт - вес штока, Рп - вес дополнительного поплавка, Рнж - удельный вес нейтральной жидкости, VLUT - объем части штока, погружаемой в нейтральную жидкость О ю Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидкости в закрытых объемах, например при загрузке нефтепродуктов закрытым способом в контейнеры-цистерны и железнодорожные цистерны Известен указатель уровня жидкости, содержащий вертикальную скользящую трубку из немагнитного материала, которая проходит в зоне измерения уровня жидкости, и поплавок с постоянным магнитом Удельный вес поплавка меньше удельного веса измеряемой жидкости В нем выполнено центральное напряляющее отверстие для вертикального перемещения по скользящей трубке Указатель уровня отличается тем, что в скользящей трубке, коаксиально ей, расположен шест для промера глубины с метками уровня Этот шест может перемещаться в скользящей трубе в вертикальном направлении В нижней части шеста укреплен постоянный магнит Постоянные Зоя магниты поплавка и шеста имеют противоположные полярности, вследствие чего, находясь на одной высоте, они притягиваются (Заявка ФРГ OS 3443135, G 01 F 23/62, ИЗР № 2, 1987, вып 106) Указанное решение не позволяет осуществлять контроль уровня жидкости в непрерывном режиме, что затрудняет его использование при эксплуатации, например для определения окончания заправки контейнеров-цистерн Наиболее близким по технической сущности заявляемому и результату получаемому при использовании является уровнемер с механической связью поплавка с измерительной схемой, в котором поплавок с вмонтированной в него вставкой, представляющей собой одну из половин магнитной муфты, скользит по внешней поверхности трубы из немагнитного металла Внутри трубы, в полости, изолированной от жидкости, на элементе связи подвешена вторая половина муфты, которая увлекается вставкой поплавка Таким обра ГО О 42035 зом, и поплавок и полумуфта перемещаются синхронно Перемещение элемента связи является выходным параметром датчика (Г Н Бобровников, А Г Катков Методы измерения уровня М Машиностроение, 1977, с 45-46) Недостатком этого уровнемера является необходимость обеспечения значительных сил сцепления магнитных полумуфт, что в свою очередь приводит к снижению точности и надежности устройства из-за больших сил трения, возможность взаимного сдвига полумуфт и даже разрыв магнитной связи между ними В основу изобретения поставлена задача создать такой указатель уровня жидкости, в котором, введение новых элементов конструкции позволил бы обеспечить механическую связь поплавка с измерительной схемой, используя магнитные полумуфты с меньшей силой сцепления и за счет этого уменьшить силы трения в подвижных узлах указателя уровня Это в свою очередь позволит повысить точность и надежность устройства Поставленная задача решается тем, что указатель уровня жидкости, содержащий направляющую трубу из немагнитного материала, размещенную вертикально в резервуаре, охватывающий ее кольцевой поплавок с размещенной в нем магнитной полумуфтой, и расположенный в направляющей трубе, коаксиально ей, с возможностью перемещения, элемент связи, в нижней части которого закреплена вторая половина муфгы, снабжен дополнительным поплавком, установленным в направляющей трубе под второй половиной муфты, при этом направляющая труба снабжена дном и крышкой и заполнена низкозамерзающей нейтральной жидкостью, а элемент связи выполнен в виде штока, наружный диаметр которого выбран из соотношения где DHT - внутренний диаметр направляющей трубы, Н - полная длина части штока, погружаемой в нейтральную жидкость, h - высота контролируемого диапазона уровней При этом объем дополнительного поплавка выбран из соотношения Р у < y h 1 +Р ШТ ^ 1 П у у Рнж шті где Ршт - вес штока, Рп - вес дополнительного поплавка, Р ж - удельный вес нейтральной жидкости, н \/шт - объем части штока, погружаемой в нейтральную жидкость Существенными признаками, общими для наиболее близкого (прототипа) объема и заявляемого является наличие направляющей трубы из немагнитного материала, размещенной вертикально в резервуаре, охватывающего ее кольцевого поплавка с размещенной в нем магнитной полумуфтой, и расположенной в направляющей трубе, коаксиально ей, с возможностью перемещения, элемент связи, в нижней части которого закреплена вторая половина муфгы Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый указатель уровня отличается тем, что он снабжен дополнительным поплавком, установленным в направляющей трубе под второй половиной муфты, при этом направляющая труба снабжена дном и крышкой и заполнена низкозамерзающей нейтральной жидкостью, а элемент связи выполнен в виде штока, наружный диаметр которого выбран из соотношения Дополнительный поплавок, установленный в направляющей трубе под второй половиной магнитной муфты и погруженный в нейтральную жидкость, позволяет обезвесить вторую полумуфту и закрепленный на ней шток Благодаря этому появляется возможность уменьшить силу магнитного сцепления полумуфт Кроме того, нейтральная жидкость играет роль смазки Все это позволяет существенно снизить силы трения, влияющие на точность и надежность работы указателя уровня Выбор диаметра штока из указанного выше соотношения обеспечивает во всем контролируемом диапазоне уровней такой уровень нейтральной жидкости в направляющей трубе, при котором дополнительный поплавок полностью покрыт ею При этом дополнительный поплавок с опирающимися на него второй полумуфтой и штоком имеют отрицательную плавучесть, что обеспечивается выборм объема дополнительного поплавка из указанного выше соотношения Изобретение поясняетя чертежом, где изображена конструкция указателя уровня жидкости Указатель уровня жидкости содержит направляющую трубу 1 из немагнитного материала, размещенную вертикально в резервуаре 2, заполненном жидкостью 3 На направляющей трубе размещен с возможностью перемещения поплавок 4 с закрепленной внутри него магнитной полумуфтой 5, содержащей аксиально намагниченное кольцо 6 из магнитожесткого материала, установленное между двумя магнитопроводами 7 из магнитомягкого материала Перемещение поплавка вниз ограничивает планка 8 В направляющей трубе 1, коаксиально ей, с возможностью перемещения расположен шток 9 из немагнитного материала К его нижней части прикреплена втулка 10 из немагнитного материала, на которой установлена вторая половина муфты 11, представляющая собой кольцо из магнитного материала Шток снабжен шкалой 12, проградуированной в единицах уровня или объема Верхняя часть штока снабжена пробкой 13 из уплотнением 14 Под штоком размещен дополнительный поплавок 15 Нижняя часть направляющей трубы 1 закрыта глухим дном 16, а верхняя часть заканчивается штуцером 17, который приваривается к резервуару 2 В штуцер ввинчен указатель 18 с нанесенными на делениях величинами плотности жидкостей Направляющая труба заполнена незамерзающей нейтральной жидкостью 19 Верхняя часть направляющей трубы закрыта резьбовой заглушкой 20 42035 Указатель уровня жидкости работает следующим образом Перед наполнением резервуара 2 жидкостью 3 снимают заглушку 20 Поплавок 4 в исходном положении лежит на ограничителе 8 Шток 9 находится в направляющей трубе 1 во взвешенном состоянии, удерживаемый плавучестью поплавка 15 При этом полумуфта 11 не взаимодействует с магнитной полумуфтой 5 поплавка 4 Перед наливом указатель 18 должен быть установлен на величину плотности заливаемой жидкости путем совмещения нанесенного на него деления с поверхностью 21 штуцера 17 По мере заполнения резервуара 2 поплавок 4 всплывает, полумуфта 11 попадает в зону действия магнитного поля полумуфты 5 и продолжает синхронно с ним перемещаться Шток 9 выдвигается из направляющей трубы 1 и оператор, производящий налив, по соответствующему делению шкалы 12, находящемуся на уровне поверхности 22, определяет уровень продукта По окончании налива оператор, надавливая на шток 9,разрывает магнитную связь полумуфты 1 1 с полумуфтой 5 и опускает шток вниз, резьбовой заглушкой 20 фиксируют шток, прижимая его через пробку 13 и уплотнение 14 к указателю 18 При необходимости контроля уровня резервуара оператор снимает заглушку 20, шток под действием поплавка 15 всплывает и, когда полумуфта 11 попадает в зону действия магнитной полумуфты 5, останавливается, показывая уровень жидкости Были разработаны и изготовлены экспериментальный и опытный образец указателя Опытный образец был установлен и испытан на контейнере-цистерне Результаты испытаний показали работоспособность заявляемого устройства, его соответствие требуемым техническим характеристикам (в режиме эксплуатации контейнера-цистерны) Заявляемый указатель уровня жидкости выдерживает жесткие условия эксплуатации-вибрации, удары, широкий температурный диапазон, воздействие климатических факторов (дождь, снег, пыль) и т д , кроме того, он не требует электропитания, удовлетворяет требованиям пожаро- и искробезопасности, при его эксплуатации требуется минимальная квалификация обслуживающего персонала, позволяет улучшить потребительские свойства устройств, снабженных заявляемым указателем Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 42035