CN114005702B - 机械断合式液位开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械断合式液位开关，涉及机械工程领域，解决的技术问题是提供一种新的机械断合式液位开关。本发明采用的技术方案是：机械断合式液位开关，包括上部结构和下部结构，上部结构包括上接触件，下部结构包括壳体和卡止装置，壳体形成竖向的柱状空腔，柱状空腔内活动安装支撑杆，支撑杆的顶部设置下接触件，上接触件和下接触件相互适配且均为导体，支撑杆的外壁设置台阶销，支撑杆的底部设置带配重的第一浮体；壳体内侧沿支撑杆的外周设置至少一套卡止装置，卡止装置的插舌从台阶销下侧支撑支撑杆，卡止装置还包括第二浮体，第一浮体和第二浮体随液位变化而相应周期性变化，使上接触件和下接触件相应闭合、断开，达到控制液位的目的。

Description

机械断合式液位开关

技术领域

本发明涉及机械工程领域，具体是一种断合式液位开关。

背景技术

液位开关是通过液位变化来控制线路通断的开关。现有的液位开关可分为机械式和电子式两大类，其中，机械式的构造包括电器部分、机械部分以及浮球等部件。机械式液位开关是利用液位升降来推动浮球，浮球打开机械部分内部的常开或常闭触点，进而控制电器部分。

对于现有的机械式液位开关，有的内部结构复杂，故障率高，电气装配连线复杂；有的结构设计又过于简单，只单纯依靠弹簧的拉力来完成开关工作，由于弹簧不能长久负重，造成开关装置寿命极短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的机械断合式液位开关。

本发明采用的技术方案是：机械断合式液位开关，包括上部结构和下部结构，上部结构包括固定安装的上接触件，下部结构包括壳体和卡止装置，壳体形成竖向的柱状空腔，柱状空腔上下贯通，柱状空腔的竖向中心线处活动安装支撑杆，支撑杆的顶部设置下接触件，下接触件的上方正对上接触件，上接触件和下接触件相互适配且均为导体，支撑杆的外壁固定设置呈圆台状的台阶销，支撑杆的底部固定设置带配重的第一浮体。

壳体内侧同一高度处沿支撑杆的外周设置至少一套卡止装置，每套卡止装置包括筒体、复进弹簧、滑动塞、插销和插舌，筒体固定安装于壳体，筒体的中心线水平且经过柱状空腔的竖向中心线，筒体内远离支撑杆的一端设置复进弹簧、另一端内设置滑动塞，滑动塞可沿筒体滑动，滑动塞背对复进弹簧的一侧与插销的一端固定连接，插销的另一端连接插舌，插舌设有用于与台阶销的斜面配合且倾斜朝下的斜面；滑动塞还连接拉绳，拉绳对滑动塞的牵拉方向与复进弹簧的回弹方向相反，拉绳的另一端分别连接带配重的第二浮体。

卡止装置的插舌指向支撑杆，插舌的伸缩行程覆盖台阶销的竖向投影范围，插舌位于台阶销下侧时，上接触件和下接触件接触，插舌位于台阶销上侧时，上接触件和下接触件断开。

进一步的是：上部结构下侧与支撑杆顶部还设置相互适配的磁吸结构，磁吸结构接触后，上接触件和下接触件紧密接触。例如，磁吸结构为：上部结构下侧与支撑杆顶部分别设置上磁体和下磁体，或者上部结构下侧与支撑杆顶部其一设置磁体、另一设置由磁吸性材质制成的结构件。

进一步的是：上部结构包括缓冲弹簧，上接触件安装于缓冲弹簧的正下端。

具体的：上接触件为铜质触头，下接触件为铜质触片，壳体、卡止装置和支撑杆均为非导体材质。

具体的：第一浮体呈圆形并与壳体的柱状空腔下段间隙配合；第二浮体呈圆环形，圆环的内圆的直径大于壳体下段的外径。

具体的：卡止装置至少两套：卡止装置为两套时，两套卡止装置的筒体的中心线重合；卡止装置为3套或更多套时，任意相邻两套卡止装置的筒体的中心线形成的夹角相等。

具体的：壳体在与每套卡止装置对应的位置还设置导向轮，拉绳经过对应的导向轮。

进一步的是：插销靠近插舌的位置设置可转动结构，插销只能向上转动并且在向上转动后能自动复位。

具体的：壳体内设置与插舌适配的两个限位件，插舌绕插销的转动点可转动的角度小于90°。

本发明的有益效果是：第一浮体和第二浮体随着液位变化而相应周期性变化，使上接触件和下接触件相应闭合、断开，达到控制液位的目的。上接触件和下接触件始终位于液位以上，避免液体对上接触件和下接触件的腐蚀，使机械断合连接稳定，并且便于维护。机械断合式液位开关结构简单、使用安全、性能稳定，可避免误动作产生，尤其适用于高腐蚀或有防火防爆要求的液位控制，适用领域广泛。

上部结构下侧与支撑杆顶部还设置相互适配的磁吸结构，使上接触件和下接触件紧密接触，避免出现接触不良的问题。上部结构包括缓冲弹簧，缓冲弹簧用于上接触件和下接触件接触产生的冲击力。插销靠近插舌的位置设置可转动结构，台阶销上升时更容易顶开插舌。

附图说明

图1是本发明机械断合式液位开关当第一浮体处于液位上限时的结构示意图。

图2是本发明机械断合式液位开关的第一浮体随液位下降至接近液位下限时的结构示意图。

图3是本发明机械断合式液位开关的第一浮体随液位下降至液位下限时的结构示意图。

图4是本发明机械断合式液位开关的第一浮体随液位上升至接近液位上限时的结构示意图。

附图标记：上部结构1、上接触件11、缓冲弹簧12、下部结构2、壳体21、支撑杆22、下接触件221、台阶销222、第一浮体223、筒体231、复进弹簧232、滑动塞233、插销234、插舌235、拉绳24、第二浮体25、导向轮26、磁吸结构3；液位上限L1、液位下限L2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明机械断合式液位开关，用于感应液体的实际液位变化并进行相应的动作。实际液位位于液位上限L1时，液位开关呈闭合状态；实际液位开始下降，液位开关维持闭合状态；实际液位下降至液位下限L2时，液位开关转为断开状态；实际液位开始上升，液位开关维持断开状态；实际液位上升至液位上限L1时，液位开关再转为闭合状态，从而完成一次循环过程。

如图1～4所示，本发明机械断合式液位开关，包括上部结构1和下部结构2，上部结构1包括固定安装的上接触件11，上接触件11用于与下部结构2的下接触件221配合，上接触件11和下接触件221均为导体，优选为铜。例如，上接触件11为铜质触点，下接触件221为铜片。上接触件11和下接触件221相互接触，液位开关呈闭合状态；上接触件11和下接触件221相互脱离，液位开关呈断开状态。

由于下接触件221通过升降变化实现液位开关断开和闭合状态的转换，为了缓冲下接触件221上升过程的冲击，上部结构1包括缓冲弹簧12，上接触件11安装于缓冲弹簧12的正下端。上部结构1还包括用于安装固定缓冲弹簧12和上接触件11的其他结构。为了使上接触件11和下接触件221能稳固地接触，避免出现接触不良的问题，上部结构1下侧与支撑杆22顶部还可以设置相互适配的磁吸结构3，磁吸结构3接触后，上接触件11和下接触件221紧密接触。例如，磁吸结构3为：上部结构1下侧与支撑杆22顶部分别设置上磁体和下磁体，上磁体和下磁体均为磁铁；或者，上部结构1下侧与支撑杆22顶部其一设置磁体，另一设置由磁吸性材质制成的结构件。

下部结构2包括壳体21和卡止装置，壳体21形成竖向的柱状空腔，柱状空腔上下贯通，柱状空腔可以呈圆柱状，也可以呈棱柱状。柱状空腔的竖向中心线处活动安装支撑杆22，所谓活动安装，指的是支撑杆22可以在柱状空腔内进行升降运动。支撑杆22的顶部固定设置下接触件221，下接触件221的上方正对上接触件11，支撑杆22上升下接触件221可与上接触件11接触。支撑杆22的底部固定设置带配重的第一浮体223，第一浮体223的平均密度小于液体的密度。第一浮体223的形状与柱状空腔的形状适配，第一浮体223的尺寸不大于柱状空腔的尺寸，使第一浮体22能在柱状空腔下段进行升降；两者最好间隙配合，使柱状空腔对支撑杆22具有导向作用。例如，第一浮体223呈圆形并与壳体21的柱状空腔下段间隙配合。下接触件221的上方正对上接触件11，支撑杆22上升，下接触件221刚好与上接触件11接触。

支撑杆22的外壁固定设置呈圆台状的台阶销222，台阶销222与支撑杆22可以为一个整体，或者，台阶销222固定于支撑杆22的外壁，台阶销222用于与卡止装置相互配合，并配合第一浮体223共同控制支撑杆22的升降运动。台阶销222在支撑杆22的位置通过后续的原理说明进行详述。卡止装置至少一套，各套卡止装置安装于壳体21内侧同一高度处，每套卡止装置包括筒体231、复进弹簧232、滑动塞233、插销234和插舌235，筒体231固定安装于壳体21，筒体231可以是圆柱状或棱柱状，筒体231的中心线水平且经过柱状空腔的竖向中心线。筒体231内远离支撑杆22的一端设置复进弹簧232，另一端内设置滑动塞233，滑动塞233可在筒体231内沿筒体231滑动，滑动塞233的一侧与复进弹簧232接触，另一侧与插销234的一端固定连接，插销234的另一端连接插舌235，插舌235设有用于与台阶销222的斜面配合且倾斜朝下的斜面。滑动塞233还连接拉绳24，例如滑动塞233与复进弹簧232接触的一侧的中心处连接拉绳24，拉绳24对滑动塞233的牵拉方向与复进弹簧232的回弹方向相反，拉绳24的另一端分别连接带配重的第二浮体25。

卡止装置的插舌235指向支撑杆22，插舌235的伸缩行程覆盖台阶销222的竖向投影范围。卡止装置可从台阶销222下侧支撑支撑杆22，具体由插舌235直接支撑台阶销222，使下接触件221与上接触件11维持接触状态。插舌235位于台阶销222下侧时，上接触件11和下接触件221接触。插舌235位于台阶销222上侧时，上接触件11和下接触件221断开。卡止装置的插舌235可以在拉绳24的牵拉下收缩，也就可以在复进弹簧232的回弹作用下复位。支撑杆22在第一浮体223的浮力作用下上升，台阶销222可以顶开卡止装置的插舌235，并且在插舌235顶开后自动回弹复位。

卡止装置为一套时，壳体21内最好设置用于对支撑杆22进行限制的导向结构，导向结构使支撑杆22只能沿竖向进行升降运动。卡止装置为两套或更多时，壳体21内可设置或不设置用于限制支撑杆22只能竖向升降运动的导向结构，各个插舌235均指向支撑杆22并形成小于台阶销222的空间。卡止装置为两套时，两套卡止装置的筒体231的中心线重合；卡止装置为3套或更多套时，任意相邻两套卡止装置的筒体231的中心线形成的夹角相等。卡止装置以2～3套为宜。

卡止装置为两套或更多时，各套卡止装置的拉绳24可分别连接带配重的第二浮体25，即第二浮体25的数量与卡止装置的套数一致，各个第二浮体25均位于同一高度；或者，各套卡止装置的拉绳24可连接于同一个带配重的第二浮体25，第二浮体25呈水平状。例如，第二浮体25仅为一个且呈圆环形，圆环的内圆直径大于壳体21下段的外径，避免第二浮体25升降过程与壳体21相互干涉。为了对拉绳24进行导向，壳体21在与每套卡止装置对应的位置还设置导向轮26，拉绳24经过对应的导向轮26。每条拉绳24可配置一个或多个导向轮26，导向轮26为定滑轮。为了降低台阶销222顶开插舌235的阻力，尤其是当插舌235的数量为两套或更多时，插销234靠近插舌235的位置设置可转动结构，插销234只能向上转动并且在向上转动后能自动复位。例如，壳体21内设置与插舌235适配的两个限位件，插舌235绕插销234的转动点可转动的角度小于90°，使插舌235转动后能在自重作用下自动回位至水平状态。

由于支撑杆22上端与下接触件221直接接触，因此支撑杆22最好是非导体材质，避免干涉上接触件11和下接触件221接触形成的通路。下部结构2除下接触件221之外也均最好为非导体材质，同时最好为不会被液体腐蚀的材质。

下面结合附图对机械断合式液位开关的运行原理进行说明。如图1所示，实际液位为液位上限L1，第二浮体25漂浮于液面，拉绳24呈松弛状，复进弹簧232呈自然松弛状态，插舌235直接支撑台阶销222，上接触件11和下接触件221相互接触。实际液位开始下降，上接触件11和下接触件221维持接触状态，第二浮体25随液面同步下降，第二浮体25下降至接近液位下限L2时，如图2所示，拉绳24绷紧，由于第二浮体25配有配重，在拉绳24的牵拉作用下，复进弹簧232压缩，插舌235回缩。插舌235回缩至一定程度后，上接触件11和下接触件221脱离，支撑杆22在落下，实际液位到达液位下限L2，如图3所示。支撑杆22落下后，可以由第一浮体223的浮力来支撑支撑杆22的自重，也可以是插舌235对支撑杆22的台阶销222以上的部位形成支撑，或者在壳体21内设置限位件来支撑支撑杆22。实际液位到达液位下限L2后开始上升，复进弹簧232回弹，插舌235伸出回位，第一浮体223和第二浮体25随液位同步上升，实际液位上升至接近至液位上限L1时，如图4所示，在第一浮体223的浮力作用下，台阶销222顶开插舌235，插舌235在被顶开后在复进弹簧232的作用下自动复位，上接触件11和下接触件221相互接触，也即是回到图1所示状态。

Claims (10)

1.机械断合式液位开关，包括上部结构(1)和下部结构(2)，上部结构(1)包括固定安装的上接触件(11)，下部结构(2)包括壳体(21)和卡止装置，壳体(21)形成竖向的柱状空腔，柱状空腔上下贯通，柱状空腔的竖向中心线处活动安装支撑杆(22)，支撑杆(22)的顶部设置下接触件(221)，下接触件(221)的上方正对上接触件(11)，上接触件(11)和下接触件(221)相互适配且均为导体，支撑杆(22)的外壁固定设置呈圆台状的台阶销(222)，支撑杆(22)的底部固定设置带配重的第一浮体(223)；

壳体(21)内侧同一高度处沿支撑杆(22)的外周设置至少一套卡止装置，每套卡止装置包括筒体(231)、复进弹簧(232)、滑动塞(233)、插销(234)和插舌(235)，筒体(231)固定安装于壳体(21)，筒体(231)的中心线水平且经过柱状空腔的竖向中心线，筒体(231)内远离支撑杆(22)的一端设置复进弹簧(232)、另一端内设置滑动塞(233)，滑动塞(233)可沿筒体(231)滑动，滑动塞(233)背对复进弹簧(232)的一侧与插销(234)的一端固定连接，插销(234)的另一端连接插舌(235)，插舌(235)设有用于与台阶销(222)的斜面配合且倾斜朝下的斜面；滑动塞(233)还连接拉绳(24)，拉绳(24)对滑动塞(233)的牵拉方向与复进弹簧(232)的回弹方向相反，拉绳(24)的另一端分别连接带配重的第二浮体(25)；

卡止装置的插舌(235)指向支撑杆(22)，插舌(235)的伸缩行程覆盖台阶销(222)的竖向投影范围，插舌(235)位于台阶销(222)下侧时，上接触件(11)和下接触件(221)接触，插舌(235)位于台阶销(222)上侧时，上接触件(11)和下接触件(221)断开。

2.如权利要求1所述的机械断合式液位开关，其特征在于：上部结构(1)下侧与支撑杆(22)顶部还设置相互适配的磁吸结构(3)，磁吸结构(3)接触后，上接触件(11)和下接触件(221)紧密接触。

3.如权利要求2所述的机械断合式液位开关，其特征在于：磁吸结构(3)为：上部结构(1)下侧与支撑杆(22)顶部分别设置上磁体和下磁体，或者上部结构(1)下侧与支撑杆(22)顶部其一设置磁体、另一设置由磁吸性材质制成的结构件。

4.如权利要求1所述的机械断合式液位开关，其特征在于：上部结构(1)还包括缓冲弹簧(12)，上接触件(11)安装于缓冲弹簧(12)的正下端。

5.如权利要求1～4任一权利要求所述的机械断合式液位开关，其特征在于：上接触件(11)为铜质触头，下接触件(221)为铜质触片，壳体(21)、卡止装置和支撑杆(22)均为非导体材质。

6.如权利要求1～4任一权利要求所述的机械断合式液位开关，其特征在于：第一浮体(223)呈圆形并与壳体(21)的柱状空腔下段间隙配合；第二浮体(25)呈圆环形，圆环的内圆的直径大于壳体(21)下段的外径。

7.如权利要求1～4任一权利要求所述的机械断合式液位开关，其特征在于：卡止装置至少两套：卡止装置为两套时，两套卡止装置的筒体(231)的中心线重合；卡止装置为3套或更多套时，任意相邻两套卡止装置的筒体(231)的中心线形成的夹角相等。

8.如权利要求1～4任一权利要求所述的机械断合式液位开关，其特征在于：壳体(21)在与每套卡止装置对应的位置还设置导向轮(26)，拉绳(24)经过对应的导向轮(26)。

9.如权利要求1～4任一权利要求所述的机械断合式液位开关，其特征在于：插销(234)靠近插舌(235)的位置设置可转动结构，插销(234)只能向上转动并且在向上转动后能自动复位。

10.如权利要求9所述的机械断合式液位开关，其特征在于：壳体(21)内设置与插舌(235)适配的两个限位件，插舌(235)绕插销(234)的转动点可转动的角度小于90°。