уровнемер

Формула изобретения

1. Уровнемер, содержащий трубчатую штангу со шкалой, поплавок, размещенный внутри штанги, постоянный магнит и электрическую цепь, включающую источник питания, электрическую лампочку и геркон, отличающийся тем, что в него введены верхний и нижний ролики, охваченные гибкой связью, указательный стержень, закрепленный на оси верхнего ролика в верхней части штанги, поплавок установлен в свободно уравновешенном положении в нижней части штанги и связан с нижним роликом, ось которого смещена относительно центра масс поплавка в положение, при котором вертикальная плоскость, проходящая через ось нижнего ролика, расположена сзади центра масс поплавка относительно направления его вращения, постоянный магнит закреплен на указательном стержне, геркон установлен вдоль оси штанги с возможностью взаимодействия с постоянным магнитом при горизонтальном положении поплавка, а электрическая цепь смонтирована на верхней части штанги.

2. Уровнемер по п. 1, отличающийся тем, что поплавок выполнен в виде цилиндра с хвостовиком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерения уровня жидких сред в закрытых емкостях.

Известен уровнемер для замера уровня бензина в закрытых емкостях на автозаправочных станциях (1), выполненный в виде трубчатой штанги с нанесенными на ней велениями, вставляемой в патрубок замерного люка, и указателя уровня. Уровень бензина определяется границей смоченной части штанги.

Основным недостатком этого уровнемера является неточность замера уровня, т. к. сложно визуально определить границу между смоченной и сухой частью штанги.

Известно устройство для измерения уровня нефтепродуктов и воды в емкостях хранения (2), содержащее полый корпус (в виде трубчатой штанги), внутри которого размещен поплавок, мерную линейку, постоянный магнит, геркон, связанный со световым индикатором, источник питания.

Основным недостатком указанного устройства является невозможность использования его для измерения уровня жидкости в емкостях, содержащих пары легковоспламеняемых горючих веществ (например, бензина) из-за наличия токопроводящих цепей, расположенных внутри емкостей, а также сложность конструкции.

Технический результат изобретения расширение технологических возможностей, повышение пожаробезопасности и упрощение конструкции.

Указанный результат достигается тем, что в уровнемере, содержащем трубчатую штангу со шкалой, поплавок, размещенный внутри штанги, постоянный магнит и электрическую цепь, включающую источник питания, электрическую лампочку и геркон, введены верхний и нижний ролики, охваченные гибкой связью, указательный стержень, закрепленный на оси верхнего ролика в верхней части штанги, поплавок установлен в свободно уравновешенном положении в нижней части штанги и связан с нижним роликом, ось которого смещена относительно центра масс поплавка в положение, при котором вертикальная плоскость, проходящая через ось нижнего ролика, расположена сзади центра масс поплавка относительно направления его вращения, постоянный магнит закреплен на указательном стержне, геркон установлен вдоль оси штанги с возможностью взаимодействия с постоянным магнитом при горизонтальном положении поплавка, а электрическая цепь смонтирована на верхней части штанги; при этом поплавок выполнен в виде цилиндра с хвостовиком.

На чертеже изображен общий вид уровнемера в момент касания поплавка жидкости. Пунктирной линией показано положение уровнемера при горизонтальном положении поплавка, соответствующем моменту для считывания на шкале уровня жидкости в закрытой емкости.

При этом обозначено:

А направление для перемещения штанги внутри емкости;

Б и В направление вращения соответственно указательного стержня с магнитом и поплавка;

И расстояние от измерительной базы направляющей втулки емкости до оси поплавка при его горизонтальном положении:

E расстояние от дна емкости до торца втулки;

K постоянная величина для уровнемера, равная расстоянию от уровня жидкости до оси поплавка при его горизонтальном положении. Эта величина характеризует степень плавучести поплавка в жидкости и равна высоте незатопленной части поплавка, расположенной ниже оси поплавка;

e величина смещения оси поплавка от центра массы поплавка при вертикальном расположении оси поплавка (на чертеже размер "e" обозначен в момент горизонтального расположения поплавка, т.к. в этом положении более наглядно выявляется характер смещения оси поплавка);

X считываемый размер уровня жидкости (при горизонтальном положении поплавка).

Уровнемер состоит из трубчатой штанги 1 со шкалой, вставляемой в отверстие втулки 2, которая закреплена на горловине емкости 3, поплавка 4 с роликом 5, установленных на оси в нижней части штанги 1, верхнего ролика 6 с указательным стержнем 7, установленных на оси в верхней части штанги 1, и гибкой связи 8, охватывающей ролики 5 и 6. Вверху штанги 1 на кронштейне 9 смонтировано электрическое сигнальное устройство, состоящее из элемента питания (батарейки) 10, электрической лампочки 11 и герметичного контакта (геркона) 12. На конце указательного стержня 7 закреплен постоянный магнит 13 с возможностью взаимодействия его с герметичным контактом 12 при повороте по стрелке B в вертикальное положение. Монтаж электрической цепи заключен в кожух 14. Поплавок 4 выполнен в виде цилиндра с хвостовиком 15. При этом поплавок 4 находится в свободно уравновешенном состоянии, а ось ролика 5 смещена относительно центра масс поплавка в положение, при котором вертикальная плоскость, проходящая через ось ролика, расположена сзади центра масса поплавка по отношению к направлению вращения поплавка.

Герметичный контакт 12 установлен вдоль оси штанги 1 таким образом, чтобы при горизонтальном положении поплавка 4 указательный стержень 7 с магнитом 13 располагался у герметичного контакта 12 в зоне, обеспечивающей срабатывание (замыкание контактов) геркона.

Работа уровнемера осуществляется следующим образом: при опускании штанги 1 вниз по стрелке А через направляющую втулку 2 поплавок 4 занимает свободно уравновешенное наклонное положение за счет смещения оси вращения (на величину e 1 3 мм). С момента касания поплавком жидкости он начинает плавно поворачиваться по стрелке Б, передавая вращение по стрелке B ролику 6 с указательным стержнем 7. При дальнейшем опускании штанги 1 оператор следит за движением указательного стержня 7. Когда поплавок займет горизонтальное положение (это положение уровнемера показано пунктирной линией), постоянный магнит 13 замкнет контакты геркона 12 и загорится лампочка 11. В этот момент оператор считывает размер на шкале штанги. Шкалу на штанге устанавливают таким образом, чтобы при упирании нижнего конца штанги в дно емкости ноль шкалы располагался в плоскости измерительного торца втулки 2. В этом случае считываемый размер X на шкале будет равен разности расстояния E от дна емкости до верхнего торца втулки и размера (И + к), т.е. размер X на шкале определяет как раз положение уровня жидкости от дна емкости.

Если заказчика удовлетворяет контроль уровня жидкости от торца втулки 2, то в этом случае ноль шкалы располагается снизу штанги.

Использование данного уровнемера повышает пожаробезопасные условия для замера уровня жидкости в емкостях, содержащих пары легковоспламеняющих жидкостей, и тем самым расширяет технологические возможности для использования устройства. Кроме того, предложенный уровнемер прост по конструкции и легко настраивается за счет перезакрепления (поворота) указательного стержня относительно верхнего ролика.