CS201001B2

CS201001B2 - Membrane detctor of the level of loose materials

Info

Publication number: CS201001B2
Application number: CS628672A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Zajic; Ladislav Zajic
Original assignee: Miloslav Zajic; Ladislav Zajic
Priority date: 1972-09-13
Filing date: 1972-09-13
Publication date: 1980-10-31

Description

Vynález se týká membránového detektoru úrovně sypkých hmot, prachových, až hrubě zrnitých, popřípadě granulovaných, v zásobnících apod.The invention relates to a membrane detector of the level of bulk materials, dusty to coarse-grained or granulated, in containers and the like.

Až dosud jsou známy detektory úrovně sypkých hmot v zásobnících, založené na nejrůznějších principech, například detektory, založené na principu kapacitním, rezonančním, detektory, využívající záření optického, radioaktivního apod. Značně jsou rozšířeny detektory mechanické a mezi nimi značnou část tvoří detektory membránové.Up to now, bulk solids level detectors based on various principles have been known, such as capacitive, resonant, optical, radioactive, and the like detectors. Mechanical detectors are widespread and membrane detectors are among them.

Až dosud známé membránové detektory, jak jsou představovány detektorem podle čs. patentového spisu 127 135, jsou tvořeny pružným snímačem, upraveným jako talířek membrány, v prodloužení tvořící čep, odvrácenou stěnou se opírající o kontakt elektrického spínače.Hitherto known membrane detectors, as represented by the detector according to U.S. Pat. No. 127 135, are formed by a resilient sensor configured as a diaphragm plate, forming a pin in an extension, facing away from the contact of the electrical switch.

Čep je uložen ve vedení krytu elektrického spínače a mezi stěnou vedení čepu je pružina. Talířek membrány v prodloužení čepu elektrického spínače je uložen mezi stěnami stavitelného tělesa detektoru, resp. matice souose.The pin is housed in the guide of the electrical switch housing and there is a spring between the wall of the pin guide. The diaphragm plate, in the extension of the electrical switch pin, is positioned between the walls of the detector adjustable body, respectively. matrix coaxial.

Nevýhodami detektorů úrovně sypkých hmot až dosud známých je jejich poměrná konstrukční složitost, z čehož vyplývá i jejich zvýšená poruchovost. Hlavní nevýhodou však je jejich malá citlivost, vyplývající z jejich konstrukčního principu: talířek snímače přiléhá k membráně jen v menší části její celkové plochy a ponechává mezi svým okrajem a. okrajem membrány značně velkou plochu, kde membrána není talířkem snímače podepírána. Tlak materiálu v zásobníku, působící na membránu, působí ve skutečnosti jen na malou plochu talířku; proto i celkový tlak, působící ha talířkový snímač, je poměrně malý a z toho vyplývá malá citlivost detektoru. V důsledku toho, že membrána ve značně širokém mezikruží mezi svým . okrajem a okrajem talířkového snímače je volná a není talířkem podepřeria, hrozí riziko, zejména u materiálů větší specifické hmotnosti, že tlakem materiálu na tuto volnou plochu membrány dojde k jejímu protržení. Je proto nutno volit vysoce pevnou membránu, například z tenké kovové fólie. Tím se však již beztak dosti malá citlivost detektoru ještě dále snižuje, takže u lehčích materiálů detektor tohoto typu ve svislé poloze ani vůbec nereaguje na změnu výšky materiálu v zásobníku, je nutno jej montovat v šikmé poloze membránou vzhůru, čímž se na druhé straně zvyšuje tendence materiálu ulpívat na membráně.Disadvantages of bulk solid state detectors hitherto known are their relative structural complexity, which results in their increased failure rate. The main disadvantage, however, is their low sensitivity, due to their design principle: the sensor plate adheres to the membrane only in a minor part of its total area and leaves a large area between its edge and the membrane edge where the membrane is not supported by the sensor plate. In fact, the pressure of the material in the reservoir acting on the diaphragm acts only on a small area of the saucer; therefore, the total pressure exerted on the saucer sensor is relatively small, resulting in a low sensitivity of the detector. As a result, the membrane in a fairly wide annulus between its. the rim and rim of the disk sensor are free and not support the disk, there is a risk, particularly in the case of materials of a higher specific weight, that the material will rupture due to the pressure of the material on this free surface of the membrane. It is therefore necessary to select a high-strength membrane, for example of a thin metal foil. This, however, reduces the sensitivity of the detector even further, so that, in the case of lighter materials, a detector of this type in the vertical position does not even respond to the change in material height in the container. material to adhere to the membrane.

Zvětšení plochy talířkového snímače vůči ploše membrány však není možné: taliřkový snímač se pohybuje ve směru kolmém na svou rovinu v suvném vedení a při zvětšení jeho průměru by zejména při poklesu úrovně materiálu pod osu tohoto vedeni docházelo k vyvracení čepu z osy vedení a ke zvýšenému tření ve vedení, což by dále snižovalo citlivost detektoru. Ale i při dosavadním provedení talířkového snímače o průměru podstatně menším, než je průměr vlastní membrány, dochází časem ke zvýšenému tření čepu ve vedení, jelikož ani při nejhermetičtějším utěsnění vnitřku detektoru se nelze ubránit vnikání prachu, jeho usazování ve vedení a tvorbě cizí vrstvy, které při suvném uložení čepu postupně klade odpor jeho pohybu ve vedení a dále snižuje citlivost detektoru.However, it is not possible to increase the surface area of the disk sensor relative to the diaphragm surface: the plate sensor moves in a direction perpendicular to its plane in the slide guide and if its diameter increases, the pin will be dislodged from the guide axis and increased friction. in the line, which would further reduce the sensitivity of the detector. However, even with the prior art disk sensor with a diameter substantially smaller than the diaphragm diaphragm, there is an increased friction of the pin in the guide over time, since even the most hermetic sealing of the inside of the detector prevents dust ingress, settling in the guide and formation of foreign layers. when the bolt is mounted, it gradually resists its movement in the guide and further reduces the sensitivity of the detector.

¹ Uvedeným skutečnostem odpovídají zkušenosti z praxe, kde se membránové detektory uvedeného typu osvědčují jen nevalně. ¹ This is corroborated by experience in practice, where membrane detectors of this type only perform poorly.

Uvedené nevýhody až dosud známých detektorů úrovně sypkých hmot odstraňuje membránový detektor úrovně sypkých hmot podle vynálezu, který obsahuje snímací člen těsně doléhající k membráně z pružného listového materiálu, přidržované k přírubě pouzdra detektoru rámečkem a oddělující snímací člen od přímého styku s materiálem v zásobníku a přenášející tlak, vyvozovaný ve vodorovném směru materiálem v zásobníku, na uvedený snímací člen, ke kterému z jeho druhé strany těsně přiléhá svým tlačítkem mžikový přepínač, uložený na pružném pásku a vůči uvedenému snímacímu členu posuvný pomocí regulačního šroubu, kolmého na rovinu snímacího členu, vytvořeného ve tvaru klapky, v labilní poloze volně točně uložené na ose, uspořádané rovnoběžně s rovinou membrány, upevněné mezi přírubou pouzdra detektoru a jeho rámečkem, jehož podstatou je, že klapka, příruba pouzdra detektoru, membrána i rámeček jsou pravoúhlého tvaru, přičemž plocha klapky je stejně velká jako pracovní plocha membrány.These disadvantages of hitherto known bulk solid state detectors are overcome by a membrane bulk solid state detector according to the invention, which comprises a sensing member abutting a membrane of resilient sheet material held to the flange of the detector housing by a frame and separating the sensing member from direct contact with the material in the container the pressure exerted horizontally by the material in the reservoir onto said sensing member, to which on its other side a snap-on switch is disposed on its other side, mounted on a resilient strip and slidable relative to said sensing member by a control screw perpendicular to the plane of the sensing member formed flap-shaped, in a labile position, freely rotatably mounted on an axis, arranged parallel to the plane of the diaphragm, fixed between the detector housing flange and its frame, the principle of which is that the flap, the detector housing flange, the diaphragm and the frame are rectangular in shape, the flap surface being as large as the diaphragm working surface.

Výhody membránového detektoru úrovně sypkých hmot podle vynálezu spočívají v jeho nepoměrně vyšší citlivosti, spolehlivosti a malých nárocích na údržbu, ke kterýmžto výhodám přistupuje i jeho nižší pořizovací cena. Uvedené výhody jsou výsledkem konstrukčního provedení detektoru. Tím, že snímací člen má stejnou velikost jako je pracovní plocha membrány, jě oproti až dosud známé konstrukci odstraněno nebezpečí, že tlak materiálu protrhne membránu v místech, která nejsou podepírána snímacím členem, jako je tomu u detektorů až dosud známých a tím se zvyšuje značně spolehlivost detektoru podle vynálezu.The advantages of the bulk solids level detector according to the invention are its disproportionately higher sensitivity, reliability and low maintenance requirements, which are also afforded by its lower cost. These advantages are due to the design of the detector. By having the sensing member the same size as the diaphragm working surface, the risk of material rupture of the diaphragm at locations not supported by the sensing member is eliminated, as is the case with previously known detectors, thereby increasing considerably the reliability of the detector according to the invention.

Absolutní tlak materiálu, přenášený snímacím členem na tlačítko mikropřepínače, je u detektoru podle vynálezu mnohem větší vzhledem k nepoměrně větší ploše snímače, než u dosud známé konstrukce, a tím se dosahuje nepoměrně vyšší citlivosti detektoru podle vynálezu. Naopak, u detektorů dosavadního provedeni, nelze plochu snímače příliš zvětšovat, protože by při nižší úrovni materiálu v zásobníku, zejména pod vodorovnou osou snímače, popřípadě jeho čepu, docházelo k příčení čepu ve vedení a tím by se ještě dále snižovala citlivost takovéhoto dětektoru, a to tím více, čím nižší by byla úroveň materiálu v zásobníku. Naproti tomu při provedení snímacího členu ve'formě klapky, s výhodou pravoúhlé, nemůže podle vynálezu k žádnému příčení docházet, protože klapka je uložena na ose, rovnoběžné s rovinou membrány a snímacího členu.The absolute pressure of the material transmitted by the sensing member to the microswitch button is much greater in the detector of the present invention because of the disproportionately larger sensor surface than in the prior art design, thereby achieving a disproportionately higher sensitivity of the detector of the invention. On the other hand, in the case of detectors of the prior art, the surface area of the sensor cannot be increased too much, since at a lower material level in the container, especially below the horizontal axis of the sensor or its pin, the pin will become stuck in the guide, thereby further reducing the sensitivity of such a detector. the more the lower the material level in the container would be. On the other hand, in the embodiment of the sensor member in the form of a flap, preferably rectangular, there is no crossover according to the invention, since the flap is mounted on an axis parallel to the plane of the diaphragm and the sensor member.

Při jakékoliv výšce materiálu v zásobníku působí jeho vodorovná složka jako hlavní síla ve směru kolmém na tuto osu a vyvolává otáčivý pohyb klapky bez jakýchkoliv vedlejších složek. Labilní uložení klapky na této ose má ten výsledek, že klapka jeví tendenci vychylovat se v nezatíženém stavu proti membráně, to znamená, že při poklesu úrovně materiálu v zásobníku se takto napomáhá k rozepnutí mikropřepínače a zvyšuje se citlivost detektoru podle vynálezu na pokles úrovně materiálu. Aby však bylo možno provést snímací člen jakoAt any height of the material in the container, its horizontal component acts as the main force in a direction perpendicular to this axis and causes the flap to rotate without any secondary components. The stable position of the flap on this axis has the result that the flap tends to deflect against the diaphragm in the unloaded state, i.e., when the level of material in the container decreases, this helps to open the micro switch and increases the sensitivity of the detector of However, in order to be able to make the sensor member as

210001 klapku, je nezbytné použít pravoúhlého tvaru, s výhodou obdélníka, postaveného na užší straně. I když teoreticky by bylo možno použít i jiný tvar, například šestiúhelník se dvěma stranami vodorovnými, případně na výšku protaženého, prakticky je kromě jiného i z výrobních důvodů výhodný tvar pravoúhelníka s přiměřeně zaoblenými rohy.210001 flap, it is necessary to use a rectangular shape, preferably a rectangle, built on the narrower side. Although theoretically it would be possible to use another shape, for example a hexagon with two horizontal sides or possibly elongated in height, practically, among other things for production reasons, a rectangular shape with reasonably rounded corners is advantageous.

Další výhoda provedení detektoru podle vynálezu spočívá v tom, že klapka s plochou stejně velkou, jako je pracovní plocha membrány, tuto podpírá vůči tlaku materiálu v celém rozsahu, což umožňuje použít pro membránu materiálu pružného, avšak současně měkkého, jako například pryže, fólií z umělé hmoty, například silikonového kaučuku a podobně. Tím se ještě dále zvyšuje citlivost detektoru podle vynálezu oproti až dosud známému provedení, které nemají membránu v celé její pracovní ploše podepřenu snímacím členem a pro odstranění rizika protržení membrány v nepodepřených místech musí nezbytně používat membránu z pevných a tím i tuhých materiálů, jako je kovová fólie apod., a nutně musí být daleko méně citlivé.A further advantage of the detector according to the invention is that the flap with an area as large as the working surface of the diaphragm supports this over the entire material pressure, making it possible to use a flexible but at the same time soft, such as rubber, foil plastics such as silicone rubber and the like. This further increases the sensitivity of the detector according to the invention compared to the prior art, which do not have the membrane in its entire working surface supported by the sensing member and must necessarily use a membrane of solid and hence rigid materials such as metal to eliminate the risk of rupture of the membrane. foils, etc., and necessarily must be far less sensitive.

Konečně nepoměrně jednodušší konstrukční provedení detektoru podle vynálezu přináší i vyšší provozní spolehlivost, menší poruchovost a menší potřebu dozoru i údržby; přirozeně z této skutečnosti rezultuje i nižší pořizovací cena detektoru podle vynálezu.Finally, the disproportionately simpler design of the detector according to the invention also results in higher operational reliability, less failure rate and less need for supervision and maintenance; naturally, this results in a lower cost of the detector according to the invention.

Detektor úrovně sypkých hmot podle vynálezu je schematicky znázorněn na přiloženém výkrese. Obsahuje snímací klapku J. pravoúhlého tvaru, volně otočně uloženou na ose 2, rovnoběžně uspořádané s membránou 2 ^z pružného listového materiálu, s výhodou z pryžové, teflonové, popřípadě silikonové fólie apod. a k membráně 2 těsně přiléhající vnější stranou, přičemž membrána je k přírubě pouzdra detektoru přidržována rámečkem 10 a odděluje snímací klapku 2. od přímého styku s materiálem v zásobníku a přenáší tlak, vyvozovaný materiálem ve vodorovném směru na snímací klapku 2· 2 vnitřní strany snímací klapky 2 je uspořádán mžikový přepínač 2, doléhající svým tlačítkem k uvedené snímací klapce. Mžikový přepínač 3 je upevněn na pružném pásku £ a přesnou polohu mžikového přepínače 2i popřípadě jeho tlačítka vůči snímací klapce J_> l^ze regulovat regulačním šroubem 2i aretovaným protimaticí 5a. Pro regulaci citlivosti detektoru slouží pružina 6 uložená na závitovém vodicím trnu 2, jehož polohu lze aretovat způsobem o sobě známým. Pro zachycení tlaku klapky 2 na tlačítko mžikového přepínače 2 ještě dříve, než dojde k úplnému proběhnutí spínací dráhy tlačítka, je detektor podle vynálezu opatřen dorazovým šroubem 8 s protimaticí 8a.The bulk material level detector according to the invention is shown schematically in the attached drawing. It comprises a rectangular-shaped sensor flap 1, freely rotatable on the axis 2, arranged parallel to the membrane 2 ^of resilient sheet material, preferably of rubber, teflon or silicone foil or the like, and to the membrane 2 closely adjacent the outer side, the membrane being flange to the flange. The detector housing is held by the frame 10 and separates the sensing flap 2 from direct contact with the material in the reservoir and transmits the pressure exerted by the material horizontally to the sensing flap 2 · 2 inside the sensing flap 2 a snap switch 2 is provided. klapce. Momentary switch 3 is mounted on the flexible tape £ and its instantaneous position of the switch or the button 2i towards the sensor flap j> L ^{of the} controllable adjusting screw 2i detenting locknut 5a. A spring 6 mounted on a threaded mandrel 2 is used to control the sensitivity of the detector, the position of which can be locked in a manner known per se. In order to receive the pressure of the flap 2 on the button of the instantaneous switch 2 before the button switch path is fully completed, the detector according to the invention is provided with a stop screw 8 with a lock nut 8a.

Membránový detektor úrovně sypkých hmot podle vynálezu pracuje takto:The membrane level detector according to the invention operates as follows:

Detektor se montuje na stěnu zásobníku z jeho vnější strany. Ve stěně zásobníku je vyříznut pravoúhlý otvor, odpovídající rozměrům volné plochy membrány 2> resp. vnitřním rozměrům rámečku 20, a to membránou 2 dovnitř zásobníku, takže tlak materiálu v zásobníku, vyvozovaný zevnitř na jeho stěnu, působí na membránu 2> jejím prostřednictvím na snímací klapku 2 ^a dále na tlačítko mžikového přepínače 2· Jestliže tlak na membránu 2 ^a tím i na ' snímací klapku 2 je malý, jest při nízké úrovni kužele (svahu) materiálu V zásobníku, jak je naznačeno čerchovanou čarou I, zůstává mžikový přepínač 2 v klidovém stavu a zařízení indikuje pomoci dalšího pomocného elektrického zařízení tento stav. Jestliže kužel (svah) materiálu v zásobníku dosáhne vyšší polohy, jak znázorněno čerchovanou čarou III, potom tlak, vyvozovaný na membránu 2 ^a snímací klapku 2 je větší než přepínací tlak mžikového přepínače 2 a ten sepne, takže indikační zařízení indikuje tento nový stav. V praxi se u membránového detektoru úrovně sypkých hmot podle vynálezu obě tyto polohy jen nepatrně liší od polohy, naznačené čerchovanou čarou II. Manipulací s pružinou 6 pomocí závitového trnu 2 lze toto pracovní pásmo I-III posunovat ve směru I nebo ve směru III.The detector is mounted on the tank wall from the outside. A rectangular aperture corresponding to the dimensions of the diaphragm free surface 2 ' the internal dimensions of the frame 20 and the membrane 2 into the container so that the pressure of the material in the container exerted from inside on the wall, acts on the diaphragm 2> through it on the sensor flap 2, ^and then click on the flash switch 2 · When the pressure on the diaphragm 2 ^and thereby Even at the sensor flap 2, it is small, if at the low level of the cone (slope) of the material in the container, as indicated by the dashed line I, the instantaneous switch 2 remains in the idle state and the device indicates this state by another auxiliary electrical device. If the cone (slope) of the material in the container reaches a higher position, as shown by the dotted line III, then the pressure exerted on the diaphragm 2 ^{and the} sensing flap 2 is greater than the switching pressure of the instantaneous switch 2. In practice, both the positions of the bulk solids level detector according to the invention differ only slightly from the position indicated by the dashed line II. By manipulating the spring 6 by means of the threaded mandrel 2, this working zone I-III can be displaced in the I or III direction.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Membrane bulk solid state detector, which includes a sensing member abutting the diaphragm of resilient sheet material, held to the flange of the detector housing by a frame and separating the sensing member from direct contact with the material in the reservoir and transferring the pressure exerted horizontally by the material in the reservoir. said sensor member, on the other side of which a snap-on switch is disposed on its other side, mounted on a resilient strip and movable relative to said sensor member by means of a control screw perpendicular to the plane of the sensor member; arranged parallel to the plane of the diaphragm, characterized in that the flap (1), the detector housing flange, the diaphragm (9) and the frame (10) are rectangular in shape, the flap surface (1) being as large as the diaphragm working surface (9).