CN202929493U - 液位检测器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及液位检测器。一示例性液位检测器包括壳体和延伸穿过所述壳体的臂部。杠杆组件被耦接到所述臂部和所述壳体，以及所述臂部的运动使得当液体到达预定位置时，所述杠杆组件通过磁场来打开或闭合开关。

Description

液位检测器
技术领域
本申请大体上涉及一种液位控制装置，特别是一种液位检测器。 
背景技术
在天然气开采过程中，液体和气体的混合物被吸入分离器，分离器将液体从气体分离出来。分离器内的液位必须被检测和控制。如果液体下降到分离器内某一位置以下，则气体可能进入仅用于液体的储存箱，并且如果液体超过分离器内某一位置，则液体可能进入仅用于气体的管道。这样，检测和控制分离器内的液位对于分离器的正确操作是关键的。 
传统地，在天然气开采过程中使用的液位检测器通过从井场开采的天然气的压力来驱动。这些气动液位检测器导致可能被出售的天然气泄漏到大气中。并且，当天然气中存在颗粒和/或天然气包含水分时，气动液位检测器的可靠性降低。 
实用新型内容
一个示例性液位检测器包括壳体和延伸穿过所述壳体的臂部。多个可操作地耦接的杠杆被布置在所述壳体内。所述杠杆中的第一杠杆可操作地耦接到所述臂部，以及所述杠杆中的第二杠杆可操作地耦接到所述第一杠杆。所述臂部的运动移动所述第一杠杆，使得当液体到达预定位置时，所述第二杠杆不用接触开关来打开或闭合所述开关。 
在一个例子中，所述杠杆中的所述第一杠杆沿第一旋转方向移动，以及所述杠杆中的所述第二杠杆沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向移动。 
在一个例子中，所述液位检测器还包括连接器，所述连接器可调整地耦接到所述第二杠杆，以及所述连接器的位置影响所述预定位置。 
在一个例子中，所述第二杠杆限定细长孔，所述连接器穿过所述细长孔可调整地耦接，以及所述连接器可沿着所述第二杠杆被移动到不同的位置，以在沿所述第一杠杆的不同位置上接触所述第一杠杆。 
在一个例子中，所述弹簧被耦接到可调整的弹簧座，以调整所述弹簧的预载荷，以及所述弹簧的所述预载荷影响所述臂部响应于液位变化的移动的量。 
在一个例子中，所述第二杠杆包括用于打开或闭合所述开关的铁材料。 
另一个示例性液位检测器包括壳体和延伸穿过所述壳体的臂部。杠杆组件被耦接到所述臂部和所述壳体，以及所述臂部的运动使得当液体到达预定位置时，所述杠杆组件通过磁场来打开或闭合开关。 
在一个例子中，所述臂部被耦接到布置在所述壳体外的换置器。 
在一个例子中，所述弹簧被耦接到可调整的弹簧座，以调整所述弹簧的预载荷，以及所述弹簧的所述预载荷影响所述臂部响应于液位变化的移动的量。 
在一个例子中，所述杠杆组件包括用于打开或闭合所述开关的铁材料。 
另一个公开的示例性液位检测器包括用于放大移动液体的装置的运动的装置。用于放大的装置具有当液体到达预定位置时不用接触开关来致动所述开关的装置， 
在一个例子中，所述用于放大的装置包括用于调整所述用于放大的装置的装置，以调整所述预定位置。 
附图说明
图1示出了示例性液位检测器。 
图2示出了示例性杠杆组件，其可被用来实施图1中的示例性液位检测器。 
具体实施方式
尽管下面的示例性液位检测器被结合天然气井场来描述，但是这里描述的示例性液位检测器还可用来控制任何其它应用中的液位。 
天然气被从地层中以气体、液体和泥浆的混合物开采。分离器经常用来将天然气与从地层中开采的混合物分离出来。分离器是箱体，其具有用于液体和气体的分离腔室(即，收集腔)。在许多情形下，分离器允许在分离器的底部将液体收集在液体收集腔内，并允许在分离器的顶部将气体收集在气体收集腔内。一旦分离出来，液体和气体被管道输送到各自的存储箱。 
液体收集腔内的放泄阀通常被控制来将液体维持在预定的上、下位置之间。如果液体下降到预定的下位置以下，气体可能进入液体管道，并排放到液体存储箱外，这可能导致环境灾害和政府罚金。如果液体上升到预定上位置以上，液体可能进入气体管道，这可能堵塞或损坏管道。因此，通过控制放泄阀将液体维持在液体收集腔内预定位置之间是在天然气井场操作分离器的一个重要方面。 
液位检测器通常用来发送指令(例如，信号)到控制器：液体已经到达预定位置。如果液体到达预定上位置，则控制器可指示致动器来打开放泄阀，放泄阀从液体收集腔释放液体到下液体位置。如果液体到达预定下位置，则控制器可指示致动器来闭合放泄阀。传统地，在天然气的开采中使用的液位检测器通过从井场开采的天然气的压力来气动地驱动。在操作中，气动液位检测器将气动输出信号传送到致动器，致动器将天然气排放到大气，由此浪费可能出售的天然气。并且，当天然气中存在颗粒和/或当天然气包含水分时，气动液位探测器的可靠性降低。 
这里描述的示例性液位检测器不需要气动或电力能量。通常，当液体到达预定位置时，这里描述的示例性液位检测器打开或闭合开关(例如，Top
Figure DEST_PATH_GDA00002713520500041
GO Switch开关，其是无杠杆式限位开关或者包括电感式接近传感器的开关)。这里描述的示例性液位检测器包括壳体和延伸穿过壳体的臂部。该臂部可被耦接到换置器，该换置器至少部分地浸入液体或者完全浸入两种不同比重的液体的交界处。在操作中，该换置器响应于液位的变化来移动，以及换置器的运动移动臂部。杠杆组件被耦接到臂部和壳体。臂部的运动使得当液体到达预定位置时，杠杆组件通过磁场来打开和闭合开关，而不用接触开关。 
示例性杠杆组件可包括第一杠杆和第二杠杆。第一杠杆可操作地耦接到臂部和第二杠杆。臂部的运动移动第一杠杆，使得当液体到达预定位置时，第二杠杆通过磁场打开或闭合开关，而不用接触开关。开关被直接连接到与放泄阀耦接的致动器，使得当开关闭合时，开关发信号给致动器来打开或闭合放泄阀。因此，这里描述的示例性液位检测器可用来将液体维持预定位置之间。 
这里描述的示例性液位检测器不需要气动能量，也不会使天然气泄漏到大气中。而且，这里描述的液位检测器的可靠性不受从井场开采的天然气的质量影响，并且这里描述的液位检测器不需要电力能量来致动开关。 
图1示出了示例性液位检测器100，其包括壳体102和延伸穿过壳体102的臂部104。换置器106被耦接到臂部104，并在使用中可至少部分浸入液体或完全浸入两种不同比重的液体之间。臂部104布置在耳轴108内，耳轴108允许臂部104在换置器106响应于液位的变化而移动时枢转。如下面将会详细描述的，臂部104的运动使得当液体到达预定位置时，布置在壳体102内的杠杆组件200(图2)不用接触开关202(例如，通过磁场)而打开或闭合开关202(图2)。 
图2示出了可用来实施图1中的示例性液位检测器100的示例 性杠杆组件200。第一杠杆204的中间部可枢转地耦接到安装到壳体102上的第一带肩螺钉206，以及邻近第一杠杆204的末端209的上表面或边缘207接触臂部104。第二杠杆208的末端211也通过第二带肩螺钉213可枢转地耦接到壳体102。具有曲形尖端212的连接器210可调整地耦接到第二杠杆208来接触第一杠杆204的上表面215，以使得第二杠杆208响应于第一杠杆204的运动而移动。第二杠杆208还限定细长的孔214。紧固件216(例如，螺栓、旋钮或其它适合的紧固件)插入穿过孔214来螺接到连接器210，以将连接器210固定到第二杠杆208。连接器210可沿孔214移动，以在沿着第一杠杆204的不同位置上接触第一杠杆204，来改变第二杠杆208响应于第一杠杆204的移动的给定量而移动的量。标志或刻度218在孔214上方被设置在第二杠杆208的表面219上，以提供连接器210沿孔214的位置的可见参考。如下面将会更详细描述的，调整连接器210的位置改变杠杆组件200相对臂部104的移动的敏感度，由此影响第二杠杆208打开或闭合开关202所处的液位。 
第二杠杆208还包括触发器220，用来打开或闭合开关202。触发器220可调整地耦接到从第二杠杆208的表面219垂直延伸的唇形部222。触发器220包括从铁头部226延伸的螺纹杆224。唇形部222限定用来收容触发器220的螺纹杆224的开口(未示出)。防松螺母228被螺接到螺纹杆224，并被拧紧抵靠唇形部222以将触发器220固定到唇形部222，使得触发器220的铁头部226被布置在唇形部222的下方。开关202(例如，Top
Figure DEST_PATH_GDA00002713520500051
GO Switch开关，其是无杠杆式限位开关或者包括电感式接近传感器的开关)在壳体102内沿图2的方向被布置在触发器220的铁头部226的下方。通过调整防松螺母228在触发器220的螺纹杆224上的位置来朝向或远离开关202移动触发器220。开关202提供磁场，该磁场在触发器220的铁头部226和开关202之间形成吸引力。如下面将会更详细描述的，调整触发器220的铁头部226和开关202之间的距离改变了移动臂部104所需的液位差。 
如图2所示，臂部104通过从弹簧230的线圈延伸的钩部232被耦接到弹簧230。钩部232保持在臂部104上的环形槽(未示出)内，由此沿图2的方向向下偏置臂部104。弹簧230不接触第一杠杆204。弹簧230沿着图2的方向向下偏置臂部104，以施加力到第一杠杆204，来抵抗开关202和触发器220的铁头部226之间的吸引力并维持触发器220的铁头部226和开关202之间的间隙。弹簧230被耦接到可调整的弹簧座234以调整弹簧230的预载荷。如下面将会更详细描述的，弹簧230的预载荷还影响移动臂部104所需的液位差。 
限位件236被布置在第二杠杆208的上方，以限制第二杠杆208的向上运动，以及支撑第一杠杆204的带肩螺钉206被布置在第二杠杆208的下方，以限制第二杠杆208的向下运动。因此，限位件236和带肩螺钉206的位置分别在示例性液位检测器100的操作中影响在触发器220的铁头部226和开关202之间的最大和最小间隙的尺寸。如下面将会更详细描述的，当触发器220的铁头部226移动更靠近或更远离开关202时，触发器220通过磁场来致动开关202，而不用接触开关。 
通常，在操作中，换置器106响应于液位的变化来移动并使臂部104移动。臂部104的运动使得当液体到达预定位置时，杠杆组件200通过磁场来打开或闭合开关202。因此，不需要杠杆组件200和开关202之间的物理接触来致动开关202。 
更具体地，臂部104和杠杆组件200的几何结构放大了换置器106的运动，并将该运动传递到触发器220来打开或闭合开关202。例如，液位的上升增加了换置器106上的浮力，这使得当臂部104上的力克服触发器220和开关202之间的吸引力时，布置在壳体102外的臂部104的末端向上移动。由此，布置在壳体102内的臂部104的末端沿着图2的方向向下移动。布置在壳体102内的臂部104的末端的向下运动使得第一杠杆204沿着图2所示视图的逆时针方向移动。第一杠杆204的逆时针运动使得第二杠杆208沿顺时针方向 旋转。连接器210沿孔214的位置决定第二杠杆208相对第一杠杆204的旋转的量而旋转的量。在图2的方向中，触发器220随着第二杠杆208沿顺时针方向旋转而远离开关202移动。 
在图2所示的示例中，开关202可被连接到处于正常打开位置，并在触发器220远离开关202移动时被致动到闭合位置。因此，当液体到达预定上位置并且触发器220已经远离开关202移动一定距离时，触发器220和开关202之间的吸引力使得开关202致动到闭合位置，由此发送信号到致动器(未示出)，以打开放泄阀排放到下液位。一旦开关202处于闭合位置，开关202提供的磁场阻止开关重新设置，直到液体回到预定上位置以下的位置。如果液体继续上升超出预定上位置，则第二杠杆208接合限位件236，限制了第二杠杆208的进一步运动。 
这里描述的示例性液位检测器不需要电力能量来致动开关202。并且，这里描述的示例性液位检测器也不使用气动能量，并因此不受从井场开采的天然气质量影响。此外，这里描述的示例性液位检测器不会引起浪费的天然气泄漏。 
杠杆组件200相对臂部104的运动的敏感度可通过沿孔214移动连接器210以在沿第一杠杆204的不同位置上接触第一杠杆204来调整。连接器210的位置通过确定第二杠杆208相对于第一杠杆204的旋转而旋转来影响触发器220相对于换置器106的放大运动的运动。因此，致动开关202所需的液位差可通过朝向臂部104移动连接器210来增加，并通过远离臂部204移动连接器210来减小，由此分别使得示例性液位检测器100较少敏感或更多敏感来改变液位，并改变预定位置。 
臂部104相对于液位变化的敏感度也是可调的。臂部104响应于液位变化的运动的量受两个操作前条件影响：弹簧230的预载荷以及触发器220和开关202之间的距离。首先，弹簧230的预载荷可通过升高或降低可调整的弹簧座234来调整。臂部104上的弹簧208的力使得臂部104克服触发器220和开关202之间的吸引力。因 此，增加弹簧230的预载荷减少了沿着图2的方向向上移动布置在壳体102外的臂部104的末端所需的液位差。 
其次，触发器220和开关202之间的距离可通过在触发器220的螺纹杆224上重新布置防松螺母228来调整，由此移动触发器220来更靠近或更远离开关202。当触发器220被移动更靠近开关202时，由于臂部104必须克服触发器220和开关202之间的更大吸引力，以使第一杠杆204来移动第二杠杆208，所以臂部104响应于液位变化的运动的量会减少。相反地，当触发器220移动更远离开关202时，臂部104响应于液位变化的运动的量会增大。 
尽管这里已经描述了一些示例性装置，但是本专利的覆盖范围并不限于此。相反，本专利包括合理地落入本专利的权利要求的范围内的所有装置。 

Claims (20)

1.一种液位检测器，其包括： 
壳体； 
臂部，其延伸穿过所述壳体；以及 
多个可操作地耦接的杠杆，其布置在所述壳体内， 
其中，所述杠杆中的第一杠杆被可操作地耦接到所述臂部，所述杠杆中的第二杠杆被可操作地耦接到所述第一杠杆，以及所述臂部的运动移动所述第一杠杆，以使得当液体到达预定位置时，所述第二杠杆不接触开关来打开或闭合所述开关。 
2.根据权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，所述杠杆中的所述第一杠杆沿第一旋转方向移动，以及所述杠杆中的所述第二杠杆沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向移动。 
3.根据权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，还包括连接器，所述连接器可调整地耦接到所述第二杠杆，以及所述连接器的位置影响所述预定位置。 
4.根据权利要求3所述的液位检测器，其特征在于，所述第二杠杆限定细长孔，所述连接器穿过所述细长孔可调整地耦接，以及所述连接器可沿着所述第二杠杆被移动到不同的位置，以在沿所述第一杠杆的不同位置上接触所述第一杠杆。 
5.根据权利要求3所述的液位检测器，其特征在于，还包括偏置所述臂部的弹簧。 
6.根据权利要求5所述的液位检测器，其特征在于，所述弹簧被耦接到可调整的弹簧座，以调整所述弹簧的预载荷，以及所述弹簧的所述预载荷影响所述臂部响应于液位变化的移动的量。 
7.根据权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，还包括限制所述第二杠杆的运动的限位件。 
8.根据权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，所述第二杠杆包括用于打开或闭合所述开关的铁材料。 
9.根据权利要求8所述的液位检测器，其特征在于，所述开关是无杠杆式限位开关。 
10.根据权利要求8所述的液位检测器，其特征在于，所述开关包括电感式接近传感器。 
11.一种液位检测器，其包括： 
壳体； 
臂部，其延伸穿过所述壳体；以及 
杠杆组件，其被耦接到所述臂部和所述壳体， 
其中，所述臂部的运动使得当液体到达预定位置时，所述杠杆组件通过磁场来打开或闭合开关。 
12.根据权利要求11所述的液位检测器，其特征在于，所述臂部被耦接到布置在所述壳体外的换置器。 
13.根据权利要求12所述的液位检测器，其特征在于，还包括偏置所述臂部的弹簧。 
14.根据权利要求13所述的液位检测器，其特征在于，所述弹簧被耦接到可调整的弹簧座，以调整所述弹簧的预载荷，以及所述弹簧的所述预载荷影响所述臂部响应于液位变化的移动的量。 
15.根据权利要求11所述的液位检测器，其特征在于，所述杠杆组件包括用于打开或闭合所述开关的铁材料。 
16.根据权利要求15所述的液位检测器，其特征在于，所述开关是无杠杆式限位开关。 
17.根据权利要求15所述的液位检测器，其特征在于，所述开关包括电感式接近传感器。 
18.根据权利要求11所述的液位检测器，其特征在于，所述杠杆组件包括第一杠杆和第二杠杆，其中所述第一杠杆的运动使得当所述液体到达所述预定位置时，所述第二杠杆通过所述磁场打开或闭合所述开关。 
19.一种液位检测器，包括： 
用于放大移动液体的装置的运动的装置，所述用于放大的装置 具有在所述液体到达预定位置时不接触开关来致动所述开关的装置。 
20.根据权利要求19所述的液位检测器，其特征在于，所述用于放大的装置包括用于调整所述用于放大的装置的装置，以调整所述预定位置。 
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