CN114152316A - 一种电磁式浮球液位计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仪器仪表技术领域，且公开了一种电磁式浮球液位计，转孔内部活动安装有螺旋杆，浮球底端的内部开设有储水环槽，储水环槽的中部固定安装有阻隔环，阻隔环的中部呈环状均匀固定安装有单向阀，进水孔的中部活动安装有转动开关，第一滚槽内部活动安装有第一滚轮，浮球顶端的内部呈环状均匀开设有电磁腔，传动轴位于电磁腔内部的端面处固定连接有矩形线圈，电磁腔内部的顶部和底部对称固定安装有磁铁组，浮球内部位于电磁腔顶部处固定安装有电磁铁，螺旋杆的内部固定安装有导线，通过浮球内部环槽的设计以及电磁结构的改变，有效的提高了浮球在工作时的稳定性，同时还能提高其使用寿命。

Description

一种电磁式浮球液位计

技术领域

本发明涉及仪器仪表技术领域，具体为一种电磁式浮球液位计。

背景技术

浮球液位计是以磁浮球为测量元件，通过磁耦合作用，使传感器内电阻成线性变化，由智能转换器将电阻变化转标准电流信号，这样就通过电信号转换成数值直接反映出来液面高度，并且还可以实现实时不间断的检测液位高度，使用起来很方便，但是其也存在一定的问题：

1、在使用液位计的时候是根据浮球的高度变化来控制电信号进而通过读数读出液面高度，而在实际中浮球液位计的安装就是为了进行检测液面的高度变化，但是当液面受到影响后就会产生水波，水波会沿着液面散开并带动浮球晃动和升降，这样一方面会在浮球与测量杆之间产生摩擦撞击等影响到其精确度，另一方面浮球的高低起伏造成信号的不稳定且不停的跳动，这样不仅影响信号传递还容易造成读数的变化；

2、现有的浮球液位计是采用磁耦合作用进行传递信号，在浮球内部具有磁铁，通过浮球高度的变化带动磁铁上下高度变化进而影响到测量杆内部的磁簧从而产生电信号，这种方式虽然方便，但是其存在一定的范围值，因此在水位变化小的时候会造成没有电信号变化，同时在水面波动的时候也会造成磁铁不停地触动磁簧产生电信号变化，这样频繁的动作会造成其使用寿面大大下降，不利于生产中的使用。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种电磁式浮球液位计，具备稳定性高、使用寿命久的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种电磁式浮球液位计，包括测量杆，所述测量杆的顶部固定安装显示器，所述测量杆的外圈活动套接有浮球，所述测量杆的内部开设有转孔，所述转孔内部活动安装有螺旋杆，所述测量杆顶部外圈开设有连通口，所述浮球底端的内部开设有储水环槽，所述储水环槽的顶部外侧开设有进水孔，所述储水环槽的底部外侧开设有出水孔，所述储水环槽的中部固定安装有阻隔环，所述阻隔环的中部呈环状均匀固定安装有单向阀，所述进水孔的中部活动安装有转动开关，所述浮球顶端的内侧呈环状均匀开设有第一滚槽，所述第一滚槽内部活动安装有第一滚轮，所述浮球底端的内侧呈环状均匀开设有第二滚槽，所述第二滚槽内部活动安装有第二滚轮。

优选的，所述浮球顶端的内部呈环状均匀开设有电磁腔，所述电磁腔的内壁活动安装有传动轴，所述传动轴位于电磁腔内部的端面处固定连接有矩形线圈，所述电磁腔内部的顶部和底部对称固定安装有磁铁组，所述第一滚轮的中部固定安装有伸入到浮球内部的转动轴，所述转动轴与传动轴之间活动安装有传动齿轮，所述浮球内部位于电磁腔顶部处固定安装有电磁铁，所述螺旋杆的内部固定安装有导线。

优选的，所述第二滚槽中部固定安装有外圈活动套接第二滚轮的绝缘柱，所述绝缘柱中部靠近螺旋杆一侧固定安装有与第二滚轮接触的条形磁铁，所述第二滚槽底侧固定安装有刷头，所述绝缘柱为阻磁性材料。

优选的，所述浮球在液面中稳定漂浮时的水面高度高于阻隔环的顶面高度且低于进水孔开口的底端高度，所述第一滚轮的外圈呈与螺旋杆外圈匹配的凹面状，所述第二滚轮的外圈呈凸面状。

优选的，所述转动轴与传动轴的端部外圈设置有齿键且分别与传动齿轮啮合传动，所述传动轴内部具有电流转换器且与电磁铁线性连接，所述电磁铁相对之间通电后的磁极相反。

本发明具备以下有益效果：

1、通过在浮球内部开设有储水环槽，并且在环槽内部设置阻隔环和单向阀，相较于现有技术来说，当水面波动时产生的水振动会从侧边冲击到储水环槽内部，并且进入到内部的水的量还受到转动开关的限制，这样就可以使得浮球整体重量变大来抵消波动水面带来的水面高度影响，使得浮球处于一个相比较稳定的位置，避免带来读数不稳定的情况容易造成误操作，而且通过在浮球内侧设置的滚轮还能有效的降低来自侧面冲击力对浮球的影响，避免浮球与测量杆碰撞造成损伤。

2、通过在浮球内部设置与滚轮配合的传动结构并且设置电磁结构，同时在测量杆内部设置有矩形导线，相较于现有结构来说，利用滚轮带动矩形线圈产生电流作用在电磁铁上，同时螺旋杆在水面上升时会被带动转动就可以使得内部的矩形导线切割电磁铁的磁感线产生电信号，通过检测该电信号就可以得出液面高度的变化，即通过液面高度转换成转动的变化再转换成电信号进行检测，比现有的检测方式影响小，同时使用起来寿命就更久，利于生产中的实际应用。

附图说明

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明结构整体半剖图；

图3为图1中A-A剖面图；

图4为图1中B-B剖面图；

图5为图2中C处放大图。

图中：1、测量杆；101、转孔；102、连通口；2、显示器；3、浮球；301、储水环槽；302、电磁腔；303、进水孔；304、出水孔；305、第一滚槽；306、第二滚槽；4、螺旋杆；5、阻隔环；6、单向阀；7、转动开关；8、第一滚轮；9、转动轴；10、传动轴；11、矩形线圈；12、磁铁组；13、传动齿轮；14、电磁铁；15、导线；16、绝缘柱；17、第二滚轮；18、刷头；19、条形磁铁。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅附图1、附图2、附图5，一种电磁式浮球液位计，包括测量杆1，测量杆1的顶部固定安装显示器2，测量杆1的外圈活动套接有浮球3，测量杆1的内部开设有转孔101，转孔101内部活动安装有螺旋杆4，螺旋杆4的外圈呈螺旋结构且顶部与测量杆1顶壁之间的滑动摩擦力很小，可以很方便的转动，在一些水位高度变化大的地方特别适用，测量杆1顶部外圈开设有连通口102，浮球3底端的内部开设有储水环槽301，储水环槽301的顶部外侧开设有进水孔303，储水环槽301的底部外侧开设有出水孔304，储水环槽301的中部固定安装有阻隔环5，阻隔环5的中部呈环状均匀固定安装有单向阀6，单向阀6仅允许其顶部的水向下流动，这样可以防止储水环槽301底部的水因为波动而向上运动产生影响，浮球3在液面中稳定漂浮时的水面高度高于阻隔环5的顶面高度且低于进水孔303开口的底端高度，当浮球3在水面上漂浮起来的时候其浮力是固定值，因此可以用此来确定液面高度与进水孔303之间的关系，同时为了保证在储水环槽301内部能储水还需要将阻隔环5和单向阀6高度设计低于液面高度，这样当受到冲击时水会从进水孔303进入到储水环槽301内部增加浮球3的重力同时使其可以在水面中需要下沉，这样就可以将水面波动时产生的高度抵消掉，使得浮球3不会上下起伏晃动，进水孔303的中部活动安装有转动开关7，转动开关7与储水环槽301的内壁之间连接有弹性伸缩结构，当转动开关7受到不同的冲击力之后开口打开的大小会不同，同时通过其进入到储水环槽301内部的水的量也不同，浮球3顶端的内侧呈环状均匀开设有第一滚槽305，第一滚槽305内部活动安装有第一滚轮8，浮球3底端的内侧呈环状均匀开设有第二滚槽306，第二滚槽306内部活动安装有第二滚轮17，第一滚轮8的外圈呈与螺旋杆4外圈匹配的凹面状，第二滚轮17的外圈呈凸面状，在浮球3上下浮动的时候第一滚轮8可以起到限位的作用，防止浮球3产生前后左右的晃动情况，避免了其与测量杆1之间产生碰撞影响，同时第二滚轮17是为了能在测量杆1表面滚动方便吸收小型固体颗粒物；

请参阅附图1、附图2、附图3、附图4，浮球3顶端的内部呈环状均匀开设有电磁腔302，电磁腔302的内壁活动安装有传动轴10，传动轴10位于电磁腔302内部的端面处固定连接有矩形线圈11，电磁腔302内部的顶部和底部对称固定安装有磁铁组12，第一滚轮8的中部固定安装有伸入到浮球3内部的转动轴9，第一滚轮8沿着测量杆1外侧滚动的时候会带动转动轴9一起转动，转动轴9与传动轴10之间活动安装有传动齿轮13，浮球3内部位于电磁腔302顶部处固定安装有电磁铁14，螺旋杆4的内部固定安装有导线15，导线15与矩形线圈11类似，都是可以转动的并且切割磁感线产生电流，利用该电流就可以反映出电信号，并且该电信号还具有方向性，因此想要知道具体的液面高度直接对电信号的变化图进行积分即可得出液面的高度变化，转动轴9与传动轴10的端部外圈设置有齿键且分别与传动齿轮13啮合传动，传动轴10内部具有电流转换器且与电磁铁14线性连接，电磁铁14相对之间通电后的磁极相反，在转动轴9转动的时候会通过传动齿轮13传动带动传动轴10一起转动，传动轴10转动就会带动矩形线圈11切割磁铁组12的磁感线进而产生电流并将该电流整合转换接到电磁铁14中使其产生磁极，之后在导线15跟着螺旋杆4转动时就会切割电磁铁14之间的磁感线从而在导线15中产生电流，将该电流整合得到的电信号即可得出液面的高度，第二滚槽306中部固定安装有外圈活动套接第二滚轮17的绝缘柱16，绝缘柱16中部靠近螺旋杆4一侧固定安装有与第二滚轮17接触的条形磁铁19，第二滚槽306底侧固定安装有刷头18，绝缘柱16为阻磁性材料，第二滚轮17沿着测量杆1表面滚动的时候会使得其外圈不同的地方都轮流与测量杆1外表面接触，且每个地方接触的时候恰好受到条形磁铁19的磁力作用从而使得测量杆1外表面的颗粒杂质被吸附到第二滚轮17外圈处，之后随着转动在刷头18的作用下将其扫下，这样可以起到一定的清理作用同时降低杂质对磁力的影响。

工作原理，将液位计安装好，当浮球3受到液体的浮力作用就会上升到一定的高度，在上升的过程中第一滚轮8沿着测量杆1的表面滚动，第一滚轮8滚动的同时带动转动轴9一起转动，转动轴9通过传动齿轮13的传动使得传动轴10一起转动，传动轴10转动的时候再带动矩形线圈11转动，矩形线圈11转动就会切割磁铁组12的磁感线从而在矩形线圈11中产生电流，该电流进过整合接入到电磁铁14中使得电磁铁14的端部产生磁极，同时水位上升也会作用在螺旋叶上带动螺旋杆4转动，螺旋杆4转动的时候就会带动其内部的导线15切割电磁铁14磁极之间产生的磁感线，从而在导线15内部产生电流，该电流信号整流后接入到信号器中可以被接收，这样就通过电信号的变化曲线和时间关系的积分就会得到液位的高度情况，同时第二滚轮17在滚动的过程中当其外圈与测量杆1外圈接触时都会受到条形磁铁19的作用使得其吸附一些固体小颗粒物，之后随着转动会被刷头18扫落下来避免测量杆1的表面结垢；

当浮球3稳定在液面上受到水面波动时，波动的水面会冲击到浮球3的侧面，冲击的水会冲开转动开关7从而进入到储水环槽301内部，进入到储水环槽301内部之后使得浮球3整体重力变大此时就需要下沉一定高度，而波动的水面恰好经过浮球3时水面升高，因此通过浮球3整体重力变化与波动水面之间抵消掉，保证浮球3处于相对稳定的高度，之后在水压的作用下储水环槽301内部的水会经过单向阀6最终从出水孔304流出，浮球3仍然保持在一个相对稳定的高度位置。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种电磁式浮球液位计，包括测量杆(1)，其特征在于：所述测量杆(1)的顶部固定安装显示器(2)，所述测量杆(1)的外圈活动套接有浮球(3)，所述测量杆(1)的内部开设有转孔(101)，所述转孔(101)内部活动安装有螺旋杆(4)，所述测量杆(1)顶部外圈开设有连通口(102)，所述浮球(3)底端的内部开设有储水环槽(301)，所述储水环槽(301)的顶部外侧开设有进水孔(303)，所述储水环槽(301)的底部外侧开设有出水孔(304)，所述储水环槽(301)的中部固定安装有阻隔环(5)，所述阻隔环(5)的中部呈环状均匀固定安装有单向阀(6)，所述进水孔(303)的中部活动安装有转动开关(7)，所述浮球(3)顶端的内侧呈环状均匀开设有第一滚槽(305)，所述第一滚槽(305)内部活动安装有第一滚轮(8)，所述浮球(3)底端的内侧呈环状均匀开设有第二滚槽(306)，所述第二滚槽(306)内部活动安装有第二滚轮(17)。

2.根据权利要求1所述的一种电磁式浮球液位计，其特征在于：所述浮球(3)顶端的内部呈环状均匀开设有电磁腔(302)，所述电磁腔(302)的内壁活动安装有传动轴(10)，所述传动轴(10)位于电磁腔(302)内部的端面处固定连接有矩形线圈(11)，所述电磁腔(302)内部的顶部和底部对称固定安装有磁铁组(12)，所述第一滚轮(8)的中部固定安装有伸入到浮球(3)内部的转动轴(9)，所述转动轴(9)与传动轴(10)之间活动安装有传动齿轮(13)，所述浮球(3)内部位于电磁腔(302)顶部处固定安装有电磁铁(14)，所述螺旋杆(4)的内部固定安装有导线(15)。

3.根据权利要求2所述的一种电磁式浮球液位计，其特征在于：所述第二滚槽(306)中部固定安装有外圈活动套接第二滚轮(17)的绝缘柱(16)，所述绝缘柱(16)中部靠近螺旋杆(4)一侧固定安装有与第二滚轮(17)接触的条形磁铁(19)，所述第二滚槽(306)底侧固定安装有刷头(18)，所述绝缘柱(16)为阻磁性材料。

4.根据权利要求1所述的一种电磁式浮球液位计，其特征在于：所述浮球(3)在液面中稳定漂浮时的水面高度高于阻隔环(5)的顶面高度且低于进水孔(303)开口的底端高度，所述第一滚轮(8)的外圈呈与螺旋杆(4)外圈匹配的凹面状，所述第二滚轮(17)的外圈呈凸面状。

5.根据权利要求2所述的一种电磁式浮球液位计，其特征在于：所述转动轴(9)与传动轴(10)的端部外圈设置有齿键且分别与传动齿轮(13)啮合传动，所述传动轴(10)内部具有电流转换器且与电磁铁(14)线性连接，所述电磁铁(14)相对之间通电后的磁极相反。

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