CN107621834A - 一种非导电液体的液位控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非导电液体的液位控制装置，涉及液位控制装置的技术领域，该液位控制装置包括竖直固定在液体中的导管、滑动套装在导管上的浮标、固定在浮标上的永磁铁环以及液位控制电路系统，所述永磁铁环在浮标的作用下漂浮在水面，随着池槽中液体的液位发生变化，永磁铁环可促使液位控制电路系统自动控制泵的工作状态，从而保证池槽中的液体处于上、下限液位之间。本发明提供的一种液位控制装置，其灵敏度高、检测精度高，且安全性高。

Description

一种非导电液体的液位控制装置

技术领域

本发明涉及液位控制装置的技术领域，尤其指一种非导电液体的液位控制装置。

背景技术

在石油、化工行业中，许多储罐和地下池槽中的各种液体的液位要保持在一定范围内，这些液体通常为苯、汽油、甲苯、二甲苯、环已烷等非导电液体。在现有技术中，大部分工厂使用浮球液位控制器来检测这类液体的液位，当液位达到预设的阈值时，浮球液位控制器输出控制信号使泵灌入或抽出液体，从而液体的液位保持在正常范围内。此种浮球液位控制器存在以下缺陷：1.体积大；2.浮球液位控制器为机械开关，在长时间使用后不能够保持较高精度的检测水平，并且其机械连杆易卡住、失灵，导致存在一定的安全隐患；3、机械开关的灵敏度不够高，当液体液位迅速超过阈值后，浮球液位控制器需要一定的运动时间来输出控制信号，因此其存在灵敏度不够高的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种灵敏度高、检测精度高且安全性高的非导电液体的液位控制装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种非导电液体的液位控制装置，包括竖直固定在液体中的导管、滑动套装在导管上的浮标、固定在浮标上的永磁铁环以及液位控制电路系统，所述永磁铁环在浮标的作用下漂浮在水面；

所述液位控制电路系统包括三相交流电源、泵连接线路、继电器连接线路和接触器连接线路，所述泵连接线路包括泵，所述泵的三相连接线与三相交流电源的L1、L2、L3相线连接，且所述泵的输入端还串联有接触器KM常开触点开关，所述继电器连接线路包括接入L3相线的变压器B以及变压器的输出端并联接入的二极管VD、第一干簧管KW1、第二干簧管KW2与继电器KA线圈的串联线路，所述第一干簧管KW1并联接入继电器KA常开触点开关，所述接触器连接线路包括接入L3相线的接触器KM线圈，所述接触器KM线圈串联接入继电器KA常开触点开关；

所述第二干簧管KW2与第一干簧管KW1以上下间隔排列的方式固定在导管内，且所述第二干簧管KW2与第一干簧管KW1之间的间距等于液体的上限液位与下限液位的差值，所述永磁铁环可控制第二干簧管KW2与第一干簧管KW1触点的开闭；当永磁铁环漂浮在上、下限液位之间时，所述第一干簧管KW1的触点处于断开状态，所述第二干簧管KW2的触点处于闭合状态；当永磁铁环从上、下限液位之间下降至下限液位时，所述第一干簧管KW1的触点由断开状态变为吸合状态，所述第二干簧管KW2的触点保持吸合状态；当永磁铁环从下限液位上升至上、下限液位之间时，所述第一干簧管KW1的触点由吸合状态变为断开状态，所述第二干簧管KW2的触点保持吸合状态；当永磁铁环从上、下限液位之间上升至上限液位时，所述第一干簧管KW1的触点保持断开状态，所述第二干簧管KW2的触点由吸合状态变为断开状态。

进一步地，所述液位控制电路系统还包括与接触器连接线路并联的指示灯连接线路，所述指示灯连接线路包括并联连接的红色指示灯HL1和绿色指示灯HL2，所述红色指示灯HL1串联接入接触器KM常闭触点开关，所述绿色指示灯HL2串联接入接触器KM常开触点开关。

进一步地，所述继电器KA常开触点开关并联接入按钮开关，所述接触器连接线路还包括单刀双掷开关SA，所述单刀双掷开关SA的输入端连接L3相线，所述单刀双掷开关SA的一输出端连接继电器KA常开触点开关、另一输出端连接按钮开关。

更进一步地，所述液位控制电路系统还包括可防止泵中电动机过载的热继电器FR，所述泵的输入端串联接入热继电器FR的发热元件，所述接触器连接线路与指示灯连接线路均串联接入热继电器FR常闭触点开关。

再进一步地，所述第一干簧管KW1与第二干簧管KW2的串联线路上并联接入有可消火花的阻容线路。

优选地，所述变压器B可将220V市电降压至36V。

在本发明提供的非导电液体的液位控制装置中，永磁铁环漂浮于池槽的水面，随着池槽中液体液位的变化，永磁铁环与导管中第一干簧管KW1和第二干簧管KW2的垂直距离发生变化，因而第一干簧管KW1和第二干簧管KW2周围磁场的强度发生变化，从而第一干簧管KW1和第二干簧管KW2的触点实现自动开闭，进而由液位控制电路系统控制泵的工作与否，保证池槽中的水位正常。本液位控制装置很简单，体积小，由于第一干簧管KW1和第二干簧管KW2触点开闭的工作时间比现有技术的浮球液位控制器中机械开关的运动时间大大缩短，因此具有灵敏度高、检测精度高的优点，此外，本液位控制装置采用继电器连接线路和接触器连接线路双重控制线路来控制主回路中泵的工作，具有安全、可靠性高的优点。

附图说明

图1为本发明实施例中的液位控制装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中的液位控制电路系统的原理图。

附图标记为：

1——导管； 2——浮标； 3——永磁铁环。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1和2所示，一种非导电液体的液位控制装置，包括竖直固定在液体中的导管1、滑动套装在导管1上的浮标2、固定在浮标2上的永磁铁环3以及液位控制电路系统，所述永磁铁环3在浮标2的作用下漂浮在水面。

所述液位控制电路系统包括三相交流电源、泵连接线路、继电器连接线路和接触器连接线路，所述泵连接线路包括泵，所述泵的三相连接线与三相交流电源的L1、L2、L3相线连接，且所述泵的输入端还串联有接触器KM常开触点开关，所述继电器连接线路包括接入L3相线的变压器B以及变压器B的输出端并联接入的二极管VD、第一干簧管KW1、第二干簧管KW2与继电器KA线圈的串联线路，所述第一干簧管KW1并联接入继电器KA常开触点开关，所述接触器连接线路包括接入L3相线的接触器KM线圈，所述接触器KM线圈串联接入继电器KA常开触点开关。

所述第二干簧管KW2与第一干簧管KW1以上下间隔排列的方式固定在导管1内，且所述第二干簧管KW2与第一干簧管KW1之间的间距等于液体的上限液位与下限液位的差值，所述永磁铁环3可控制第二干簧管KW2与第一干簧管KW1触点的开闭；当永磁铁环3漂浮在上、下限液位之间时，所述第一干簧管KW1的触点处于断开状态，所述第二干簧管KW2的触点处于闭合状态；当永磁铁环3从上、下限液位之间下降至下限液位时，所述第一干簧管KW1的触点由断开状态变为吸合状态，所述第二干簧管KW2的触点保持吸合状态；当永磁铁环3从下限液位上升至上、下限液位之间时，所述第一干簧管KW1的触点由吸合状态变为断开状态，所述第二干簧管KW2的触点保持吸合状态；当永磁铁环3从上、下限液位之间上升至上限液位时，所述第一干簧管KW1的触点保持断开状态，所述第二干簧管KW2的触点由吸合状态变为断开状态。此处具体地，池槽中液体液位的上、下限值之间的差值设定为20mm，因此所述第二干簧管KW2与第一干簧管KW1之间的间距也为20mm，此处更具体地，当永磁铁环3与第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）的垂直距离大于20mm时，第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）的触点为断开状态，此时永磁铁环3靠近第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）直至与第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）的垂直距离为20mm时，第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）的触点将立即吸合；反之，当永磁铁环3与第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）的垂直距离小于20mm时，第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）的触点为吸合状态，此时永磁铁环3远离第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）直至与第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）的垂直距离为20mm时，第一干簧管KW1（或第二干簧管KW2）的触点将立即断开；第一干簧管KW1和第二干簧管KW2触点开闭时间大约为0.5~2微秒，非常迅速。

本实施例的非导电液体的液位控制装置的工作原理为：

将导管1固定在池槽中并使导管1内第二干簧管KW2位于池槽中液体的下限液位位置上，第一干簧管KW1则位于第二干簧管KW2竖直向下20mm处。

过程1：当池槽中液体的液位处在上、下限液位之间时，浮标2带着永磁铁环3一起漂浮在上、下限液位之间，也即浮标2与第一干簧管KW1的垂直距离大于20mm，而浮标2与第二干簧管KW2的垂直距离小于20mm，因此此时第一干簧管KW1触点处于断开状态，第二干簧管KW2触点处于吸合状态，所述继电器连接线路处于断路状态，从而所述继电器KA线圈不通电，继电器KA常开触点断开，进而接触器KM连接线路处于断路状态，接触器KM线圈不通电，接触器KM常开触点断开，因此泵连接线路断路，泵不工作，没有液体注入池槽中。

过程2：当池槽中液体的液位下降至下限液位时，浮标2带着永磁铁环3一起漂浮在下限液位上，此时第一干簧管KW1的触点由断开状态变为吸合状态，而第二干簧管KW2触点保持吸合，所述继电器连接线路通路，从而所述继电器KA线圈通电，继电器KA常开触点吸合，进而接触器KM连接线路通路，接触器KM线圈通电，接触器KM常开触点吸合，因此泵连接线路通路，泵启动运行，向池槽中灌入被检测液体，液体液位逐渐上升，在上升的过程中，浮标2带着永磁铁环3一起漂浮在上、下限液位之间，所述第一干簧管KW1触点由吸合状态变为断开状态，而所述第二干簧管KW2的触点仍处于吸合状态，由于第一干簧管KW1并联接入继电器KA常开触点开关，因此此时继电器KA线圈仍通电，泵保持工作，直到池槽中液体的液位上升至上限液位时泵停止工作。

过程3：当液体的液位上升至上限液位时，浮标2带着永磁铁环3一起漂浮在上限液位上，所述第一干簧管KW1的触点保持断开状态，而第二干簧管KW2的触点由吸合状态变为断开状态，所述继电器连接线路断路，从而所述继电器KA线圈不通电，继电器KA常开触点断开，进而接触器KM连接线路断路，接触器KM线圈不通电，接触器KM常开触点断开，因此泵连接线路断路，泵停止工作，暂停向池槽中灌入液体。

当液体的液位再次下降时，重复上述过程1-3。

由上述可知，本发明提供的一种非导电液体的液位控制装置，永磁铁环3漂浮于池槽的水面，随着池槽中液体液位的变化，永磁铁环3与导管1中第一干簧管KW1和第二干簧管KW2的垂直距离发生变化，因而第一干簧管KW1和第二干簧管KW2周围磁场的强度发生变化，从而第一干簧管KW1和第二干簧管KW2的触点实现自动开闭，进而由液位控制电路系统控制泵的工作与否，保证池槽中的水位正常。本液位控制装置很简单，体积小，由于第一干簧管KW1和第二干簧管KW2触点开闭的工作时间比现有技术的浮球液位控制器中机械开关的运动时间大大缩短，因此具有灵敏度高、检测精度高的优点，此外，本液位控制装置采用继电器连接线路和接触器连接线路双重控制线路来控制主回路中泵的工作，具有安全、可靠性高的优点。

为方便观察泵的工作状态，明确池槽中灌是否有液体灌入，进一步，所述液位控制电路系统还包括与接触器连接线路并联的指示灯连接线路，所述指示灯连接线路包括并联连接的红色指示灯HL1和绿色指示灯HL2，所述红色指示灯HL1串联接入接触器KM常闭触点开关，所述绿色指示灯HL2串联接入接触器KM常开触点开关，当绿色指示灯HL2亮、红色指示灯HL1灭时，表示泵在工作，池槽中灌有液体灌入，当红色指示灯HL1亮、绿色指示灯HL2灭，则表示泵没有工作，池槽中灌没有液体灌入。

为防止继电器连接线路出现故障时影响接触器KM的正常工作，更进一步地，所述继电器KA常开触点开关并联接入按钮开关，所述接触器连接线路还包括单刀双掷开关SA，所述单刀双掷开关SA的输入端连接L3相线，所述单刀双掷开关SA的一输出端连接继电器KA常开触点开关、另一输出端连接按钮开关，在正常情况下，所述单刀双掷开关SA的刀扳至连接继电器KA常开触点开关的一端。

为防止泵中电动机过载，提高电路的安全性，更进一步地，所述液位控制电路系统还包括热继电器FR，所述泵的输入端串联接入热继电器FR的发热元件，所述接触器连接线路与指示灯连接线路均串联接入热继电器FR常闭触点开关。

随着池槽中液体的灌入和抽出，池槽中的液位会经常变化，因而所述第一干簧管KW1与第二干簧管KW2会间断的开闭，如果这两元件的开闭过于频繁，可能会产生电火花而损坏元件本身，因此，为了尽量避免这种情况的发生，所述第一干簧管KW1与第二干簧管KW2的串联线路上并联接入有可消火花的阻容线路，所述阻容线路可以是由电阻和电容串联组成的线路。

具体地，所述变压器B可将220V市电降压至36V。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (6)

1.一种非导电液体的液位控制装置，其特征在于：包括竖直固定在液体中的导管（1）、滑动套装在导管（1）上的浮标（2）、固定在浮标（2）上的永磁铁环（3）以及液位控制电路系统，所述永磁铁环（3）在浮标（2）的作用下漂浮在水面；

所述液位控制电路系统包括三相交流电源、泵连接线路、继电器连接线路和接触器连接线路，所述泵连接线路包括泵，所述泵的三相连接线与三相交流电源的L1、L2、L3相线连接，且所述泵的输入端还串联有接触器KM常开触点开关，所述继电器连接线路包括接入L3相线的变压器B以及变压器B的输出端并联接入的二极管VD、第一干簧管KW1、第二干簧管KW2与继电器KA线圈的串联线路，所述第一干簧管KW1并联接入继电器KA常开触点开关，所述接触器连接线路包括接入L3相线的接触器KM线圈，所述接触器KM线圈串联接入继电器KA常开触点开关；

所述第二干簧管KW2与第一干簧管KW1以上下间隔排列的方式固定在导管（1）内，且所述第二干簧管KW2与第一干簧管KW1之间的间距等于液体的上限液位与下限液位的差值，所述永磁铁环（3）可控制第二干簧管KW2与第一干簧管KW1触点的开闭；当永磁铁环（3）漂浮在上、下限液位之间时，所述第一干簧管KW1的触点处于断开状态，所述第二干簧管KW2的触点处于闭合状态；当永磁铁环（3）从上、下限液位之间下降至下限液位时，所述第一干簧管KW1的触点由断开状态变为吸合状态，所述第二干簧管KW2的触点保持吸合状态；当永磁铁环（3）从下限液位上升至上、下限液位之间时，所述第一干簧管KW1的触点由吸合状态变为断开状态，所述第二干簧管KW2的触点保持吸合状态；当永磁铁环（3）从上、下限液位之间上升至上限液位时，所述第一干簧管KW1的触点保持断开状态，所述第二干簧管KW2的触点由吸合状态变为断开状态。

2.根据权利要求1所述的非导电液体的液位控制装置，其特征在于：所述液位控制电路系统还包括与接触器连接线路并联的指示灯连接线路，所述指示灯连接线路包括并联连接的红色指示灯HL1和绿色指示灯HL2，所述红色指示灯HL1串联接入接触器KM常闭触点开关，所述绿色指示灯HL2串联接入接触器KM常开触点开关。

3.根据权利要求2所述的非导电液体的液位控制装置，其特征在于：所述继电器KA常开触点开关并联接入按钮开关，所述接触器连接线路还包括单刀双掷开关SA，所述单刀双掷开关SA的输入端连接L3相线，所述单刀双掷开关SA的一输出端连接继电器KA常开触点开关、另一输出端连接按钮开关。

4.根据权利要求3所述的非导电液体的液位控制装置，其特征在于：所述液位控制电路系统还包括可防止泵中电动机过载的热继电器FR，所述泵的输入端串联接入热继电器FR的发热元件，所述接触器连接线路与指示灯连接线路均串联接入热继电器FR常闭触点开关。

5.根据权利要求4所述的非导电液体的液位控制装置，其特征在于：所述第一干簧管KW1与第二干簧管KW2的串联线路上并联接入有可消火花的阻容线路。

6.根据权利要求5所述的非导电液体的液位控制装置，其特征在于：所述变压器B可将220V市电降压至36V。