Сигнализатор уровня жидкости

(5 ЗОБ Т ОП ТЕЛЬСТВ тмассн АНИ ко ики сис регули м автовани(Лааай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С(46) 30.11.92. Бюл. 3 Ф 4471) Броварский завод пла(54) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ (57) Использование; изобретение может быть использовано для контроля уровней Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности для контроля уровня жидкостей в сосудах под давлением, при высоких температурах.Известен сигнализатор уровня жидких сред, содержащий поплавок с постоянным магнитом в сообщающемся сосуде, магнитоуправляемый контакт, установленный на линии взаимодействия с постоянным магнитом. Недостатком сигнализатора уровня жидкости является сложность и невысокая надежность конструкции сообщающегося сосуда совместнб с поплавком, на котором закреплен постоянный магнит, так как постоянный магнит увеличивает габаритные размеры поплавка, а следовательно, и сообщающегося сосуда, С другой стороны, присутствие постоянного магнита в среде, уровень которой контролируется, может быть нецелесообразен по причине наличия ферромагнитных включений, которые могут осаждаться на поплавке под влиянием магжидкости в сосудах и соких температурах. ния: сигнализатор содержит поплавок и р нитном корпусе прео мещения, содержащи на упругом подвесе и магнитным злементо возможностью регули сительно постоянного го расположена в вер а переключатель выпо управляемого контакт од давлением, при выСущность изобретеуровня жидкости азмещенный в немагбразователь его перей постоянный магнитснабженный ферром, установленным с рования зазора отномагнита, ось которотикальной плоскости, лнен в виде магнитоа,2 ил,нитного поля, кроме того, при высоких температурах возникает потребность в специальных, неразмагничивающихся при этих температурах. постоянных магнитах,Известен сигнализатор уровня перегретой воды в сосудах теплостанции каландровой линии, используемой для нагрева валов этой линии.Каландровая линия по производству поливинил-хлоридной пленки была установлена на Броварском заводе пластмасс, Киевская область, всоответствии с контрактом 46/74937-114 от 1972 г, с фирмой Вегз 1 огЛ, ФРГ. Контроль уровней в сосудах осуществляется сигнализаторами уровней ОВ 1855 Ю/5 (см. фиг, 1), содержащих полый .шар 1 из ферромагнитного материала в сообщающемся сосуде 2 из диамагнитного материала, два постоянных магнита 3 автоматического выключателя 4, установленные в позиции контролируемого уровня. два ферромагнитных винта 5, установленных на линии взаимодействия с постоянными магнитами, два рычага 6, 7, два шарнира10 20 ляется его сложность, а следовательно. иневысокая надежность в работе, обуслов 30 50 8, пластину 9, изготовленную из диэлектрика, контактную группу 10, 11.Недостатком сигнализатора уровня является его сложность и невысокая надежность, обусловленная необходимостью применения схемы автоматического выключателя с двумя постоянными магнитами на двух рычагах с двумя шарнирами, с двумя ферромагнитными винтами, Сложность конструкции вызвана необходимостью обеспечения надежного возврата в исходное состояние рычажной системы путем притяжения к двум ферромагнитным винтам.Известен сигнализатор уровня, содержащий поплавок на пружинной растяжке с укрепленным на нем ведущим магнитом, ведомый магнит с дополнительным грузом, которые укреплены на одном конце рычага, установленного в немагнитном корпусе,другой конец которого связан с преобразователем перемещения.Недостатком сигнализатора уровня явленная необходимостью применения ведущего магнита с пружинной растяжкой,дополнительного груза, укрепленного совместно с ведомым магнитом, шарнирного крепления рычага, Следует учитывать, что для высокотемпературных сред существует уке отмеченная ранее в аналогичном устройстве потребность в.специальных, неразмагничивающихся при высоких температурах, постоянных магнитах, так как ведущий магнит установлен непосредственно в сосуде с измеряемой средой,Из известных сигнализаторов уровней наиболее близким по конструкции к предлагаемому является сигнализатор уровня, содержащий сообщающийся сосуд с поплавком с закрепленным на нем ведущим постоянным магнитом, рычаг, установленный на шарнире. с закрепленным на нем ведомым постоянным магнитом с горизонтальным располокением оси М-Я, конечные переключатели, установленные в крайних положениях перемещения рычага, Недостатком сигнализатора уровня(г 1 рототипа) является его сложность и невысокая надежность в работе, обусловленная тем, что конструктивно для работы сигнализатора уровня требуется относительно мощное магнитное поле, которое получают путем дополнительного размещения магнита на поплавковой системе, Действительно,при перемещении рычага магнитное поле должно компенсировать практически весь вес рычага с магнитом, Кроме тбго, использование шарнира в закреплении рычага так 35 40 же усложняет и уменьшает надежность работы сигнализатора уровня.Целью изобретения является упрощение и повышение надежности сигнализатора уровня жидкости,Цель изобретения достигается тем, чтов сигнализатор уровня жидкости, содержащий поплавок и преобразователь его перемещения, размещенный в немагнитномкорпусе и содержащий магнит с элементомего крепления к корпусу и переключательиндикатора, введены новые элементы, соединенные следующим образом: ферромагнитный элемент, установленный свозможностью регулирования зазора относительно постоянного магнита, ось которого расположена в вертикальной плоскости,при этом элемент крепления магнита выполнен в виде упругой подвески, а переключатель - в виде магнитоуправляемогоконтакта.На фиг.1 и 2 представлен вариантсигнализатора уровня. Сигнализатор уровня содержит поплавок 1 из ферромагнитногоматериала, трубчатый сообщающийся сосуд2 из диамагнитного материала, преобразователь 3 перемещения поплавка, содержащий магнит 4 с элементом крепления его ккорпусу в виде упругой подвески, магнитоуправляемый контакт 5, светодиод 6, цилиндр 7 с ферромагнитным элементом 8,клеммник 9.Сигнализатор уровня жидкости работает следующим образом.При изменении уровня среды поплавок1 из ферромагнитного материала перемещается в сообщающемся сосуде 2 из диамагнитного материала. Входит в полепостоянного магнита преобразователя 3 перемещения поплавка, в котором магнит сэлементом его крепления в виде упругойподвески представляет собой маятник 4 вполе тяготения Земли, Маятник 4 под воздействием усилияР 1= Р - щ 9 ып а- Г", (1)где Р = В 1 Я 1/2,иогР -- Вг 31/2 иоР 1 - усилие отклонения подвески магнита к поплавку;Р - усилие взаимодействия магнитного1поля постоянного магнита преобразователяперемещения поплавка с полым ферромагнитным поплавком;1Е - усилие взаимодействия магнитного поля постоянного магнита с ферромагнитным элементом в преобразователеперемещения;а - масса постоянного магнита;9 - ускорение земного притяжения;Ег= Е + вцзгпа, 1 2) Размыкается нормально замкнутый контакт магнитоуправляемого контакта 5, Величина усилия Е устанавливается путем вращения цилиндра 7, при этом ферромагнитный элемент 8 удаляется или приближается к магниту, В выражения (1), (2) не включено усилие деформации пружинной ленты из-за его малости.На Броварском заводе пластмасс(Киевская область) разрабатывается система контроля уровня перегретой воды в сосудах теплостанции каландровой линии взамен импортной, В настоящее время создано макетное устройство для контроля уровня жидких сред. Получены положительные результаты, Будут контролироваться шесть дискретныхуровней на каждом каскадетеплостанции каландровой линии. Значительно упрощен контроль уровня и повышена надежность. Новые элементы и связи позволили упростить сигнализатор уровня и повысить его надежность. Действительно, вертикальное расположение рычага уменьшило требуемую величину магнитного поля и, следовательно, позволило исключить постоянный магнит из поплавковой системы. Применение, вместо жесткой конструкции рычага, пружинной ленты исключило из уровнемера ненадежный в эксплуатации шарнир. а - угол отклонения упругой подвески; В 1 - магнитная индукция в зазоре между постоянным магнитом и полым ферромагнитным поплавком;Я 1 - площадь поверхности постоянного магнита в зазоре;,ио - магнитная проницаемость пространства между постоянным магнитом и полым ферромагнитным поплавком;Вг - магнитная индукция в зазоре между постоянным магнитом и ферромагнитным элементом;,и 0 - магнитная проницаемость пространства между постоянным магнитом и ферромагнитным элементом,.притягивается к ферромагнитному полому поплавку 1, замыкается нормально замкнутый контакт магнитоуправляемого контакта 5, так как магнитное поле постоянного магнита не воздействует на этот контакт, загорается светодиод 6, сигнализирующий достижение средой контролируемого уровня, При уходе среды из контролируемого уровня поплавок выходит из магнитного поля маятника. На маятник действует возвращающее в исходное состояние усилие15 20 25 Расстояние магнита 4 к поплавку - 14,7 мм.Угол отклонения упругой подвески - 100, Определяем маятниковое усилие упругой подвески30 пцзп а = 0,1014 кг 9,8 м/сек хх 0,1736 = 0 01725 НОпределяем усилие взаимодействия магнитного поля постоянного магнита 4 с поплавком 1, предварительно вычислив 35 40 55 5 10 Конкретным примером выполнения изобретения является следующее макетное устройство. В качестве постоянного магнита 4 в этом устройстве использован феррит типа 16 БА 190 с остаточной индукцией 0,3 Тл, Габаритные размеры магнита 11 х 24 мм, толщина 11 мм, масса 10,14 гр. Длина упругой подвески 50 мм. Материал - пружинная лента к квадранту весовой головки типа ЦЕ - 500 - 41 - 10 к весам. Ширина пружиной ленты - 7 мм, толщина - 0,1 мм. Для уменьшения жесткости пружинной ленты в месте ее крепления прорублено окно размером по ширине - 3 мм, по высоте - 5 мм. Цилиндр изготовлен из фторопласта. Диаметр ферромагнитного элемента - 3 мм, высота - 4 мм, Расстояние от ферромагнитного элемента 8 к магниту 4 - 15 мм. Диаметр поплавка - полого ферромагнитного шара 1 - 40 мм. Наружный диаметр сообщающегося сосуда,трубы 2, из диамагнитного материала - 50 мм. Толщина стенки трубы - 3 мм. Толщина корпуса преобразователя 3 - 1 мм. В качестве магнитоуправляемого контакта приме- нен геркон типа КЗМ 2. Светодиод - Ал 307. усредненную площадь зазора Я у = 0,000865 мг,Е ==30 99 Н Определяем усилие взаимодействия магнитного поля постоянного магнита 4 с ферромагнитным элементом 8 цилиндра 7. Усредненная площауь равна51 = 0,000066 мЕ1В 51 0,3 Тл 0,000066 Мг2,ио 2 4 10Гнlм=2.365 Н 45 50 Определяем усилие отклонения упругойподвески к поплавкуЕ 1= Е - пщз и а - Е = 30,99 - 0,01725- 2,365 = 28,6078 НОпределяем усилие возвращения упругойподвески в исходное состояние=2,38225 Я,Для упрощения расчетов предполагается,что магнитные проницаемости пространствдо иио равны между собой,ио =4 л 10 Гн/м,Все упрощающие допущения вносят незначительные погрешности в получаемые результаты,Технико-экономическая и социальнаяэффективность заключается в упрощении иповышении надежности сигнализаторауровня по предлагаемому техническому решению, в повышении производительноститруда, уменьшении затрат на изготовлениеустройств контроля уровня. улучшении культуры производства, улучшении условий техники безопасности. Формула изобретения Сигнализатор уровня жидкости, содеркащий поплавок и преобразователь его перемещения, размещенный в немагнитном 5 корпусе и содержащий магнит с элементомего крепления к корпусу и переключатель индикатора, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, он снабжен ферромагнит ным элементом, установленным свозможностью регулирования зазора относительно постоянного магнита, ось которого расположена в вертикальной плоскости, при этом элемент крепления магнита выпол нен в виде упругой подвески, а переключатель - в виде магнитоуправляемого контакта.1778545 оставитель А.Илье ех ед М,Мо гента Редактор т р р л Корректор В.Петраш оизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина аказ 4183 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5