CN113410094B - 一种浮球液位控制开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种浮球液位控制开关，通过可调磁力结构来调节磁力，实现对水位控制范围的扩大及更精准的液位的控制，同时还可以实现对金属导通件的自锁，避免液面波动的干扰。进一步地，本发明通过可伸缩套杆实现控制端与电气端的远距离隔离使用，不仅可以扩大水位的控制范围，而且还可以避免液态介质对电气端的损害带来的故障，此外，利用电位器来对液位进行量化，实现了更精准的液位控制。

Description

一种浮球液位控制开关

技术领域

本发明涉及一种液位开关，特别涉及一种浮球液位控制开关。

背景技术

浮球液位开关通常采用磁簧开关做接点，基于阿基米德原理，通过浮球驱动磁簧管的打开和关闭，输出开和关的信号，实现各种中小型储液罐的液位检测、现场指示信号远传、液位报警等功能。目前，大部分浮球开关的控制端与电气端距离过近，不利于液态介质的安全使用。此外，液位开关通常只能够输出开和关两种信号，对于过低和过高的液位状况无法检测，单一的液位开关产品其所检测的液位范围具有一定的局限性和准确度，且无法避免由于液面波动导致的浮球驱动干扰，而发出错误信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浮球液位控制开关，以解决传统液位计控制端与电气端距离过近，不利于液态介质的安全使用的技术问题。

进一步解决控制范围小，准确度低以及无法显示液位的技术问题。

本发明提供了一种浮球液位控制开关，包括：

固定座；

检测调节机构，包括旋转杆，以及设置在所述旋转杆上的检测结构；所述旋转杆与所述固定座可转动连接；

浮动机构，与所述旋转杆连接，用于在液位变化时，驱动所述旋转杆向上或向下转动；

其中所述检测结构包括壳体,设置在所述壳体内的高位闭合电路、低位闭合电路，以及金属导通件，所述旋转杆向上转动时，所述金属导通件在重力作用下，移动至高位导通位置处，使所述高位闭合电路导通；所述旋转杆向下转动时，所述金属导通件在重力作用下，移动至低位导通位置处，使所述低位闭合电路导通。

详细地，所述浮动机构与检测结构连接，当液面发生变化后，浮动机构会随液面的变化而带动检测结构转动，当液面升高时，浮动机构驱动处于平衡状态的旋转杆向上转动，当液面降低时，浮动机构驱动处于平衡状态的旋转杆向下转动。检测结构设置在旋转杆的一端上，而浮动机构设置在旋转杆的另一端下，能够使作为电气端的检测结构和作为控制端的浮动机构之间隔开，有效防止液态介质进入检测结构内，从而有利于液态介质的安全使用。

更详细地，当所述检测结构处于水平位置时，金属导通件在光滑绝缘套内保持平衡，当旋转杆向上转动时，所述金属导通件在重力作用下，落入高位导通位置处，接触分别连通零线和高位导通火线的金属片，形成闭合回路，控制系统输出高液位信号；当旋转杆向下转动时，所述金属导通件在重力作用下，落入低位导通位置处，接触分别连通零线和低位导通火线的金属片，形成闭合回路，控制系统输出低液位信号。

进一步地，所述检测结构还包括对所述金属导通件产生磁力的磁力结构，所述磁力结构分别设置在所述高位导通位置处和所述低位导通位置处。

详细地，为了提高液位控制开关的精确度，通过对所述金属导通件施加磁力，改变所述金属导通件的受力，来控制金属导通件在绝缘套中的移动。

进一步地，所述磁力结构设有四个，其中两个所述磁力结构环绕所述高位导通位置处设置；另两个所述磁力结构环绕所述低位导通位置处设置。

更详细地，环绕高位导通位置处的两个磁力结构为向高位导通位置移动的金属导通件提供磁力，环绕低位导通位置处的两个磁力结构为向低位导通位置移动的金属导通件提供磁力。

优选地，所述磁力结构为磁力可调的可调磁力结构。可调磁力结构的设置，能够增加金属导通件的受力，从而扩大液位控制的精度。

进一步地，所述可调磁力结构包括永磁铁，磁体屏蔽套，以及驱动所述永磁铁和/或所述磁体屏蔽套运动，以使所述永磁铁从所述磁体屏蔽套中伸出的伺服电机，所述永磁铁裸露出的部分为金属导通件提供磁场。

进一步地，所述永磁铁由多段磁力不一的磁块连接而成。

详细地，为了提高液位控制的准确度，所述磁力机构通过磁体屏蔽套和伺服电机的配合，改变永磁铁的裸露部位，来调控磁场大小。所述永磁铁由多块磁铁连接而成，磁铁块的磁力呈递增排布，当伺服电机旋转磁体屏蔽套时，所述磁力机构所形成的磁场强度会根据永磁铁裸露出的部分的变化而发生变化，从而影响金属导通件的受力。在所述金属导通件处于平衡位置时，启动伺服电机，旋转磁体屏蔽套，增加磁场强度，使金属导通件受到向两端的吸引力，当所测液面发生变化时，所述浮力机构会驱动旋转杆旋转，金属导通件在重力和磁力的作用下，会迅速移动至导通位置，进一步输出液位信号。当然也可以设置为伺服电机驱动永磁体转动伸出磁体屏蔽套的方式。

更详细地，为了避免液面的波动而引起的误触，当金属导通件移动至任意导通位置时，启动伺服电机，使环绕所在导通位置的磁力结构所形成的磁场强度增强，实现对金属导通件的自锁，当液面发生波动时，金属导通件在增强的磁场作用下，不会发生移动，待检测结束后，所述磁体屏蔽套归回原位。通过在金属导通件到达导通位后增强磁场强度，来实现自锁，可避免因为非液面变化带来导通件的移动所造成的输出信号不稳定，也提高了液位控制开关的精准度。

进一步地，所述检测结构包括绝缘套，所述绝缘套的一端端口位于所述高位导通位置处，另一端端口位于所述低位导通位置处，所述金属导通件可移动地设置在所述绝缘套内。

优选地，所述壳体为绝缘保护套筒。

进一步地，所述旋转杆为长度可伸缩的伸缩套杆，所述检测结构在所述旋转杆上靠近所述固定座设置。所述旋转杆与所述固定座的转动连接部位设有电位器，用于监控液位。

详细地，为了避免液体介质对电气端的腐蚀和损耗，通过伸缩套杆的方式，使检测调节机构远离浮动机构，同时扩大了液位控制范围，距离较远或较危险的液位测量，可通过伸长伸缩套杆，实现远距离测量。

更详细地，为了更加精准的测量液位，获得更多液位信息，在旋转杆端部与固定座连接的部位增加了电位器，所述电位器的电阻值随旋转杆的转动而改变，并向控制系统输入信号，经过控制系统的分析转化，量化液位信息，获取更加准确的液位变化值。

进一步地，所述固定座包括连接板，设置在所述连接板上的磁块，所述磁块设有安装孔，所述磁块用于将所述连接板吸附固定在金属部件上，所述安装孔用于将所述连接板固定在非金属部件。

更详细地，由于液位控制开关需要移动式使用，为了更方便拆卸和安装，利用磁块作为固定座的连接位点，可实现对金属部件如金属器皿的吸附安装，针对非金属部件如非金属器皿，可通过紧固结构如螺钉穿过磁块上的安装孔、非技术器皿进行安装。通过带安装孔的磁块作为固定座可实现液位控制开关在金属和非金属器皿表面的简易安装和拆卸。

进一步地，所述浮动机构包括浮子，以及将所述浮子连接在所述旋转杆上的可伸缩的伸缩套杆；

为了增强浮力机构的抗波浪效果，所述浮子为金属锥形浮筒。

更详细地，为了增强浮子的抗波浪能力，本发明采用金属锥形浮筒。

本发明提供的一种浮球液位控制开关，选用可调控磁力机构改变金属导通件的受力，以及增加电位器来增强液位控制开关的精准度。此外，还可以实现对金属导通件的自锁，避免液面波动的干扰。同时利用伸缩杆将电气端和控制端分离，进一步扩大了液位控制范围，也提高了液位控制开关的安全性和延长了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例所提供的浮球液位控制开关示意图；

图2为检测结构的示意图。

1-安装孔；2-固定座；3-电位器；4-绝缘保护套筒；5-金属导通件；6-旋转杆；7-伸缩杆固定点；8-可定位式金属伸缩杆；9-活动点；10-金属锥形浮筒；11-伺服电机；12-永磁铁；13-磁体屏蔽套；14-金属片；15-绝缘套；16-连接板；N-零线；L1-高位导通火线；L2-低位导通火线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“水平”、“竖直”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本申请实施例的浮球液位控制开关进行具体说明。

如图1-2所示，本实施例的一种浮球液位开关，包括：

固定座2，检测调节机构和浮动机构；

所述固定座2包括连接板16和设置在所述连接板16上带有安装孔1的磁块，所述磁块用于将所述连接板16吸附固定在金属部件上，所述安装孔1用于将所述连接板16固定在非金属部件。金属部件可以为金属器皿，非金属部件可为非金属器皿。

所述检测调节机构，包括旋转杆6，以及设置在所述旋转杆6上的检测结构；所述旋转杆6与所述固定座2可转动连接；所述旋转杆6与所述固定座2的转动连接部位设有电位器3，用于监控液位。电位器3的旋转柄与旋转杆6连接，电阻体与固定座2连接。

进一步地，所述旋转杆6为长度可伸缩的伸缩套杆，所述检测结构在所述旋转杆6上靠近所述固定座2设置。

所述浮动机构包括浮子，以及将所述浮子通过活动点9连接在所述旋转杆6上的可伸缩的伸缩套杆，所述浮子为金属锥形浮筒10；所述浮动机构通过可定位式金属伸缩杆8与所述旋转杆6连接于伸缩杆固定点7，用于在液位变化时，驱动所述旋转杆6向上或向下转动。

进一步地，所述检测结构包括壳体,设置在所述壳体内的高位闭合电路、低位闭合电路，以及金属导通件5。优选壳体设置为绝缘保护套筒4。

所述检测结构还包括对所述金属导通件5产生磁力的磁力结构，所述磁力结构分别设置在所述高位导通位置处和所述低位导通位置处。

所述检测结构包括绝缘套15，所述绝缘套15的一端端口位于所述高位导通位置处，另一端端口位于所述低位导通位置处，所述金属导通件5可移动地设置在所述绝缘套15内。优选绝缘套15为光滑的绝缘套，这样能够减少金属导通件5在绝缘套中的摩擦，灵敏性更高。金属导通件5可以为球体或者椭圆球体等，在本实施例中，优选为金属球。

进一步地，所述磁力结构设有四个，且所述磁力结构为磁力可调的可调磁力结构，所述可调磁力结构包括永磁铁12，磁体屏蔽套13，以及驱动所述永磁铁12从所述磁体屏蔽套13中伸出的伺服电机11，所述永磁铁12裸露出的部分为金属导通件5提供磁场。其中，所述永磁铁12由多段磁力不一的磁块连接而成。

所述四个磁力机构分别由环绕所述高位导通位置处设置的两个磁力结构和环绕所述低位导通位置处设置的两个磁力结构组成。

当液位升高时，浮子在液位升高的情况下，带动旋转杆6向上旋转，金属导通件5在重力作用下，移动至高位导通位置处，金属导通件5接触金属片14，使所述高位闭合电路导通，控制系统获取电路信息，输出高液位信息。当高位闭合电路导通后，伺服电机11启动，转动磁体屏蔽套13，增加环绕高位导通位置处的两个磁力结构所形成的磁场强度，使金属导通件5吸牢导通位，不受液面波动而影响金属导通件5的位置。

当液位降低时，浮子在液位降低的情况下，带动旋转杆6向下旋转，金属导通件5在重力作用下，移动至低位导通位置处，金属导通件5接触金属片14，使所述低位闭合电路导通，控制系统获取电路信息，输出低液位信息。当低位闭合电路导通后，伺服电机11启动，转动磁体屏蔽套13，增加环绕低位导通位置处的两个磁力结构所形成的磁场强度，使金属导通件5吸牢导通位，不受液面波动而影响金属导通件5的位置。

为了提高液位控制开关的灵敏度，在金属导通件5处于平衡位置时，启动伺服电机11，转动磁体屏蔽套13，使金属导通件5受到向低位或高位导通位方向上的磁力增强，当液面发生小幅度变化时，金属导通件5在重力和磁力的双重作用下，向导通位移动，提升了液位控制开关的准确度。

更进一步，当液位发生变化，旋转杆6在液位的变化下发生旋转，控制系统通过电位器3获取旋转角度的变化，从而输出液位的变化值。

为了扩大液位测量的范围和提高液位测量的准确度，本申请通过可调控磁场强度的磁力机构，增加金属导通件5的受力，从而扩大液位控制的精度，同时，利用可调控磁铁，还可以实现金属导通件5的自锁，避免了金属导通件5的误触。为了进一步提升液位控制的精准度，本申请利用电位器3来监测检测结构的旋转角度，从而获取液位的变化值，实现了远传的液位显示功能。此外，通过伸缩杆将电气端和控制端分隔开来，扩大液位控制范围的同时还可以减少对电气端的损害。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种浮球液位控制开关，其特征在于，包括：

固定座；

检测调节机构，包括旋转杆，以及设置在所述旋转杆上的检测结构；所述旋转杆与所述固定座可转动连接；

浮动机构，与所述旋转杆连接，用于在液位变化时，驱动所述旋转杆向上或向下转动；

其中所述检测结构包括壳体,设置在所述壳体内的高位闭合电路、低位闭合电路，以及金属导通件，所述旋转杆向上转动时，所述金属导通件在重力作用下，移动至高位导通位置处，使所述高位闭合电路导通；所述旋转杆向下转动时，所述金属导通件在重力作用下，移动至低位导通位置处，使所述低位闭合电路导通；

所述检测结构还包括对所述金属导通件产生磁力的磁力结构，所述磁力结构分别设置在所述高位导通位置处和所述低位导通位置处；

所述磁力结构设有四个，其中两个所述磁力结构环绕所述高位导通位置处设置；另两个所述磁力结构环绕所述低位导通位置处设置；

所述磁力结构为磁力可调的可调磁力结构；

所述可调磁力结构包括永磁铁，磁体屏蔽套，以及驱动所述永磁铁和/或所述磁体屏蔽套运动，以使所述永磁铁从所述磁体屏蔽套中伸出的伺服电机，所述永磁铁裸露出的部分为金属导通件提供磁场。

2.根据权利要求1所述的浮球液位控制开关，其特征在于，所述永磁铁由多段磁力不一的磁块连接而成。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的浮球液位控制开关，其特征在于，所述检测结构包括绝缘套，所述绝缘套的一端端口位于所述高位导通位置处，另一端端口位于所述低位导通位置处，所述金属导通件可移动地设置在所述绝缘套内。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的浮球液位控制开关，其特征在于，所述壳体为绝缘保护套筒。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的浮球液位控制开关，其特征在于，所述旋转杆为长度可伸缩的伸缩套杆，所述检测结构在所述旋转杆上靠近所述固定座设置；

和/或

所述旋转杆与所述固定座的转动连接部位设有电位器，用于监控液位。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的浮球液位控制开关，其特征在于，所述固定座包括连接板，设置在所述连接板上的磁块，所述磁块设有安装孔，所述磁块用于将所述连接板吸附固定在金属部件上，所述安装孔用于将所述连接板固定在非金属部件。

7.根据权利要求1所述的浮球液位控制开关，其特征在于，所述浮动机构包括浮子，以及将所述浮子连接在所述旋转杆上的可伸缩的伸缩套杆；

所述浮子为金属锥形浮筒。

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