Уровнемер

1 .Щ" "тентр НВ О П ИЗО Союз СоветсктОцмьлистммескихРеспублик АВТОР СКО 61) Дополнительн ЩЗаявлено ОЗе е кавт. с 1.75 заяв О 7/1 присоединен 3) Приоритет Госудерстееииый комитет Совете Мииистроо СССР пц делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 05. 09.77 Бюллетень 81. 128 8 4 ) Дата опубликова писания 10 2) Авторы изобретени тнов, В. П и А. С.(71) Заявитель УРОВНЕМЕР ия в ксиру юрятг р ра элеменожет тоьО Изобретение относится к области измерй-тельной техники и может быть использованодля измерения уровня жидкости в емкостях,1и технологических аппаратах,Известны уровнемеры, содержащие корпус, лв котором расположен поплавок, связанныйс винтообразной осью, в верней части которой находится указатель 11.Известны также уровнемеры, содержащиекорпус, поплавок, перемещакелийся вдоль цвертикальной оси по направлякеыим, подвижный ходовой винт, расположенный вертикально и зафиксированный от осевого перемещения 2. В этих уровнемерах на поплавкезакреплена гайка, резьба которой выполиейа 15с большым углом подьема винтовой линии,Резьба гайки взаимодействует с резьбой выта, установленно 1 о вертикально в подшипниках. При изменении уровня жидкости в корпусе уровнемера поплавок, зафиксированный 2от поворота, вместе с гайкой перемещаетсявертикально вдоль винта. При этом винт,зафиксированный от осевого перемещения спомощью пят, поворачивается на соответствующийй угол. Угол доворота винта фикь 25 ибер, Ю. Б, Сухачевскилевlсируется устройством, например стрелкой и шкалой, Однако отмечается низкая точность измерения в связи с наличием тревинтовой паре, в направляющих, фищих поплавок от поворота н в оподиальных и осевых. Трение в этихтех тормозит поплавок, и он не мно следить за уровнем жидкости.Известен также уровнемер, содержащия поплавок, свободно установленный нв ходовом винте, преобразователь положения поплавка направляющие и регистрирующее усе ройство 31. Однако с изменением уровня жидкости поплавок стремитсяследовать за уровнем, При этом гайка закрепленная на поплавке, .своей резьбой 1 с большим ут- лом подьема винтовой линии вовдействует на винтовую поверхность резьбы винта, который вследствие этого поворачивается на определенный угол, Недостатком известного уровнемера является низкая точность измерения уровня в связи с наличием сил трения в винтовой паре, в направляющих, воспринимающих реактивную силу, действующую на поплавок в опорах винтаосевых и радиальных, трения ползунка о контакты, в также в связи с необходимостью обеспечениябольшого угла подъема винтовой линии парывинт-гайка, так как при мелом угле подъема винтовой линии величина силы трения ввинтовой паре становится очень большой поотношению к силе, поворачивающей винт.При изменении уровня жидкости появляетсявыталхиваюшая сила, действующая на поплавок. Эта сила, пропорциональная величинеизменения уровня, стремится переместитьпоплавок в положение, соответствующее новому уровню жидкости. Точному следованиюпоплавка эа уровнем жидкости препятствуют силы треция. Чем больше суммарнаявеличина сил трения в указаннъх элементах,тем большаясиланеобходимадля поворотавинта, а значит тем больше будет отставатьпоплавок от изменившегося уровня жидкости,20Цель изобретения - повышение точностиизмерения уровня жидкости. Это достигается тем, что преобразователь положения поплавка выполнен дифференциально-трансформаторным и жестко укреплен на поплавке, кон цы П-образных магнитопроводов преобразователя входят в углубление резьбы ходового винта, а вторичные обмотки преобразователя подключень через усилитель х электродвигателю. 30На фиг, 1 представлен описываемый уровнемер с механическими направляющими; нафиг. 2 - пример конструктивного выполнения устройства с магнитной системой центровки поплавка; на фиг, 3 - электричесхаяесхема.Уровнемер состоит из корпуса 1, внутрикоторого имеется поплавок 2 с установленным на нем дифференциально-трансформаторным датчихом с трансформаторами 3 и 4, 40закрепленным на стойхе 5. Магнитопроводытрансформаторов датчиков состоят из П-образных сердечников 6 и 7, свободные концы которых входят в углубление резьбыходового винта 8, выполненного из магцито проводного материала, Между концами магцитопроводов 6 н 7 .и выступами винтовойнарезки ходового винта 8 образованы зазо-ры Л и Л . Винт 8, вращаюцийся в радиальных опорах 9 и зафиксированный в осевом направнении пятой 10, через зубчатуюпару соединен с приводным реверсивнымэлектродвигателем 11, Кроме того, ходовойвинт 8 напрямую через зубчатую пару 12и редуктор 13 кинематически связан с тремя сельсинами 14-16, которые являютсяпервичными датчиками вращения винта 8.Сельсицы 14-16 электричесхи связаны свторичными приборами - сельсицами - приемниками 17-19, сблокированнъ 1 ми с показы 571704Флающими приборами. Перв 1 чные Ф обмоткитрансформаторов 3 и 4 соедицешя последовательно и подключены к источнику питания, а вторичные обмоткиВ подключенывстречно (двфферециально 5 и нодсоединеп,к усилителю 20. Для центровки поплавка 2служат направляющие1. В случае использования магнитной системы центровки цапоплавке 2 устанавливается кольцевой мат- нцт 22, ориентированный одноименными лог глюсами относительно кольцевого магнита 23,укрепленного на ходовой гайке 24, зафиксированной от поворота направляющими тягами 25. При вращении винта 8 одновременнос движением поплавка 2 вдоль оси перемешается гайка 24 с магнитом 23, Благодаря тому, что магниты 22 и 23 ориентированы друг к другу одноименными полюсами, поплавок 2 постоянно находится в отцентрованном положении.Уровнемер работает следующим образом,При повышении уровня жидкости в корпусе на величину 11 поплавок 2, а вместе сним ц дифференциально- трансформаторныйдатчик поднимак)тся ца эту же величину,При этом зазор А,между концами П-образного сердечника 6 и верхней поверхностью витка резьбы увеличивается на величинуЬИи становится равным АЬЪ . В то жевремя зазор А между .концами сердечника7 и нижней поверхностью витка резьбы ви- та 8 уменьшается на величину ай и становится равным А- Ьй,При этом сопротивление магнитопроводатрансформатора 3 увеличивается, а сопротикление магнитопровода трансформатора 4уменьшается. В связи с этим напряжение навторичной обмотке трансформатора 3 уменьшается, а напряжение вторичной обмоткитрансформатора 4 увеличивается, Результирующее напряжение во вторичной пени трансформаторов становится не равным нулю. Оноподается ца усилитель, управляющий электродвигателем привода ходового винта, Электро, двигатель включается и вращает ходовойвинт 8 до тех пор, пока зазоры Л и Лнестанут равными. При этом сопротивлениемагнитных цепей выравнивается, выравнивается напряжение во вторичных обмоткахтрансформаторов 3 и 4, суммарное напряжение вторичных обмоток трансформаторовстановится равным нулю и электродвигательпривода ходового винта выключается,Таким образом, система приходит в новоеустойчивое положение. При этом винт поворачивается в новое положение, котороефиксируется вторичными приборами,Сельспн 14 соединен с Винтом напрямуюи является датчиКом точного отсчета. Сельсиц 15, соединенный с валом 8 через ионижакцуео зубчатую пару 12, дает средние показания, а сельсии 16, соединенный с винтом через редуктор, дает грубые показания. При опускании поплавка 2 фаза резуль тируюшего тока, возникающего в цепи вто ричных обмоток трансформаторов 3 и 41 меняется В результате электродвигатель .1 1 вращает винт 8 в противоположную сторону. С каждого сельсина показания приходят на свой вторичный прибор. Например, сельсин 10 точного отсчета 14, связанный с ходовым винтом 8 напрямую, фиксирует доли миллиметра перемещения поплавка, сельсин 15- миллиметры, а сельсин 16 - сантиметры, При этом передаточное число зубчатой пары й 12 будет десять, а редуктора - 13-100,Точность поплавкового уровнемера зависит от точности следования поплавка эа уровнем жидкости и точности слежения за положением поплавка, Точность сдежения 0 поплавка за уровнем жидкости в большой степени зависит от сопротивления движения поплавка, вызываемого силами трения. Она тем выше, чем меньше суммарная сида трения, воздействующая на поплавок, За счет й отсутствия пары фвепет-гайка" отсутствует полностью трение о винт, и поплавок свободно следует за уровнем жидкости. Кроме того, так как поплавок не поворачивает ходовой винт, наличие трения в опорах ходо вого винта также не влияет на перемешение поплаеекаа ХОЦОВОЙ Винт поезо)ючивавгси электродвиеателем, крутящий момент когс- рого всегда может бцтв Выбран достаточно большим с тем, чтобь 1 трение в Опорах не оказывало сушественноко в 1 пея 11 ия на точность слежения за поплавком,формула изобретенияУровнемер, содержащий поплавок, свободно установленный на ходовом Винте, преоб раэователь положения поплавка, направляющие и регистрирующее устройство, о т л ичаюши йс я тем, что,спельюповышения точности измерений, преобразователь положения жестко укреплен на поплавке, вынолнеи дифференциально-тра е 1 сфорл 1 а т Орны м с П-образными магнитопроводвми, конпв которых ВхОДЯт в углубенгние всз,6.вдового Винта, а вторичные Обл 1 РГг,.и и 1)ОА:.О;зоваещ теля подклк 1 чены через ъсилитоги к э;,ектродвигателю,Источники инфор 1 ации, иринят 1 е во и 11"мание при экспертизе:1 Лил заявка ФРГ,". 21 1с 11кл. 42 е 31(01, 24,05,73Акл, заявка Фращеии : 210 8(".1,кл С,"1 0123/00 1 с 17"3. Патент СИ Л Ио 3 ( 09 0 8, л.л. 7,.1;1 3,1973,Фдф,571704 Ыекы Подписное та МинистрТираж 907енного комитета Сове по делам изобретений ЖРауисхая наб аз 3019/28 ЦНИИПИ Государс и открытид. 4/5 13035, Москва лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Л. Массальскаяедахтор О, Филиниова Техред ц,дуговая Коррехт