CN203705020U - 一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子 - Google Patents

Abstract

一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，本实用新型包括环形围体（2）和固定在环形围体（2）下方或上方的配重（1）；在环形围体（2）内形成的容腔为液体容腔（3），配重（1）体积的比重设置为与所位于的液体密度相同。本实用新型能够确保和液体分界面在同一水平高度，方便传感器安放和测量计算的适用于两种不相溶液体分界面的浮子。

Description

一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子

技术领域

本实用新型专利属于液位测量仪器，尤其是涉及一种新型液体分层面高度测量的“杯形”浮子的结构设计，适用于监测互不相溶的两种液体之间界面的场合。

背景技术

在油库管理、石油化工、医药制造、以及自来水厂、污水处理厂等领域，常出现两种不相溶液体共存于一个体系内的情况，两种液体之间的分界面是一个重要的测量与控制技术参数。目前常用的液位传感器针对特定的两种液体的不同密度，对浮子进行配重，使浮子密度介于两种液体密度之间，使得浮子可以悬浮于两种液体分界面。然而这种浮子由于配重是固定的，当两种液体中有一种或一种以上液体的密度会随着环境参数（如温度、压力等）而改变时，浮子和液体分界面的相对位置会发生变化，由此产生的误差无法满足需要精确测量场合的要求。

中国专利200910073457.4提出了一种两相液体液位传感器的制作方法，提出了一种“碟形”浮子的设计方案。但是该专利技术不能解决液体密度发生变化时浮子位置变化的问题。

中国专利200720123279.8提出了一种液面界定棒，可以用于水和二硫化碳混合液体的分界面界定，然而该专利技术同样不能补偿液体密度变化导致的误差。

传统的液位浮子存在的以下问题：（1）传统液位浮子在不同密度不相溶的液体中一种或两种液体密度发生改变时，相对于液体分界面的相对位置会发生变化，产生误差；（2）传统液位计浮子由于浮子自身的空间尺寸缘故，无法直观地、精确地给出液体分界面的具体位置，给测量和传感器的安置带来一定困难。

实用新型内容

本实用新型的目的正是为了克服上述现有技术存在的缺陷和不足之处而提供一种能够自发修正液体密度变化导致的浮子位置变化；能够确保和液体分界面在同一水平高度，方便传感器安放和测量计算的适用于两种不相溶液体分界面的浮子。 

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：

一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，本实用新型特征是,包括环形围体和固定在环形围体下方或上方的配重；在环形围体内形成的容腔为液体容腔, 配重体积的比重设置为与所位于的液体密度相同。

本实用新型由环形围体围成的液体容腔为一个或一个以上。

本实用新型液体容腔的横截面为圆形或矩形。

本实用新型液体容腔的形状为直壁形筒体或杯形体。

本实用新型当液体容腔为一个独立的形状时，环形围体设置为外侧一圈。

本实用新型当液体容腔为一个以上的形状时，环形围体设置为外侧围板和内侧间板组合而成。

本实用新型环形围体为薄型轻质硬质材料。 

本实用新型工作原理是，对于上层液体密度易发生变化、下层液体密度相对稳定的场合，选择具有一个向上敞开口的浮子。对浮子下部的空间进行配重，使得浮子下部空间的比重等于下层液体的密度。浮子工作时，将浮子上层的“杯形”空间装满上层液体，此时浮子整体的等效密度介于两种液体密度之间。浮子下部由于配重，其密度和下层液体相同；上层不计轻质外壁的质量，由于灌满上层液体，其密度和上层液体一致。显然当浮子上下层分界面（“杯形”空间底部）和液体分界面处于同一水平高度时，浮子受到的浮力和重力相同。可以通过计算证明，浮子此时在液体分界面附近处于稳定平衡状态。若上层液体的密度因温度或压强而发生变化，由于浮子杯形空间内的液体同样会发生变化，将补偿上层液体密度的变化，因此浮子相对于杯形空间的相对位置保持不变。

若下层液体密度易发生变化，则选择具有一个向下敞开口的浮子，浮子上部配重为上层液体的密度，并将下部“杯形”空间内完全填满下层液体；若上下层液体密度都易发生变化，则选择具有上、下两个敞开口的浮子，并将其上下“杯形”空间分别填满上下层液体，并将其定位于分界面附近。

本实用新型的有益效果是，能够自发修正液体密度变化导致的浮子位置变化；能够确保和液体分界面在同一水平高度，方便传感器安放和测量计算并能够适用于两种不相溶液体分界面。 

附图说明

图1是本实用新型补偿上层液体密度变化的浮子剖面结构示意图；

图2是图1的一种圆形的横截面结构示意图；

图3是配重结构实施例的一种结构示意图；

图4是补偿下层液体密度变化的浮子剖面结构示意图;

图5为本实用新型液体容腔为一个以上时的结构示意图。

图中标号：H为浮子高度，a为浮子“杯形”空间的深度，d为浮子直径，b为浮子配重部分的高度；d2为浮子“杯形”空间的直径。 

具体实施方式

如图1，图2，图3，图4，图5。一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，本实用新型特征是,包括环形围体2和固定在环形围体2下方或上方的配重1；在环形围体2内形成的容腔为液体容腔3, 配重1体积的比重设置为与所位于的液体密度相同。

本实用新型由环形围体2围成的液体容腔3为一个或一个以上。

本实用新型液体容腔3的横截面为圆形或矩形。

本实用新型液体容腔3的形状为直壁形筒体或杯形体。

本实用新型当液体容腔3为一个独立的形状时，环形围体2设置为外侧一圈。

本实用新型当液体容腔3为一个以上的形状时，环形围体2设置为外侧围板2.1和内侧间板2.2组合而成。

本实用新型环形围体2为薄型轻质硬质材料。 

实施例   本实用新型是根据液体的密度变化特性选择浮子的设计方案。

配重1位于浮子下部，将其体积的比重设为与下层液体密度相同；环形围体2设为圆形的“杯形”空间的外壁，环形围体2使用硬质轻质薄型材料制成，尽量做薄；液体容腔3设为“杯形”的空间。工作时，将液体容腔3其中灌满上层液体，确保没有混入下层液体或固体杂质。将其沉入液体中，整个浮子将自发沉下至液体分界面。

配重1可以小于环形围体2的横截面，在竖直方向上无需各处保持一致， 这种结构的技术方案并不会影响到浮子的使用效果。

将浮子配重1体积的比重设为与上层液体密度相同，下部“杯形” 的液体容腔3空间灌满下层液体，浮子将自发定位于液体分界面。 

Claims (6)

1.一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，其特征是,包括环形围体（2）和固定在环形围体（2）下方或上方的配重（1）；在环形围体（2）内形成的容腔为液体容腔（3）, 配重（1）体积的比重设置为与所位于的液体密度相同。

2.根据权利要求1所述的一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，其特征是，由环形围体（2）围成的液体容腔（3）为一个或一个以上。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，其特征是，液体容腔（3）的横截面为圆形或矩形。

4.根据权利要求1或2所述的一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，其特征是，液体容腔（3）的形状为直壁形筒体或杯形体。

5.根据权利要求4所述的一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，其特征是，当液体容腔（3）为一个独立的形状时，环形围体（2）设置为外侧一圈。

6.根据权利要求4所述的一种适用于两种不相溶液体分界面的浮子，其特征是，当液体容腔（3）为一个以上的形状时，环形围体（2）设置为外侧围板（2.1）和内侧间板（2.2）组合而成。