Сигналізатор рівня

Реферат: UA 94982 U UA 94982 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонована корисна модель належить до вимірювальної техніки і може використовуватися для сигналізації рівня сипких матеріалів (зерна, цукру, піску та ін.), забезпечуючи високу чутливість до зміни рівня і мінімальну погрішність сигналізації. Відомий покажчик-сигналізатор рівня сипких матеріалів, що містить чутливий елемент маятник, контактну групу, захисний кожух і сигналізуючий елемент (лампочку або зумер) [1]. Недоліками відомого сигналізатора є залежність від розмірів і форм часток сипкого матеріалу, його щільності, природного кута укосу і швидкості завантаження матеріалу в об'єкт, в якому встановлений чутливий елемент сигналізатора. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, пропонованому сигналізатору є вибраний як прототип сигналізатор рівня, що містить захисний корпус, прапорець, встановлений на осі, кінець якого загнутий під кутом, рівним куту природного укосу сипкого матеріалу, жорстко закріплена на прапорці трубчаста противага, усередині якої розміщена кулька з матеріалу, що не має магнітних властивостей, постійний магніт і геркон, при цьому трубчаста противага за допомогою опори важеля встановлена в рівноважному положенні так, що кулька самовідновлюється всередині трубчастої противаги в крайньому лівому положенні [2]. Перевагою цього сигналізатора рівня є надійний захист конструкцією його корпусу кінематичної системи, розташованої усередині корпусу, включаючи прапорець, висока чутливість до зміни рівня сипкого матеріалу, посилення первинного переміщення прапорця, викликаного рухом шару сипкого матеріалу за рахунок переміщення усередині трубчастої противаги кульки. До його недоліків належать: складність конструкції підсилювача переміщення, виконаного у вигляді трубчастої порожнистої противаги зі встановленою в неї кулькою; можливість впливу на прапорець потоків повітря при завантаженні сипкого матеріалу в об'єкт за допомогою пневмотранспорту (стислого повітря), що може призводити до помилкових спрацьовувань сигналізатора; залежність результатів (погрішності) сигналізації від кута природного укосу матеріалу, який у різних матеріалів може коливатися в значних межах. Задачею пропонованої корисної моделі є виключення вищеперелічених недоліків прототипу (виключення помилкових спрацьовувань при будь-яких способах подання сипкого матеріалу в об'єкт; незалежність похибки сигналізатора від кута природного укосу сипкого матеріалу; максимальне розширення сфери застосування. Вказана задача вирішується новим технічним рішенням за рахунок того, що відомий сигналізатора рівня - прототип, містить захисний корпус, нижній край якого скошений під кутом, рівним природному куту укосу сипкого матеріалу, прапорець, встановлений на осі, кінець якого загнутий під кутом, рівним куту природного укосу сипкого матеріалу, жорстко закріплена на прапорці трубчаста противага, усередині якої розміщена кулька з можливістю вільного переміщення, постійний магніт і геркон, внаслідок чого погрішність сигналізації залежить від кута укосу сипкого матеріалу, не виключаються помилкові спрацьовування при завантаженні матеріалу в об'єкт стислим повітрям, а відповідно корисної моделі чутливий елемент сигналізатора складається з штока, стопорної шайби, закріпленої на штоку, сталевої спиці, сполученої з штоком за допомогою шарніра, і встановленого на спиці обмежувача її заглиблення в сипкий матеріал, виконаного у вигляді хрестовини, чутливий елемент, встановлений на приводному механізмі, виконаному у вигляді важеля з плечима різної довжини, встановленого на осі, при цьому шток чутливого елемента встановлений у вертикальному положенні в співвісних розташованих направляючих отворах, перше з яких виконано в тілі довгого плеча важеля, друге - в квадратній шайбі, встановленій на опорному кронштейні, закріпленому на кінці довгого плеча важеля, а для переміщення приводного механізму використаний закріплений на валу двигуна лекальний елемент, який знаходиться в постійному контакті з коротким плечем важеля. На фіг. 1 представлена схема пропонованого сигналізатора. Сигналізатор містить важіль 1 з плечима різної довжини, встановлений на осі 2, двигун 3 з лекальним елементом 4, закріпленим на його валу 5, шток 6, сполучений шарніром 8 зі спицею 7, на якій на відстані (1,01,5) см від її кінця закріплена опорна хрестовина 9, стопорна шайба 14 і постійний магніт 15, закріплені на штоку 6, геркон 17, стаціонарно встановлений в пластмасовому корпусі 16, блок 18, який керує елементами сигналізації і відсіченням подання сипкого матеріалу в об'єкт і урівноважуючий пристрій, що складається з горизонтального штоку 19 і встановленого на штоку з можливістю переміщення і закріплення в заданому положенні вантажу 20 за допомогою затискного пристрою 21. При цьому шток 6 встановлений в співвісних 1 UA 94982 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 розташованих направляючих отворах 10 і 11, перший з яких виконано в тілі плеча важеля 1 з більшою довжиною, інше - 11 в квадратній шайбі 12, встановленою на опорному кронштейні 13, закріпленому на кінці довгого плеча важеля. Кінематична і вимірювальна схеми сигналізатора рівня розташовані в корпусі 22, закріпленому на кронштейні 23. Робота пропонованого сигналізатора рівня здійснюється таким чином. Корпус 22 сигналізатора встановлюється в об'єкті, де необхідно вимірювати і сигналізувати (з подальшим відсіченням) верхній граничний рівень сипкого матеріалу так, щоб його скошений нижній край був паралельний конусу сипкого матеріалу. Кінематична система сигналізатора рівня настроюється з урахуванням вимоги, щоб при мінімальній відстані між валом двигуна 5 і важелем 1, важіль був максимально нахилений до горизонту, а постійний магніт 15 знаходився у верхньому крайньому положенні L, яке приблизно в 2 рази перевищує висоту Н розташування контактів геркона 17, при якому здійснюється їх замикання. За допомогою переміщення вантажу 20 по важелю 19 забезпечується мінімальне навантаження на двигун 3 при одночасному дотриманні умови, коли коротке плече важеля 1 безперервно контактує з лекальним елементом 4. Очевидно при цьому, що при горизонтальному положенні важеля відстань між валом двигуна 5 і важелем 1 має максимальне значення, шток 6 спирається за допомогою постійного магніту 15 на стопорну шайбу 14, а постійний магніт 15 знаходиться в крайньому нижньому положенні. Після цього запускається двигун 3 і важіль 2 починає коливатися - переміщатися у вертикальній площині вгору-вниз в результаті обертання лекала 4 з частотою 0,51,0 коливань в секунду. Коливальний рух копіюють сполучені між собою шток 6, сталева спиця 7, хрестовина 9 і постійний магніт 15. При заповненні ємності сипким матеріалом його рівень Н збільшується і досягає заданого (граничного верхнього) значення. При заданому (граничному верхньому) значенні сипкого матеріалу чутливий елемент (спиця, хрестовина, шток і постійний магніт) переміщаються вгору на відстань більшу, ніж відстань H, що викликає обов'язкове спрацьовування геркона 17. При цьому гострий кінець спиці 7 заглиблюється в сипкий матеріал, фіксується в нім, хрестовина 9 спирається на поверхню матеріалу, що призводить до переміщення штока 6 вгору в направляючих отворах 10, 11. Одночасно з штоком піднімається вгору постійний магніт 15, досягає зони установки геркона 17, який замикає контакти, встановлені в ланцюзі живлення блока 18. Вказаний блок здійснює включення елементів сигналізації і відключення подання сипкого матеріалу в об'єкт. При цьому блок 18 одночасно відключає живлення двигуна 3, що забезпечує припинення коливального руху важеля 1, а повторне включення двигуна здійснюється при подальшому заповненні(після розвантаження) технологічного об'єкту. Оскільки робочий хід штока 6 і спиці 7 здійснюється в напрямі від низу до верху, то при використанні пневмотранспорта при завантаженні сипкого матеріалу в об'єкт повністю виключаються помилкові спрацьовування, що викликаються потоком повітря в зоні розташування чутливого елемента. При частоті 0,54,0 коливань в секунду у вертикальному напрямі здійснюється практично безперервне стеження за приростом рівня сипкого матеріалу в об'єкті, що дозволяє з мінімальною погрішністю відключити подання матеріалу в об'єкт при досягненні матеріалом граничного верхнього значення. При цьому на погрішність сигналізації і відсічення не робить вплив і кут природного укосу сипкого матеріалу і швидкість його руху по конусу, що істотно розширює область використання пропонованого сигналізатора. Таким чином, в порівнянні з прототипом пропонований сигналізатор рівня має наступні переваги: унеможливлює помилкові спрацьовування; забезпечує незалежність результатів виміру і сигналізації граничного верхнього рівня від швидкості руху сипкого матеріалу по його конусу і значення природного кута укосу; мінімізує погрішність виміру, сигналізації і відсічення, розширює область використання пропонованого сигналізатора. Джерела інформації: 1. Кулаков М. В. Технологічні виміри і прилади для хімічних производств.-3-е видання. - М: Машинобудування, 1983(с. 205-206). 2. Патент України на корисну модель № 38427 "Сигналізатор рівня" 12.01.2009. Бюл. № 1. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Сигналізатор рівня, що містить захисний кожух, нижній край якого скошений під кутом, рівним куту природного укосу сипкого матеріалу, чутливий елемент, постійний магніт і геркон, який відрізняється тим, що чутливий елемент сигналізатора складається з штока, стопорної шайби, закріпленої на штоку, сталевої спиці, сполученої з штоком за допомогою шарніра, і 2 UA 94982 U 5 встановленого на спиці обмежувача її заглиблення в сипкий матеріал, виконаного у вигляді хрестовини, чутливий елемент, встановлений на приводному механізмі, виконаному у вигляді важеля з плечима різної довжини, встановленого на осі, при цьому шток чутливого елемента встановлений у вертикальному положенні в співвісно розташованих направляючих отворах, перший з яких виконано в тілі довгого плеча важеля, другий - в квадратній шайбі, встановленій на опорному кронштейні, закріпленому на кінці довгого плеча важеля, а для переміщення приводного механізму використаний закріплений на валу двигуна лекальний елемент, який знаходиться в постійному контакті з коротким плечем важеля. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3