Поплавковый уровнемер

СОВЕТСКИХЛИСТИЧЕСНБЛИН ОЦИАРЕС д 4 С 0 1 Р 2 3 / 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИОАН ИЕ ЕНИЯ ЕЛЬСТВ й А 8 ТОРСКОМУ 2 АВКОВЫИ4175491/2405.01.8723.12.89. о-ис ьный рооб нт И. И. Смысл681.128.ВсютинскиМ.: Нед ов(21) (22) (46) (71) пери ного боро (72) ,53) (56) Бюл, Р 47ледовательский и зксинститут автомобильрудования и автопри(54) попл УРОВНЕМЕР(57) Изобретение касается измерений уровня жидкости в глубоких сосудах. Цель - увеличение диапазона измерений. Для этого поплавок 19 и звенья передаточного механизма установлены последовательно со смещением в гори зонтальной плоскости, Ось 2 поворот рычага 3 преобразователя перемещени поплавка закреплена в середине межд контролируемыми отметками по высоте сосуда 23. Выполнение звеньев передаточного механизма с положительной плавучестью в контролируемой среде обеспечивает исключение заклинивании звеньев при переходе поплавком отмет1530928 30 ки закрепления оси 2. Использованиеразнесенных по горизонтали двух поплавков 19 л и 19 п обеспечивает рабоИзобретение относится к технике Оизмерений уровня жидкости преимущественно в глубоких сосудах.Цель изобретения - увеличение диапазона измерений при неизменном количестве звеньев. 15На фиг.1 представлена общая схемаустановки уровнемера в сосуде; и .фиг.2 - схема размещения звеньев передаточного механизма,К корпусу 1 датчика, жестко скрепленного со стенкой сосуда осью 2,присоединен шарнирно рычаг 3, образующий первый пантограф вместе с первым длинным стержнем 4 и первой диадой из двух коротких стержней 5 а и 2556. Стороны пантографа соединены наружным 6, внутренним 7 и диадными 8 аи 86 шарнирами, которыми диады 5 а и 56присоединены к рычагу 3 и длинномустержню 4. Другой конец стержня 4входит в соседний второй пантограф,образованный вторым длинным стержнем9 и второй диадой из коротких стержней 10 а и Об вместе с первым длинным стержнем 4 с помощью наружного11 и внутреннего шарниров 12, вторыми диадными стержнями 13 а и 136, Тг.кой вид образования ряда пантографов,состоящий из рычага 3 и длинных стержней 4 и 9, соединенных .-образно с 40помощью диац из коротких стержней 5 а,56 и 10 а, 106 (он может быть продолжен, чтобы увеличить измерительныйдиапазон датчика описанным образом),назван Е-схемой. 45На фиг.1 и 2 показан также другойвид образования ряда пантографов. Третий пантограф выполнен (вместе с вторым длинным стержнем 9) из длинныхстержней 14 и 15 и полустержня 16,соединенных наружными 17 л 17 п и средними 18 а, 186 шарнирами, Присоединяяс концами стержней 14 и 15 такие жестержни, соединенные Х-образно шарниром посредине, можно получить рядпантографов по Х-схеме. Оба вида относятся к прямолинейному ряду пантографов, так как все их шарниры движутся только по параллельным прямым тоспасобность уровнемера без дополнительных направляющих устройств,2 ил. при складывании и растяжении ряда, В данном случае стержни 14 и 15 являются последними, на них закреплены основной поплавок 9 п и дополнительный 19 л, которого может не быть, поэтому поплавок 19 л с половиной стержня 1 О показаны штриховой линией. Стержень 4 выполнен коленчатым (фиг.2), чтобы уменьшить горизонтальный боковой габарит ряда пантографов. Стержень 16 выполнен коленчатым, его средняя часть служит шарниром 186, чтобы обеспечить складывание и проход деталей третьего пантографа через среднее положение (когда геометрические оси всех шарниров находятся в одной плоскости). С рычагом 3 .жестко связан подвижный контакт 20, скользящий по резистивному элементу 21 переменного резистора, служащего преобразователем и зорта рычага 3 в электрч":,ии сигнал, На корпусевыполнены нижний 22 п и верхний 22 ограничители повогот рычага 3. Корпусза; реплен на середине высоты бака рядом с одной из его стенок 23 л или 23 п (в данном случае). Показанный ряд пантографов (в данном случае смешанный ЬХ-ряд)представляет собой вариант выполнения многозвенного механизма для передачи движения ведущего звена (стержень 14 с поплавком 19 п) на ведомое звено (рычаг 3).Средняя объемная плотность конструкции звеньев не должна превышать плотность контролируемой жидкости для/ исключения непредвиденных заклиниваний шарнирных соединений в моменты прохождения поплавком отметки размещения горизонтальной оси 2. Уровнемер работает следующим обгазом,Рассмотрим для наглядности идеальный случай, Бак неподвижен, центртяжести кинематической цепи находится на ее продольной оси (проходящейчерез середины длинных стержней) иточка приложения силы Архимеда (вданном случае геометрическая ось поплавка 19) находится на этой же оси, 5 153092 т,е. ось едицствецного поплавка совпадает с осью шарнира 186,При подъеме уровня жидкости (модуль вектора силы Архимеда становится больше модуля силы веса цепи) поплавок 19 поднимается, все стержни и рычаг 3 с контактом 20 поворачиваются на одинаковый угол в направлении горизонтального положения ( складываются"), проходят его, - затем пантографы растягиваются до упора рычага 3 в ограничитель 22 в. При опускании уровня жидкости часть силы тяжести (эа : в .четом силы Архимеда) ведет рычаг 3 в обратном направлении. Рассмотрим реальный случай для той же цепи: векторы силы 1 яжести и силы Архимеда не находятся цодной верти кальной прямой, что вь 1 эьц:ается различными причинами, как систематическими (погрешностями изготовления цепи), так и случайными (поток в жидкости). При положении цепи согласно 25 фиг1 линия действия силы тяжести проходит левее поплавка 19 (ось поплавка 19 совпадает с шарниром 18 б). Сила тяжести несколько опускает концы рычага 3, если момент от силы тяжести будет больше момента от силы Архимеда, поэтому поплавок 19 утопает несколько больше, сила Архимеда воэрастает до выравнивания рассматриваемых моментов. 8 6Гслц разность моментов имеет двугой знак, то поплавок несколько всплывает до выравнивания моментов, несколько сжав пантографы и повернув рычаг 3.Таким образом, предлагаемый уровцемер обеспечивает измерения в удвоенном диапазоне измерений (сверху и снизу от точки прикрепления датчика к сосуду), а также исключает необходимость использования дополнительных направляющих к поплавку.формулаиэобретенияПоплавковый уровнемер, содержащий передаточный шарнирный механизм, первое звено которого соединено с подвижным рычагом преобразователя, а госле,цнее - с поплавком, рычаг преобразователя шарнирно соединен с горизонтальной осью, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью увеличения диапазона измерений при неизменномколичестве звеньев в цем, поплавок и звенья шарнирного механизма установлены последовательно со смещением в горизонтальной плоскости, горизонталь.- ная ось закреплена относительно сосуда на отметке половины измеряемого диапазона изменения уровня, а средняя объемная плотность звеньев шарнирного механизма не превышает плотности жил" кости.1530928 236 УЭл р а г.2 оставитель Е,Подымовехред Л. Гердокова едактор А,Мотыль Т Корректор М,Максимишине Заказ 7943/42 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ СС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 1