CN116499557A - 一种水处理罐液位检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水处理罐液位检测装置，包括：密封盒体、气囊浮子、重垂块和传感器，传感器固定安装于密封盒体的内侧且输入端固定连接有连轴，密封盒体的内侧设有磁力耦合器，磁力耦合器的一端固定连接有位于密封盒体外侧的主轴杆，主轴杆转动安装于密封盒体的外表面且主轴杆表面固定套接有浮力线轮和重力线轮，浮力线轮和重力线轮的表面均卷绕有拉线。本发明中，通过设置绳牵拉式液位浮子结构，利用气囊浮子的浮力驱动进行浮力线轮的收放卷转动，从而传动带动传感器进行转动计量，根据旋转圈数计量液位高度，浮力线轮表面卷绳释放量跟随液位高度量变化而变化，提高计量范围，且相较于传统直杆式或曲柄摆动式浮子结构体积小巧测量范围大。

Description

一种水处理罐液位检测装置

技术领域

本发明涉及液位检测技术领域，具体为一种水处理罐液位检测装置。

背景技术

液位检测装置是在工业生产中用于测量液体表面高度的一种专用设备，其主要应用领域包括石油化工、食品制药、水处理等。目前常见的液位检测技术包括浮子式、电容式、超声波式等。目前常用的机械浮子式或电容式液位检测一般适用于液面高度差变化较小的场景，即在水处理罐中无法进行适用。

超声波液位传感器是一种常见的液位检测技术，其原理是通过发送超声波信号来测量液体表面高度。然而采用超声波液位传感器虽能以非接触式测量的优点适应不同容器的液位高度范围，但在水处理领域中，水液污染比较严重，水液中的杂质会对超声波液位传感器的工作产生影响。杂质会散射超声波的能量，在回波信号中产生干扰，导致测量结果不准确，此外，水处理工作中，受水液流动冲击等原因造成罐体内水液晃动，当水液飞溅或晃动时，容器内的液位会发生变化，这会导致超声波传感器的测量结果出现偏差，存在一定缺陷。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种水处理罐液位检测装置，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种水处理罐液位检测装置，包括：密封盒体、气囊浮子、重垂块和传感器，所述传感器固定安装于密封盒体的内侧且输入端固定连接有连轴，所述密封盒体的内侧设有磁力耦合器，所述磁力耦合器的一端固定连接有位于密封盒体外侧的主轴杆，所述主轴杆转动安装于密封盒体的外表面且主轴杆表面固定套接有浮力线轮和重力线轮，所述浮力线轮和重力线轮的表面均卷绕有拉线，且拉线的另一端分别与气囊浮子和重垂块的表面固定连接，所述浮力线轮和重力线轮表面拉线卷绕方向相反；

所述密封盒体的内侧固定安装有第一传动轴和第二传动轴，且第一传动轴和第二传动轴表面均转动安装有若干依次相互传动的减速齿组，所述磁力耦合器和连轴的外侧分别设有与第一传动轴和浮力线轮表面减速齿组传动啮合的传动齿，所述气囊浮子的内侧固定安装有承环架，所述承环架的表面固定连接有定销杆，所述定销杆的外侧固定连接有发条弹簧，所述发条弹簧的外周固定套接有转环套，所述转环套的表面固定连接有阻尼杆，所述阻尼杆的另一端固定活动连接有质量块。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述气囊浮子的浮力大于气囊浮子和重垂块的重力之和，所述气囊浮子为橡胶气囊结构。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述减速齿组包括轴套以及固定于轴套两端直径大小不同的齿轮，且轴套和齿轮转动套接于第一传动轴和第二传动轴表面，所述第一传动轴和第二传动轴表面减速齿组交替相互传动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述磁力耦合器包括输出转套、输入轴杆以及分别固定安装于输出转套内侧的从动磁组和嵌入安装于输入轴杆表面的主动磁组，所述输出转套转动套接于输入轴杆表面，且输出转套的外侧设有与密封盒体表面固定连接的动密封环，所述从动磁组和主动磁组为若干条形永磁铁环周分布构成，且从动磁组和主动磁组一一对应布置，相邻永磁铁磁极方向相反。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传感器为旋转角度传感器结构，所述传感器的输入端通过连轴与第二传动轴表面减速齿组传动连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述承环架为多边形或环状结构，所述定销杆的两端与承环架的表面固定连接，所述转环套通过发条弹簧浮动套接于定销杆的外周。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述发条弹簧为平面螺旋状，所述发条弹簧为低碳钢条结构。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述质量块为实心金属球体结构，所述阻尼杆的一端设有与质量块表面活动连接的球头结构，所述质量块为阻尼伸缩杆结构且呈圆周方向均匀分布于质量块的外周。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置绳牵拉式液位浮子结构，利用气囊浮子的浮力驱动进行浮力线轮的收放卷转动，从而传动带动传感器进行转动计量，根据旋转圈数计量液位高度，浮力线轮表面卷绳释放量跟随液位高度量变化而变化，提高计量范围，且相较于传统直杆式或曲柄摆动式浮子结构体积小巧测量范围大。

2.本发明中，通过在气囊浮子内部布置可浮动运动的质量块结构，利用发条弹簧和阻尼杆实现质量块的浮动安装，其中，发条弹簧负责存储弹性势能，使质量块在振动时受到弹性回复力；阻尼杆负责消耗能量，将质量块振动导致的动能转换成热能散失掉；质量块则负责存储质量惯性，增加转环套的惯性质量，进而抑制转环套的晃动，避免液面水纹波动对测量精度的影响。

3.本发明中，通过设置相对反向卷绕的浮力线轮和重力线轮，在气囊浮子浮力牵拉浮力线轮旋转放卷运动中重力线轮同步收卷将部分浮动动能转换为重垂块的重力势能，且在液面下降过程中气囊浮子下行时，利用重垂块的重力势能驱动重力线轮放卷时浮力线轮转动进行收卷运动，实现浮力线轮的回复转动，从而实现传感器的双向偏转，进行准确计量液位高度。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的密封盒体内部传动结构示意图；

图3为本发明一个实施例的磁力耦合器和减速齿组结构示意图；

图4为本发明一个实施例的磁力耦合器分解结构示意图；

图5为本发明一个实施例的气囊浮子截面结构示意图；

图6为本发明一个实施例的质量块安装结构示意图；

图7为本发明一个实施例的转环套和阻尼杆结构示意图。

附图标记：

100、密封盒体；110、主轴杆；120、浮力线轮；130、重力线轮；140、磁力耦合器；101、第一传动轴；102、第二传动轴；103、减速齿组；141、输出转套；142、输入轴杆；143、主动磁组；144、从动磁组；

200、气囊浮子；210、承环架；220、转环套；230、阻尼杆；240、质量块；221、发条弹簧；222、定销杆；

300、重垂块；

400、传感器；410、连轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种水处理罐液位检测装置。

结合图1-7所示，本发明提供的一种水处理罐液位检测装置，包括：密封盒体100、气囊浮子200、重垂块300和传感器400，传感器400固定安装于密封盒体100的内侧且输入端固定连接有连轴410，密封盒体100的内侧设有磁力耦合器140，磁力耦合器140的一端固定连接有位于密封盒体100外侧的主轴杆110，主轴杆110转动安装于密封盒体100的外表面且主轴杆110表面固定套接有浮力线轮120和重力线轮130，浮力线轮120和重力线轮130的表面均卷绕有拉线，且拉线的另一端分别与气囊浮子200和重垂块300的表面固定连接，浮力线轮120和重力线轮130表面拉线卷绕方向相反；

密封盒体100的内侧固定安装有第一传动轴101和第二传动轴102，且第一传动轴101和第二传动轴102表面均转动安装有若干依次相互传动的减速齿组103，磁力耦合器140和连轴410的外侧分别设有与第一传动轴101和浮力线轮120表面减速齿组103传动啮合的传动齿，气囊浮子200的内侧固定安装有承环架210，承环架210的表面固定连接有定销杆222，定销杆222的外侧固定连接有发条弹簧221，发条弹簧221的外周固定套接有转环套220，转环套220的表面固定连接有阻尼杆230，阻尼杆230的另一端固定活动连接有质量块240。

在该实施例中，气囊浮子200的浮力大于气囊浮子200和重垂块300的重力之和，气囊浮子200为橡胶气囊结构。

具体的，利用气囊浮子200的浮力驱动进行浮力线轮120的收放卷转动，从而传动带动传感器400进行转动计量，根据旋转圈数计量液位高度，浮力线轮120表面卷绳释放量跟随液位高度量变化而变化。

在该实施例中，减速齿组103包括轴套以及固定于轴套两端直径大小不同的齿轮，且轴套和齿轮转动套接于第一传动轴101和第二传动轴102表面，第一传动轴101和第二传动轴102表面减速齿组103交替相互传动。

具体的，利用多个减速齿组103之间的依次传动，进行多级减速传动，将主轴杆110的转动量缩小。

在该实施例中，磁力耦合器140包括输出转套141、输入轴杆142以及分别固定安装于输出转套141内侧的从动磁组144和嵌入安装于输入轴杆142表面的主动磁组143，输出转套141转动套接于输入轴杆142表面，且输出转套141的外侧设有与密封盒体100表面固定连接的动密封环，从动磁组144和主动磁组143为若干条形永磁铁环周分布构成，且从动磁组144和主动磁组143一一对应布置，相邻永磁铁磁极方向相反。

具体的，采用磁力耦合的方式以及输出转套141与主轴杆110表面动密封环连接，提高密封盒体100的密封效果，从而避免水液侵入密封盒体100内部造成传感器400损坏。

在该实施例中，传感器400为旋转角度传感器结构，传感器400的输入端通过连轴410与第二传动轴102表面减速齿组103传动连接。

具体的，在多级减速齿组103减速后主轴杆110的转动量转换为连轴410的角度偏转，利用传感器400监测角度偏转量从而实现液位的计量。

在该实施例中，承环架210为多边形或环状结构，定销杆222的两端与承环架210的表面固定连接，转环套220通过发条弹簧221浮动套接于定销杆222的外周。

进一步的，发条弹簧221为平面螺旋状，发条弹簧221为低碳钢条结构。

具体的，当气囊浮子200跟随液面发生晃动时，质量块240会受到气囊浮子200内部发条弹簧221的弹性恢复力、阻尼杆230的阻尼力的作用，产生反向的振动，这种反向的晃动会减小质量块240晃动的幅度，从而达到抑制质量块240晃动的效果，进而抑制转环套220的晃动。

在该实施例中，质量块240为实心金属球体结构，阻尼杆230的一端设有与质量块240表面活动连接的球头结构，质量块240为阻尼伸缩杆结构且呈圆周方向均匀分布于质量块240的外周。

本发明的工作原理及使用流程：

在该水处理罐液位检测装置使用时将水处理罐中部开孔，调节重力线轮130表面线长小于或等于二分之一水处理罐高度使重力线轮130表面线完全释放后重垂块300悬挂与水处理罐内腔底面恰好接触或处于非接触状态，将密封盒体100固定于开孔处使气囊浮子200和重垂块300位于水处理罐内部，浮力线轮120表面拉线处于完全收卷状态，重力线轮130表面拉线处于完全释放状态；

在水处理罐使用过程中，罐内水液高于密封盒体100安装位置，使气囊浮子200受浮力作用升起牵拉浮力线轮120进行放卷转动，同步带动主轴杆110、重力线轮130转动，在气囊浮子200浮力牵拉浮力线轮120旋转放卷运动中重力线轮130同步收卷将部分浮动动能转换为重垂块300的重力势能，进行重垂块300的运动提升，同时主轴杆110旋转通过多个减速齿组103减速后传动带动传感器400偏转，利用传感器400的偏转量计量主轴杆110、浮力线轮120的旋转运动量，从而计量气囊浮子200的浮动高度，实现液位监测，在液面下降过程中气囊浮子200下行时，利用重垂块300的重力势能驱动重力线轮130放卷时浮力线轮120转动进行收卷运动，实现浮力线轮120的回复转动，从而实现传感器400的双向偏转，进行准确计量液位高度；

在日常水处理工作中，若罐体内部液面受液流作用发生晃动等影响，利用发条弹簧221和阻尼杆230实现质量块240的浮动安装，其中，发条弹簧221负责存储弹性势能，使质量块240在振动时受到弹性回复力；阻尼杆230负责消耗能量，将质量块240振动导致的动能转换成热能散失掉；质量块240则负责存储质量惯性，增加转环套220的惯性质量，当气囊浮子200跟随液面发生晃动时，质量块240会受到气囊浮子200内部发条弹簧221的弹性恢复力、阻尼杆230的阻尼力的作用，产生反向的振动，这种反向的晃动会减小质量块240晃动的幅度，从而达到抑制质量块240晃动的效果，进而抑制转环套220的晃动，避免液面水纹波动对测量精度的影响。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨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,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种水处理罐液位检测装置，其特征在于，包括：密封盒体（100）、气囊浮子（200）、重垂块（300）和传感器（400），所述传感器（400）固定安装于密封盒体（100）的内侧且输入端固定连接有连轴（410），所述密封盒体（100）的内侧设有磁力耦合器（140），所述磁力耦合器（140）的一端固定连接有位于密封盒体（100）外侧的主轴杆（110），所述主轴杆（110）转动安装于密封盒体（100）的外表面且主轴杆（110）表面固定套接有浮力线轮（120）和重力线轮（130），所述浮力线轮（120）和重力线轮（130）的表面均卷绕有拉线，且拉线的另一端分别与气囊浮子（200）和重垂块（300）的表面固定连接，所述浮力线轮（120）和重力线轮（130）表面拉线卷绕方向相反；

所述密封盒体（100）的内侧固定安装有第一传动轴（101）和第二传动轴（102），且第一传动轴（101）和第二传动轴（102）表面均转动安装有若干依次相互传动的减速齿组（103），所述磁力耦合器（140）和连轴（410）的外侧分别设有与第一传动轴（101）和浮力线轮（120）表面减速齿组（103）传动啮合的传动齿，所述气囊浮子（200）的内侧固定安装有承环架（210），所述承环架（210）的表面固定连接有定销杆（222），所述定销杆（222）的外侧固定连接有发条弹簧（221），所述发条弹簧（221）的外周固定套接有转环套（220），所述转环套（220）的表面固定连接有阻尼杆（230），所述阻尼杆（230）的另一端固定活动连接有质量块（240）。

2.根据权利要求1所述的一种水处理罐液位检测装置，其特征在于，所述气囊浮子（200）的浮力大于气囊浮子（200）和重垂块（300）的重力之和，所述气囊浮子（200）为橡胶气囊结构。

3.根据权利要求1所述的一种水处理罐液位检测装置，其特征在于，所述减速齿组（103）包括轴套以及固定于轴套两端直径大小不同的齿轮，且轴套和齿轮转动套接于第一传动轴（101）和第二传动轴（102）表面，所述第一传动轴（101）和第二传动轴（102）表面减速齿组（103）交替相互传动。

4.根据权利要求1所述的一种水处理罐液位检测装置，其特征在于，所述磁力耦合器（140）包括输出转套（141）、输入轴杆（142）以及分别固定安装于输出转套（141）内侧的从动磁组（144）和嵌入安装于输入轴杆（142）表面的主动磁组（143），所述输出转套（141）转动套接于输入轴杆（142）表面，且输出转套（141）的外侧设有与密封盒体（100）表面固定连接的动密封环，所述从动磁组（144）和主动磁组（143）为若干条形永磁铁环周分布构成，且从动磁组（144）和主动磁组（143）一一对应布置，相邻永磁铁磁极方向相反。

5.根据权利要求1所述的一种水处理罐液位检测装置，其特征在于，所述传感器（400）为旋转角度传感器结构，所述传感器（400）的输入端通过连轴（410）与第二传动轴（102）表面减速齿组（103）传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种水处理罐液位检测装置，其特征在于，所述承环架（210）为多边形或环状结构，所述定销杆（222）的两端与承环架（210）的表面固定连接，所述转环套（220）通过发条弹簧（221）浮动套接于定销杆（222）的外周。

7.根据权利要求1所述的一种水处理罐液位检测装置，其特征在于，所述发条弹簧（221）为平面螺旋状，所述发条弹簧（221）为低碳钢条结构。

8.根据权利要求1所述的一种水处理罐液位检测装置，其特征在于，所述质量块（240）为实心金属球体结构，所述阻尼杆（230）的一端设有与质量块（240）表面活动连接的球头结构，所述质量块（240）为阻尼伸缩杆结构且呈圆周方向均匀分布于质量块（240）的外周。