ES2818572T3 - Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil - Google Patents
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Abstract
Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil que comprende: una cámara de flotador de bola (2), un flotador de bola (1) de material ferromagnético, una escala calibrada (6), un indicador móvil (8) y un carril de guiado (3) del mismo fuera de la cámara de flotador de bola (2), en el que el indicador móvil (8) comprende un elemento (8-2) de acero magnético, un armazón (8-5) y un sistema de rodamiento que está fijado horizontalmente y envainado en el armazón; en el que el sistema de rodamiento comprende una rueda de rodamiento (8-4), unos cojinetes de rodamiento (8-1) y un árbol (8-3), siendo los tres coaxiales; la rueda de rodamiento (8-4) está provista de una ranura radial a lo largo de la superficie circunferencial de la rueda de rodamiento (8-4); el anillo interior del cojinete de rodamiento (8-1) coincide con el árbol (8-3), y el anillo exterior del cojinete de rodamiento (8-1) coincide con la rueda de rodamiento (8-4) y gira con la misma; en el que el árbol (8-3) está soportado por el armazón (8-5) y es paralelo al suelo; en el que el elemento (8-2) de acero magnético está fijado en el exterior de un lado del armazón (8-5), estando dicho lado cerca de la cámara de flotador de bola (2); y estando un polo magnético del elemento (8-2) de acero magnético directamente orientado hacia el flotador de bola (1); en el que el carril de guiado (3) del indicador móvil está envainado en el armazón (8-5) entre el elemento (8-2) de acero magnético y el sistema de rodamiento; en el que la rueda de rodamiento (8-4), en la posición de ranura radial sobre la misma, está fijada a la superficie de trabajo del carril de guiado (3) de indicador móvil y rueda hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril de guiado (3) de indicador móvil mediante la fuerza de acoplamiento magnético entre el elemento (8-2) de acero magnético y el flotador de bola (1).
Description
DESCRIPCIÓN
Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil
Campo de la invención
La invención se refiere a un dispositivo de medición de nivel de líquido, en particular a un liquidómetro de tipo de flotador de bola con visualización de indicador móvil.
Antecedentes de la invención
Los medidores de nivel de líquido de indicación local existentes incluyen placas de vidrio, solapas magnéticas (columna), boyas y medidores de nivel de agua de dos colores. El tipo de placa de vidrio sólo puede medirse visualmente a poca distancia. Después de cubrirse con polvo o contaminarse por el medio, la inspección visual es difícil y la resistencia a la presión es limitada. La estructura del tipo de solapa magnética (columna) es relativamente compleja y es fácil que presente un aspecto confuso. Además, el acero magnético en el flotador de bola todavía presenta el problema de desmagnetización a alta temperatura, lo cual afecta a su utilización a largo plazo, tal como para el liquidómetro de líquido de flotador de bola magnético importado, aunque es resistente a alta temperatura, el flotador de bola del mismo del mismo tiene que remplazarse debido a la desmagnetización del acero magnético en el mismo después de 4-5 años. El medidor de agua de dos colores es apto para un estrecho intervalo de medición y presenta una resistencia a la presión limitada. Además, los medidores de nivel de placa de vidrio o los medidores de nivel de agua de dos colores no pueden aislarse, dando como resultado un alto consumo de energía.
Por ejemplo, la solicitud de patente china CN93213461.0 presenta las ventajas de una estructura sencilla y un intervalo de temperatura mejorado. La flotabilidad del líquido en el indicador móvil ubicado en el tubo de indicador móvil reduce la carga del flotador. Sin embargo, presenta los siguientes inconvenientes: tanto el flotador como el indicador móvil están en rozamiento deslizante, dando como resultado un gran coeficiente de rozamiento y grandes fuerzas de rozamiento que afectan a la precisión y sensibilidad de la medición, y en el que el instrumento incluso no puede utilizarse. Esto puede observarse a partir de los resultados de cálculo en la descripción de otra solicitud de patente china, CN200910219681.X.
Otro ejemplo es la solicitud de patente china CN9923472.9, que también presenta las ventajas de una estructura sencilla y un intervalo de temperatura mejorado. Sin embargo, también presenta los inconvenientes que presenta la patente anterior, es decir, debido al gran rozamiento, la precisión y sensibilidad de medición se ven afectadas, de modo que el instrumento no pueda utilizarse.
Otro ejemplo es la solicitud de patente china CN88218650.7, que presenta la ventaja de una estructura sencilla y al mismo tiempo cambia el indicador de nivel de líquido (boya) a una bola, reduciendo en gran medida el rozamiento. Sus inconvenientes se encuentran en: 1. el flotador está en rozamiento deslizante, lo cual da como resultado un gran coeficiente de rozamiento y rozamiento, lo cual afecta a la precisión y sensibilidad de la medición.
2. El acero magnético en el anillo de flotador aumenta el peso del flotador, lo cual está destinado a aumentar el volumen del flotador. 3. la temperatura de desmagnetización del acero magnético limita la temperatura de utilización del medidor de líquido.
Otro ejemplo es la solicitud de patente china CN200410015416.7, el medidor de nivel resuelve mejor la aplicación de calderas de alta presión, pero el coche magnético necesita 4 ruedas y otros componentes, de lo contrario el indicador móvil se desviará o agitará hacia arriba y hacia abajo y no puede utilizarse, lo cual hace que la estructura sea compleja, en segundo lugar, se aumenta el peso del vehículo magnético, aumentando así la carga del flotador, lo cual corresponde a un aumento del peso del flotador, por lo cual es difícil de satisfacer la utilización en aplicaciones de medio de baja densidad y alta presión o de alta temperatura y alta presión, y la señal remota es discontinua; mientras tanto, el rozamiento deslizante entre el flotador y la cámara de flotador del mismo presenta una gran fuerza de rozamiento descrita anteriormente y entonces afecta a la precisión y sensibilidad de la medición.
Algunos de los medidores de nivel de líquido existentes mencionados anteriormente presentan altos riesgos no seguros debido a la alta temperatura de superficie, tales como facilidad de quemar a personas, o incendio o explosión que pueden provocarse por medios inflamables y explosivos.
Otro ejemplo es la solicitud de patente china CN200910219684.3, que divulga un dispositivo, en el que el medidor de nivel de tipo de flotador con una boya se utiliza en aplicaciones de medio de baja densidad y alta presión o de alta temperatura y presión, la estructura de la boya es complicada, y el coste de fabricación tiende a ser alto. Con muchas piezas y componentes, la tasa de fallo es alta, lo cual afecta a la fiabilidad de utilización y conduce a altos costes de mantenimiento. Además, la instalación de acero magnético en el flotador de bola está restringida por la desmagnetización a alta temperatura del mismo, de modo que las dos carcasas semiesféricas del flotador de bola no pueden soldarse y por tanto hace que la fabricación del flotador de bola sea difícil. El problema de desmagnetización a alta temperatura existe con el acero magnético del mismo cuando se utiliza.
De manera similar, existe el mismo problema que el descrito anteriormente para un medidor de nivel de flotador con una indicación en el sitio en la solicitud de patente china CN200910219681.X.
De nuevo, en la solicitud de patente china CN103411652, el flotador dado a conocer no es esférico y presenta una gran fuerza de rozamiento y presenta problemas similares a los mencionados en las patentes anteriormente mencionadas. Además, hay una pista en el elemento de sujeción de marca de aceite, se establece un indicador magnético en forma de abanico en la pista. Aunque el centro de gravedad del elemento de sujeción de marca de aceite de esta estructura está por debajo, es difícil garantizar que el elemento de sujeción de marca de aceite está en vertical, es decir, el elemento de sujeción de marcado de aceite puede desviarse fácilmente de manera gradual desde su posición original en múltiples movimientos hacia arriba y hacia abajo.
Además, otro ejemplo es la solicitud de patente china CN201210140345.8, en la que el indicador móvil presenta un eje, un vástago de conexión y un contrapeso pesado para garantizar que el centro de gravedad del indicador móvil está por debajo. Aun así, es difícil garantizar que el eje del eje del mismo está en horizontal, es decir, es difícil garantizar que el movimiento hacia arriba y hacia abajo del indicador móvil es vertical. De hecho, se desviará gradualmente durante la utilización. En el caso en el que el intervalo de medición del nivel de líquido es pequeño, puede utilizarse normalmente. Mientras que, si el intervalo de medición es grande, se requiere un ajuste cuidadoso. De lo contrario, aumenta la posibilidad de desviación o aumenta la distancia de desviación, es decir, hay un problema de precisión o fiabilidad. Además, el eje, el vástago de conexión y el contrapeso pesado en el indicador móvil darán como resultado varias cuestiones:
1) aumentar el peso del indicador móvil;
2) aumentar el rozamiento mecánico afectando a la precisión;
3) hacer que la estructura sea más complicada y aumentar el coste de la misma;
4) afectar a la fiabilidad por haber demasiadas piezas y componentes;
5) afectar a la precisión por una distribución de fuerza magnética radial no uniforme del acero magnético.
Los problemas similares anteriormente mencionados también existen en el medidor de nivel descrito en la solicitud de patente china CN103411652 anteriormente mencionada.
El solicitante ha realizado búsquedas adicionales sobre las nuevas solicitudes de patente publicadas relacionadas en los últimos dos años y ha encontrado que:
Por ejemplo, en los medidores de nivel de flotador con indicadores móviles o boyas dados a conocer en el modelo de utilidad chino CN201420640215.5 todavía destacan los siguientes problemas:
1) Alto rozamiento, histéresis significativa, baja precisión: después de muchos ensayos de movimiento relativo entre diversos cojinetes lineales importados y diversas guías lineales importadas, el rozamiento entre los cojinetes lineales y las guías lineales es una cuestión inevitable. El rozamiento entre cojinetes lineales y guías lineales nacionales es mayor, y ninguno de los medidores de nivel correspondientes es muy sensible, con baja precisión y gran histéresis. El inventor ha demostrado mediante experimentos que el retardo superior es de 3 mm y el huelgo es de 8 mm. Y el propio cojinete lineal es más pesado, esto aumentará inevitablemente el peso del indicador móvil. Por tanto, se requiere más fuerza magnética para el acoplamiento. Y entonces, se aumenta adicionalmente la fuerza de rozamiento mecánico, la flotabilidad del flotador de bola necesita ser mayor y todo esto da como resultado en consecuencia más problemas.
2) Alto coste: los cojinetes lineales importados cuestan aproximadamente 50 yuan cada uno, las guías lineales realizadas de aleación de aluminio cuestan aproximadamente 6-7 yuan por metro y las importadas cuestan aproximadamente 100 yuan por metro. Cuando el intervalo es grande, la proporción del coste total es mayor. Esto no incluye otras piezas en el indicador móvil.
3) La rigidez del carril de guiado es escasa y la rigidez de la guía lineal cilíndrica coincidente con el cojinete lineal cilíndrico disminuye con la longitud de los mismos. Cuando el indicador móvil y el flotador de bola están bajo el efecto de la fuerza de acoplamiento magnético, el carril de guiado se doblará hacia la cámara de flotador de bola demasiado como para poder utilizarse cuando el intervalo es demasiado grande. Esta clase de carril de guiado no puede mejorar su rigidez instalando accesorios, de lo contrario no puede utilizarse, a menos que se instalen cojinetes en línea recta. Y si se necesita aumentar la rigidez del carril de guiado, debe aumentarse el diámetro del propio carril de guiado. Esto aumentará inevitablemente el peso del cojinete lineal, lo cual no sólo aumentará adicionalmente la fuerza de rozamiento mecánico, sino que también hará que el flotador de bola se hunda en el líquido e incluso que no pueda utilizarse debido al aumento de peso.
4) Demasiadas juntas de carriles de guiado: dado que la precisión de coincidencia entre los carriles de guiado lineales y los cojinetes lineales es muy alta, y la guía lineal se somete a mecanizado de precisión según los requisitos de la rigidez del carril de guiado, cada carril de guiado no puede procesarse muy largo. Cuando el intervalo de medición del nivel de líquido es grande, se requiere unir entre sí una pluralidad de carriles de guiado, y el acoplamiento entre los extremos de los carriles de guiado debe garantizar la precisión. Y esto es
difícil. De lo contrario, el cojinete lineal puede quedarse atascado en la unión de los dos carriles de guiado. Por otro lado, aumentar la rigidez del carril de guiado mediante el diámetro del mismo para reducir el número de juntas aumentará inevitablemente el tamaño del cojinete lineal, aumentando así el peso del indicador móvil. Y esta carga dará como resultado el hundimiento del flotador de bola en el líquido y haciendo que el medidor de nivel no pueda utilizarse.
5) Incapacidad de reparar el cojinete. La estructura del propio cojinete lineal determina que sea difícil de limpiar una vez que entran impurezas. En ese caso, debe actualizarse y por tanto se aumentará adicionalmente el coste.
El medidor de nivel de flotabilidad actual puede utilizarse en aplicaciones de alta temperatura y alta presión. Según la resistencia a la temperatura de los componentes electrónicos del mismo, no se permite que las partes cerca del transmisor estén aisladas o incluso se necesita la aleta de refrigeración, lo cual conduce a consumo de energía e incendios.
Los medidores de nivel de flotador de bola magnético importados de Europa y de los Estados Unidos y otros países son caros, 5-10 millones de yuanes cada uno. No sólo presenta el problema de no poder resistir altas temperaturas y alta presión al mismo tiempo, sino que además presenta el problema de desmagnetización a altas temperaturas, por tanto, después de utilizarse durante varios años, se necesitará remplazar el flotador de bola magnético. Cada vez que se remplaza un flotador de bola magnético, se necesita desensamblar, remplazar, sellar, someter a ensayos hidrostáticos y someter a ensayos de estanqueidad. El precio de cada flotador magnético de alta temperatura es de más de 10,000 yuanes. Tal como conoce el experto en la materia, la vida útil de los flotadores de bola magnéticos importados es de aproximadamente 4 a 5 años en alta temperatura, y el periodo de revisión de equipos en la industria petroquímica es de 3 años. Y, por tanto, un flotador de bola magnético importado se remplazará durante 3 años. Puede observarse que el coste del mismo es demasiado alto.
La memoria de la patente china n.° CN101726344 A se refiere a un medidor de nivel de tipo flotador para medio de baja densidad y alta temperatura o de alta temperatura y presión, que comprende una cámara de flotador, un flotador y una escala graduada.
La memoria de la patente china n.° CN 101 706310 A divulga un medidor de nivel de tipo de flotador de transmisión remota continua, que comprende un flotador y un conector magnético.
El documento CN 101706308 A divulga un medidor de nivel de tipo de flotador para indicación en el sitio, que comprende un flotador, una escala graduada y una rueda de noctilucente.
Descripción de la invención
En vista de los problemas anteriores existentes en la técnica anterior, esta invención tiene como objetivo proporcionar un liquidómetro de tipo de flotador de bola de alta precisión y bajo coste, que presente una estructura más sencilla y científica, sea fiable de utilizar y sea fácil de fabricar, resuelva los defectos de la técnica anterior y satisfaga de manera eficaz las necesidades de los campos relacionados.
La solución de la invención se implementa de esta manera:
Un liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil comprende: una cámara de flotador de bola, un flotador de bola de material ferromagnético, una escala calibrada, un indicador móvil y un carril de guiado del mismo fuera de la cámara de flotador de bola,
en el que el indicador móvil comprende un elemento de acero magnético, un armazón y un sistema de rodamiento que está fijado horizontalmente y envainado en el armazón;
en el que el sistema de rodamiento comprende una rueda de rodamiento, cojinetes de rodamiento y un árbol, siendo los tres coaxiales; la rueda de rodamiento está provista de una ranura radial a lo largo de la superficie circunferencial de la rueda de rodamiento; el anillo interior del cojinete de rodamiento coincide con el árbol, y el anillo exterior del cojinete de rodamiento coincide con la rueda de rodamiento y gira con la misma;
en el que el árbol está soportado por el armazón y es paralelo al suelo;
en el que el elemento de acero magnético está fijado en el exterior de un lado del armazón, lado que está cerca de la cámara de flotador de bola; y un polo magnético del elemento de acero magnético está directamente orientado hacia el flotador de bola;
en el que el carril de guiado del indicador móvil está envainado en el armazón entre el elemento de acero magnético y el sistema de rodamiento;
en el que la rueda de rodamiento, en la posición de ranura radial en la misma, está fijada a la superficie de trabajo del carril de guiado de indicador móvil y rueda hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril de guiado de indicador móvil mediante la fuerza de acoplamiento magnético entre el elemento de acero magnético y el flotador de bola.
Además, el carril de guiado del indicador móvil está previsto desde la parte superior hasta la parte inferior en un lado del mismo cerca de la cámara de flotador de bola de un rigidizador para mejorar la rigidez del carril de guiado del indicador móvil y garantizar adicionalmente la precisión de medición del liquidómetro.
Además, visto directamente desde arriba, la forma de la ranura radial en la rueda de rodamiento corresponde a la forma del lugar en el que está unido el carril de guiado de indicador móvil.
Por ejemplo, el carril de guiado del indicador móvil es un carril de guiado cilíndrico, y la ranura radial de la rueda de rodamiento es una ranura en forma de arco cóncavo correspondiente a la superficie de arco en la que está unido el carril de guiado cilíndrico.
El diámetro de la ranura en forma de arco cóncavo es mayor que el diámetro del carril de guiado cilíndrico.
Alternativamente, el carril de guiado del indicador móvil es un carril de guiado cilíndrico, y la ranura radial de la rueda de rodamiento es una ranura trapezoidal, entonces la estructura de la rueda de rodamiento con una ranura trapezoidal es similar a la estructura de una polea de correa; la rueda de rodamiento, por lo menos en las dos pendientes interiores formadas por los biseles trapezoidales de la ranura trapezoidal, se ajusta a la superficie de trabajo del carril de guiado de indicador móvil y rueda hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril de guiado mediante la fuerza de acoplamiento magnético entre el elemento de acero magnético y el flotador de bola.
Para otro ejemplo, el carril de guiado del indicador móvil es un carril de guiado en forma de cuboide; y la ranura radial de la rueda de rodamiento es una ranura rectangular; y la distancia entre las dos superficies paralelas interiores de la ranura rectangular es mayor que la distancia correspondiente entre las dos superficies exteriores del carril de guiado.
Alternativamente, además, el sistema de rodamiento comprende dos conjuntos; en el que los dos conjuntos de sistemas de rodamiento uno encima del otro está fijados en paralelo y envainados en el mismo armazón, y el plano formado por los dos ejes de los mismos es perpendicular a la superficie del suelo. De esta manera, se reducirá la rotación del elemento de acero magnético alrededor del eje durante el movimiento del indicador móvil y se mejorarán la precisión y la fiabilidad.
Además, el liquidómetro comprende asimismo una cámara de indicador móvil cerrada de material transparente no ferromagnético situada adyacente a la cámara de flotador de bola con los ejes de las dos en paralelo; el indicador móvil y el carril de guiado están instalados en la cámara de indicador móvil. En utilización real, el indicador móvil se coloca habitualmente en una caja cerrada para impedir que se produzcan los efectos de la lluvia, nieve, hielo y polvo.
Con el fin de equilibrar la flotabilidad del flotador de bola y proporcionar una fuerza de elevación hacia arriba al flotador de bola, el medio líquido puede llenarse además en la cámara de indicador móvil, en la que se proporciona una boya. La boya comprende el indicador móvil y un flotador fijado en el indicador móvil.
Un flotador está fijado en el indicador móvil para formar una boya, y el medio líquido se llena en la cámara de indicador móvil para proporcionar flotabilidad a la boya. Con el fin de facilitar la observación, reducir el rozamiento, mejorar la precisión de medición y evitar la influencia de compuestos volátiles, el medio líquido en la cámara de indicador móvil es transparente y presenta propiedades lubricantes, tales como aceite para transformadores o aceite para cocinar.
Además, como en el caso de medios de baja densidad y alta presión o de alta temperatura y alta presión, debido a la pared más gruesa del flotador de bola, la densidad relativa más grande del flotador de bola o la densidad relativa del flotador de bola que es mayor que la del medio medido, con el fin de equilibrar la gravedad del flotador de bola y dar al flotador de bola una fuerza de elevación hacia arriba, también puede adoptarse la siguiente solución técnica: basándose en la solución técnica mencionada anteriormente, un sistema de polea fija que está fijado además directamente por encima del indicador móvil, en el que un extremo de la cuerda de conexión del sistema de polea fija está conectado a un contrapeso de equilibrado y el otro extremo está conectado al armazón.
Se toma la fuerza de rozamiento entre un carril de guiado en forma de cuboide y la rueda de rodamiento con ranura rectangular como ejemplo: para el análisis de fuerzas tal como se muestra en la figura 9 (a) y la figura 9 (b), se establece que la longitud de contacto vertical de la ranura rectangular de la rueda de rodamiento y el carril de guiado rectangular perpendicular al suelo es de 40 mm, el peso del indicador móvil es de W = 40 g, y se establece que el coeficiente de expansión de material de la rueda de rodamiento con la ranura rectangular es mayor que el del carril de guiado en forma de cuboide. Después de calentarse, el espacio axial entre la rueda de rodamiento con
ranura rectangular y el carril de guiado en forma de cuboide es de 0.1 mm. En este caso, el extremo superior de la rueda de rodamiento puede unirse a la pared exterior de un lado del carril de guiado; y el extremo inferior de la rueda de rodamiento puede unirse a la pared exterior del otro lado del carril de guiado. Se analiza la fuerza del centro del eje de la rueda de rodamiento con ranura rectangular y la fuerza de tracción hacia arriba es F = W = 40 g cuando el indicador móvil está equilibrado con el flotador de bola, y las fuerzas de componente horizontal lateral N y N' que actúan sobre el carril de guiado por los extremos superior e inferior de la rueda de rodamiento son:
Y la fuerza horizontal total de los extremos superior e inferior es N N' = 0.1 0.1 = 0.2 g, y el coeficiente de rozamiento mecánico de acero con acero es K = 0.2. Puede observarse que la fuerza de rozamiento mecánico superior e inferior que actúa sobre el indicador móvil es (N N') x k = 0.04 g.
Se establece que el medio líquido en la cámara de flotador de bola es agua, y la densidad relativa es de 1 g/cm3 a 4°C, el diámetro D del flotador de bola es de 100 mm, y el flotador de bola se sumerge en la mitad del líquido. El cambio de flotabilidad provocado por el cambio del nivel de líquido en 1 mm es de 5 x 5 x 3.14 x 0. 1 x 1 = 7.85 g; y puede observarse que los 0.04 g anteriores de rozamiento mecánico tendrán poco efecto sobre la medición del nivel de líquido.
Además, el liquidómetro comprende además un indicador móvil de repuesto que está situado en la parte superior de la cámara de indicador móvil y fijado mediante fuerza magnética mediante un acero magnético que está fijado fuera de la cámara de indicador móvil; por ejemplo, el acero magnético fuera de la cámara de indicador móvil está fijado fuera de la cámara de indicador móvil mediante elementos de sujeción.
Con el fin de evitar que las impurezas en el líquido afecten al rodamiento del flotador de bola, se proporciona un carril de guiado de flotador de bola convexo en la pared interior de la cámara de flotador de bola cerca del lado de indicador móvil de modo que el flotador de bola no se adherirá a la pared interior de la cámara de flotador de bola cuando el flotador de bola se mueve hacia arriba y hacia abajo. Por ejemplo, se proporcionan dos carriles de guiado de flotador de bola.
Con el fin de reducir el rozamiento entre el indicador móvil y los carriles de guiado del mismo, la rueda de rodamiento está recubierta con politetrafluoroetileno sobre la superficie de trabajo de la ranura en la misma cerca en contacto con el carril de guiado de indicador móvil.
En vista de la resistencia a alta temperatura, resistencia a alta presión, resistencia a la corrosión y reducción de la densidad relativa del flotador de bola, el flotador de bola con material ferromagnético está recubierto con una capa protectora de fibra de carbono. Debido a la baja densidad, alta resistencia mecánica, resistencia a alta temperatura y resistencia a la corrosión de la fibra de carbono, se reduce el peso global del flotador de bola, haciendo que sea apto para un medio de baja densidad y alta presión o de alta temperatura y presión y medio corrosivo al mismo tiempo. De manera similar, el flotador de bola también puede recubrirse con una capa protectora de politetrafluoroetileno.
Alternativamente, en vista de la resistencia a alta temperatura, la resistencia a alta presión y la resistencia a la corrosión, el flotador de bola con material ferromagnético está recubierto con una capa protectora de acero de alta aleación tal como acero 304, 316 o CrMo, etc. que presenta resistencia a alta temperatura o el flotador de bola se realiza de acero de alta aleación ferromagnético, tal como 2Cr13.
De manera similar, con el fin de resistencia a la corrosión, la cámara de flotador de bola puede realizarse de material de plástico (tal como politetrafluoroetileno) o vidrio, o la pared interior de la cámara de flotador de bola está revestida con una capa anticorrosión.
Con el fin de hacer que la visualización de nivel de líquido sea llamativa, el indicador móvil está recubierto con una marca de alerta tal como rojo y/o con una capa de emisión de luz, y la capa de emisión de luz puede ser un material raro autoluminiscente.
En utilización, cuando el flotador de bola y el indicador móvil están desenganchados, con el fin de volver a acoplar los dos entre sí, puede sujetarse un acero magnético en la mano para encontrar la posición del flotador de bola, y después se utiliza tracción manual del indicador móvil o el acero magnético para extraer el indicador móvil, cuando existe la cámara de indicador móvil, hasta cerca del flotador de bola y después se suelta o se retira el acero magnético sujeto con la mano. Cuando se duda si el indicador móvil coincide con el flotador de bola en la posición, puede obtenerse comparando la ubicación del flotador de bola encontrada mediante el acero magnético sujeto con la mano con la ubicación del indicador móvil.
Además, considerando el requisito de aislamiento frente al calor o aislamiento frente al frío y lograr ahorro de
energía, puede proporcionarse una capa de aislamiento frente al calor o una capa de aislamiento frente al frío entre la pared exterior de la cámara de flotador de bola y el indicador móvil o la cámara de indicador móvil. La capa de aislamiento frente al calor puede realizarse de material de silicato de aluminio y magnesio, o material de nanocerámica y silicato, o fibra de silicato de aluminio, y su grosor puede ser de unos pocos milímetros. La capa de aislamiento frente al frío puede ser un material de aislamiento frente al frío tal como poliuretano o grasa de ureaamina. Dado que la distancia entre el elemento de acero magnético y el flotador de bola del liquidómetro de la invención puede alcanzar 12 milímetros, puede considerarse adoptar un aislamiento global para la cámara de flotador de bola, y la capa de aislamiento no afecta a la visualización en absoluto, obteniendo de ese modo ahorro de energía y también ralentizando la desmagnetización del imán.
Con el fin de impedir que el elemento de acero magnético se caiga accidentalmente desde un lugar alto, puede fijarse o rellenarse un resorte o un material blando en la parte inferior de la cámara de indicador móvil.
Con el fin de reducir el peso del flotador de bola esférica, el flotador de bola se hace hueco.
Con el fin de obtener una transmisión remota, se disponen elementos magnetosensibles desde la parte superior hasta la parte inferior del elemento de acero magnético.
El principio de funcionamiento y la implementación del liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil son los siguientes:
La flotabilidad F1 del flotador de bola sumergido en la mitad del líquido es igual a la suma de la gravedad G1 del flotador de bola, la gravedad G2 del indicador móvil y la fuerza de rozamiento mecánico f, es decir F1 = G1 G2 f.
Con contrapeso de equilibrado, cuando se sumerge el flotador de bola en la mitad del líquido, la flotabilidad F1 más la gravedad G3 del contrapeso de equilibrado es igual a la suma de la gravedad G1 del flotador de bola, la gravedad G2 del indicador móvil y la fuerza de rozamiento mecánico f, es decir, F1 G3 = G1 G2 f.
El flotador de bola en la cámara de flotador de bola siempre está acoplado con el indicador móvil. Cuando aumenta o disminuye el nivel de líquido, se rompe el equilibrio de esta fuerza; y por tanto el indicador móvil se levantará o bajará con el flotador de bola a medida que el nivel de líquido aumenta o disminuye; y entonces el nivel de líquido puede leerse mediante el puntero del indicador móvil correspondiente a la posición de la escala calibrada.
Además, cuando se llena la cámara de indicador móvil con un medio líquido (la densidad relativa de la boya es menor que la densidad relativa del medio líquido en la cámara de indicador móvil), la suma de la flotabilidad F1 del flotador de bola sumergido en la mitad del líquido y la flotabilidad F2 de la boya es igual a la suma de la gravedad G1 del flotador de bola, la gravedad G2 de la boya y la fuerza de rozamiento mecánico f, es decir, F1 F2 = G1 G2 f. El flotador de bola y la boya logran el equilibrio de fuerza mediante la fuerza de acoplamiento magnético, es decir, el acoplamiento de fuerza magnética del indicador móvil con el flotador de bola proporciona una fuerza de elevación hacia arriba al flotador de bola en la cámara de flotador de bola. El flotador de bola en la cámara de flotador de bola siempre está acoplado con el indicador móvil. Cuando el nivel de líquido de la cámara de flotador de bola aumenta o disminuye, se rompe el equilibrio de esta fuerza; y por tanto la boya se levantará o bajará con el flotador de bola a medida que el nivel de líquido aumenta o disminuye; y entonces puede leerse el nivel de líquido mediante el puntero del indicador móvil correspondiente a la posición de la escala calibrada.
En comparación con la técnica anterior, los efectos beneficiosos de la solución técnica de la invención son evidentes, comprendiendo:
La capacidad de seguimiento del indicador móvil (o el elemento de acero magnético) y el flotador de bola es excelente, el retardo es pequeño y la precisión es extremadamente alta. La estructura del indicador móvil es sencilla y ligera; y las partes relevantes se fabrican de aluminio, y son pequeñas, delgadas y ligeras. La reducción de peso significa que el acoplamiento puede lograrse con poco acero magnético o una fuerza magnética pequeña para lograr una reducción adicional del rozamiento y aumentar la precisión. No presenta los problemas de aspecto confuso, estructura complicada, muchas piezas y alto coste del medidor de nivel de líquido de solapa magnética, y muestra sus ventajas en un gran intervalo que sólo un indicador móvil remplaza a varias solapas magnéticas. También supera la dificultad de leer valores numéricos a partir de un medidor de nivel de vidrio. Al mismo tiempo, supera el problema de alto consumo de energía de medidores de nivel de vidrio y medidores de nivel de solapa magnética. Y también supera muchos defectos tales como gran rozamiento, baja precisión, gran retardo y escasa fiabilidad, que presentan los medidores de nivel de líquido. Por tanto, la invención resuelve el problema de falta de precisión o falta de fiabilidad que indica la medición existente ya que presenta una alta rentabilidad y una aplicabilidad extremadamente amplia, y particularmente resolviendo el problema de primera categoría para el medidor de nivel de líquido con esta clase de estructura utilizado en la medición de nivel de líquido en el caso de un medio de baja densidad y alta presión o de alta temperatura y alta presión y de que no puede utilizarse un medidor de nivel de vidrio.
Al mismo tiempo, el coste de fabricación y el coste de utilización y mantenimiento se han reducido en gran medida para cumplir las necesidades de más usuarios; en comparación con el coste de unos pocos yuanes/pieza en los cojinetes lineales y más de cien yuanes/m en la guía lineal, el coste de todo el indicador móvil de la invención es de tan sólo aproximadamente 10 yuan, en el que el carril de guiado del indicador móvil sólo necesita varios yuanes/m. El requisito sobre la precisión de coincidencia del carril de guiado de indicador móvil y la rueda de rodamiento de la invención es bajo, el carril de guiado de indicador móvil puede formarse una vez mediante el perfil de aluminio sin procesamiento adicional, reduciendo de ese modo en gran medida el coste.
Además, la fabricación y el mantenimiento son más sencillos. El carril de guiado más largo con alta precisión es difícil de fabricar; y cuando el intervalo es grande, puede utilizarse sólo una pluralidad de pares, lo cual es una tarea difícil en el sitio. La invención evita este problema: la longitud de una sola pieza del perfil de aluminio de formación de una vez para el carril de guiado de indicador móvil de la invención puede alcanzar por lo menos 6 metros, reduciendo así el número de juntas entre los carriles de guiado. Esto no sólo reduce el coste, sino que también hace que la fabricación y el mantenimiento sean más fáciles y la utilización más fiable.
Además, el indicador móvil y su sistema de rodamiento presentan una estructura sencilla y la fabricación, ensamblaje, ajuste, instalación, calibración en el sitio y mantenimiento futuro son todos más fáciles.
Al mismo tiempo, el indicador móvil con menos peso podrá aplicarse más ampliamente, tal como en el caso en el que la densidad de líquido es pequeña, e incluso pude utilizarse sin contrapeso.
Además, el elemento de acero magnético en el indicador móvil está situado fuera de la cámara de flotador de bola, alejado de la cámara de flotador de bola de modo que no es propenso a desmagnetizarse; y aunque se desmagnetice el imán, es fácil remplazarlo; por consiguiente, se elimina una serie de problemas y pérdidas, tales como desensamblaje, remplazo de sellado, ensayo de presión de agua y ensayo de estanqueidad que se requieren para cada remplazo del flotador de bola magnético. Particularmente para el remplazo del flotador de bola magnético importado, esto será más costoso.
Proporcionar un indicador móvil de repuesto elimina el problema de reemplazar el indicador móvil tal como resulta habitual.
Además, cuando el puntero del indicador móvil se realiza rojo o se realiza de materiales de emisión de luz, su indicación y visualización son muy llamativas e intuitivas.
La utilización de la capa protectora de la presente invención mejora de manera más eficaz la resistencia a alta temperatura, resistencia a alta presión y resistencia a la corrosión del medidor de nivel de líquido, tal como un flotador de bola de material ferromagnético recubierto con una capa anticorrosión, de manera que el flotador de bola puede resistir una temperatura superior, presión superior y la prestación de resistencia a la corrosión del mismo se mejora adicionalmente.
La capa de aislamiento frente al calor o capa de aislamiento frente al frío está diseñada para lograr un efecto de ahorro de energía. La pared exterior de la cámara de flotador de bola permite el aislamiento, y el grosor de aislamiento puede cumplir los requisitos dentro de unos pocos milímetros. Al mismo tiempo, es más seguro de utilizar, por ejemplo, no provocará incendios, explosiones ni quemará a las personas. Para tuberías frías, no es propenso a la formación de escarcha o a congelarse.
En comparación con medidores de nivel de flotabilidad utilizados en aplicaciones de alta temperatura y alta presión, lo cual está sujeto a la limitación de resistencia a la temperatura de los componentes electrónicos de los mismos, y al mismo tiempo se añaden partes que no se permite aislar cerca del transmisor o los sumideros de calor, dando como resultado consumo de energía, quemaduras fáciles y otros problemas; mientras que, para esta invención, no hay necesidad de preocuparse por esto.
En resumen, más de seis años de investigación teórica y diversos experimentos y ensayos han demostrado que la estructura de la presente invención supera diversas deficiencias de la técnica anterior y resuelve un problema técnico que resulta urgente resolver en el campo: su efecto técnico se refleja principalmente en su gran reducción del rozamiento mecánico, pequeño retardo, alta precisión, estructura sencilla, gran reducción del coste, gran avance de mejora de la estabilidad y fiabilidad; y su índice de prestaciones exhaustivo es mucho mejor que el medidor de nivel de flotador magnético importado de Europa y los Estados Unidos y otros países. Por tanto, puede remplazar a las importaciones y ganar en el intercambio internacional mediante exportación y sus expectativas de aplicación son extremadamente amplias.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista estructural esquemática de la forma de realización 1;
la figura 2 es una vista en sección A-A de la figura 1;
la figura 3 (a), la figura 3 (b) son unos diagramas esquemáticos de dos formas respectivamente de la coincidencia de la rueda de rodamiento con la ranura trapezoidal y el carril de guiado de indicador móvil; la figura 4 es una vista estructural esquemática de la forma de realización 2;
la figura 5 es una vista en sección B-B de la figura 4;
la figura 6 es una vista estructural esquemática de las dos ruedas de rodamiento superior e inferior de la forma de realización 3;
la figura 7 es una vista estructural esquemática de la forma de realización 4;
la figura 8 es una vista estructural esquemática de la forma de realización 5;
la figura 9 (a) es un diagrama de análisis de fuerzas sobre el rozamiento entre la rueda de rodamiento con ranura rectangular y el carril de guiado;
la figura 9 (b) es una vista desde la izquierda de la figura 9(a).
En los dibujos:
1. Flotador de bola 2. Cámara de flotador de bola 3. Carril de guiado cilíndrico 3'. Carril de guiado en forma de cuboide 4. Polea fija 5. Cuerda de conexión 6. Escala calibrada 7. Rigidizador de carril de guiado 8. Indicador móvil 8-1, 8-1'. Cojinetes de rodamiento 8-2. Elemento de acero magnético 8-3, 8-3'. Árbol 8-4, 8-4'. Rueda de rodamiento 8-5. Armazón rectangular 8-41. Ranura de rueda de rodamiento en forma de arco 8-42. Ranura rectangular de la rueda de rodamiento 8-43. Ranura trapezoidal de la rueda de rodamiento 9. Contrapeso de equilibrado 10. Cámara de indicador móvil 11. Medio líquido en la cámara de flotador de bola 12. Flotador 13. Acero magnético fuera para la fijación del indicador móvil de repuesto 14. Indicador móvil de repuesto 15. Medio líquido en la cámara de indicador móvil 16. Carril de guiado del flotador de bola.
Descripción detallada de las formas de realización preferidas
Forma de realización 1
(1) Tipo básico
Un liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil, tal como se muestra en la figura 1 y la figura 2, comprende una cámara de flotador de bola 2 no ferromagnético, un flotador de bola esférica ferromagnético 1 en la cámara de flotador de bola 2, y una escala calibrada 6 fuera de la cámara de flotador de bola 2 y cerrada en esta última, un carril de guiado cilíndrico 3, y una cámara de indicador 10 móvil cerrada realizada de material transparente no ferromagnético. La escala calibrada 6, el eje del carril de guiado cilíndrico 3 y el eje de la cámara de indicador móvil 10 son paralelos entre sí y paralelos al eje de la cámara de flotador de bola 2, el indicador móvil 8 y el carril de guiado cilíndrico 3 están dispuestos respectivamente en la cámara de indicador 10 móvil.
El carril de guiado cilíndrico 3 está provisto de un rigidizador 7 de carril de guiado desde la parte superior hasta la parte inferior en un lado del carril de guiado cerca de la cámara de flotador de bola.
El indicador móvil 8 comprende un elemento 8-2 de acero de imán, un armazón 8-5 rectangular y un sistema de rodamiento; y el sistema de rodamiento comprende una rueda de rodamiento 8-4 con una ranura radial a lo largo de su superficie circunferencial, un árbol 8-3 y un cojinete de rodamiento 8-1.
El armazón 8-5 rectangular presenta cuatro lados X1, X2, Y1, Y2 perpendiculares al plano horizontal.
El elemento 8-2 de acero magnético está ubicado entre la cámara de flotador de bola 2 y el armazón 8-5 rectangular y está fijado en el exterior del lado X1 del armazón 8-5 rectangular, y el lado X1 está cerca de la cámara de flotador de bola 2, y un polo magnético del elemento 8-2 de acero de imán está directamente orientado hacia el flotador de bola 1. El árbol 8-3 está soportado en paralelo al suelo en los dos lados paralelos Y1 y Y2 del armazón 8-5 rectangular, y los dos lados paralelos Y1 y y 2 son planos perpendiculares al lado X1 en el que está fijado el elemento de acero magnético.
El sistema de rodamiento comprende una rueda de rodamiento, un cojinete de rodamiento y un árbol, siendo los tres coaxiales; la rueda de rodamiento está provista de una ranura radial a lo largo de una superficie circunferencial; el anillo interior de cojinete de rodamiento está en ajuste con apriete con el árbol; el anillo exterior del cojinete de rodamiento está en ajuste con apriete con la rueda de rodamiento y gira con la misma.
El carril de guiado cilindrico 3 del indicador móvil está envainado en el armazón 8-5 rectangular y ubicado entre el acero 8-2 de imán y el sistema de rodamiento.
El sistema de rodamiento logra que la rueda de rodamiento 8-4, en su posición de ranura, se ajuste con la superficie de trabajo del carril de guiado cilíndrico 3 y ruede hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril de guiado cilíndrico mediante la fuerza de acoplamiento magnético entre el elemento 8-2 de acero magnético y el flotador de bola. Y la ranura radial de la rueda de rodamiento es una ranura en forma de arco cóncavo 8-41 correspondiente a la superficie de arco del carril de guiado cilíndrico.
La ranura radial de la rueda de rodamiento también puede ser una ranura trapezoidal 8-43, tal como se muestra en la figura 3(a) y la figura 3(b), es decir, la ranura trapezoidal 8-43 es una estructura correspondiente con una anchura exterior grande y una anchura interior pequeña similar a una polea de correa. La rueda de rodamiento, tal como se muestra en la figura 3(a), por lo menos en las dos pendientes interiores formadas por los biseles trapezoidales de la ranura trapezoidal 8-43, se ajusta con la superficie de trabajo del carril de guiado cilíndrico 3 y rueda hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril de guiado cilíndrico 3 mediante la fuerza de acoplamiento magnético entre el elemento de acero magnético y el flotador de bola. O bien, la rueda de rodamiento, tal como se muestra en la figura 3(b), en tres lados interiores de la ranura trapezoidal 8-43, está fijada al carril de guiado cilíndrico 3, y se hace rodar hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril de guiado cilíndrico 3.
(2) Tipo protector
Debido a las consideraciones a prueba de polvo y a prueba de agua y para evitar la influencia de la escarcha, lluvia y nieve sobre el instrumento, el liquidómetro puede comprender además una cámara de indicador móvil cerrada 10 de material transparente no ferromagnético situada adyacente a la cámara de flotador de bola 2 con los ejes de las dos en paralelo; y el indicador móvil 8 y el carril de guiado cilíndrico 3 están instalados en la cámara de indicador 10 móvil. La cámara de indicador 10 móvil de la que el tamaño que sobresale de la parte superior es ligeramente mayor que el de la parte superior del indicador móvil; y vista desde arriba, es una estructura de caja cuadrada. A temperatura ambiente, el tamaño que sobresale rectangular de la parte superior de la cámara de indicador móvil 10 es preferentemente de 0.05-0.08 mm en cada lado mayor que el del indicador móvil. Para aplicaciones de alta o baja temperatura, deben tenerse en cuenta la expansión y contracción térmicas de la cámara de indicador móvil 10 y las del indicador 8 móvil, respectivamente.
(3) Tipo de polea fija
Además, para algunas ocasiones, tales como aplicación de medios de baja densidad y alta presión o de alta temperatura y alta presión, debido al gran grosor de pared del flotador de bola 1, la densidad relativa del flotador de bola 1 es mayor que la densidad relativa del medio medido. Con el fin de equilibrar la densidad del flotador de bola 1, es necesario dar al flotador de bola 1 una fuerza de elevación hacia arriba, y después pueden establecerse la polea 4 fija, el contrapeso 9 de equilibrado y la cuerda de conexión o la banda 5 de acoplamiento basándose en la solución técnica anterior. La polea 4 fija está fijada por encima del interior de la cámara de indicador móvil 10, y la cuerda de conexión o la banda 5 de acoplamiento pasa a través de la polea 4 fija con los dos extremos conectados con el contrapeso 9 de equilibrado y el armazón 8-5 rectangular del indicador móvil 8 respectivamente.
En circunstancias normales, el peso G3 del contrapeso 9 de equilibrado es mayor que el peso G2 del indicador móvil 8 de modo que el flotador de bola 1 y el indicador móvil 8 siempre forman una tensión entre la parte superior y la parte inferior, para evitar la formación de zona muerta en el centro del elemento 8-2 de acero magnético entre el flotador de bola 1 y el indicador móvil 8 y después retardo. La magnitud de esta fuerza de tracción es mayor que la fuerza de rozamiento mecánico f incluyendo tanto sobre el indicador móvil como sobre el flotador de bola durante el movimiento y menor que el valor de diferencia de la fuerza de acoplamiento magnético máxima del flotador de bola 1 y el indicador móvil 8 menos la fuerza de rozamiento mecánico f anteriormente mencionada. La gravedad G1 del flotador de bola 1 es mayor que el valor de diferencia de la gravedad G3 del contrapeso de equilibrado 9 menos la gravedad G2 del indicador móvil 8 y menor que la fuerza de tracción requerida para superar la fuerza de acoplamiento magnético y separar el flotador de bola 1 y el indicador móvil 8 menos la fuerza de rozamiento mecánico f, dejando también un margen de seguridad. Por ejemplo, la gravedad G1 del flotador de bola 1 menos la flotabilidad F1 del flotador de bola 1 cuando se sumerge el flotador de bola 1 en la mitad del líquido es igual a la gravedad G3 del contrapeso 9 de equilibrado menos la gravedad G2 del indicador móvil 8 y de nuevo menos la fuerza de rozamiento mecánico f. En este momento, la fuerza de acoplamiento magnético debe ser superior a la fuerza de la gravedad G3 del contrapeso 9 de equilibrado menos la gravedad G2 del indicador móvil 8 y de nuevo más la fuerza de rozamiento mecánico f.
Forma de realización 2
Otro liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil, tal como se muestra en la figura 4 y la figura 5, difiere del tipo protector de la forma de realización 1 en que el carril de guiado de indicador móvil es un carril de guiado en forma de cuboide 3'; de manera correspondiente, la ranura radial de la rueda de rodamiento 8-4 es una
ranura rectangular 8-42. La distancia entre las dos superficies paralelas interiores de la ranura rectangular 8-42 es mayor que la distancia correspondiente entre dos superficies exteriores del carril de guiado 3'. Bajo la fuerza de acoplamiento magnético entre el elemento 8-2 de acero magnético y el flotador de bola 1 del indicador móvil 8, la rueda de rodamiento 8-4 rueda a lo largo de la superficie de trabajo del carril de guiado en forma de cuboide 3'.
Además, con el fin de evitar el problema provocado por el remplazo del elemento 8-2 de acero magnético después de la desmagnetización del elemento 8-2 de acero magnético, el liquidómetro está provisto de un indicador móvil de repuesto 14 en una posición superior dentro de la cámara de indicador móvil 10 y un acero 13 magnético fijado mediante elementos de sujeción en el exterior de la cámara de indicador móvil 10 para fijar el indicador móvil de repuesto 14, y el indicador móvil de repuesto 14 se fija mediante la fuerza de acoplamiento magnético entre el acero 13 de imán y el elemento de acero magnético del indicador móvil de repuesto 14.
Forma de realización 3
Otro liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil, basado en el liquidómetro anteriormente mencionado, se mejora el indicador móvil 8, es decir, el indicador móvil 8 comprende dos conjuntos de los sistemas de rodamiento, es decir, comprende dos ruedas de rodamiento 8-4, 8-4' y sus respectivos árboles 8-3, 8-3' y cojinetes de rodamiento 8-1, 8-1', tal como se muestra en la figura 6; en el que los dos conjuntos de sistemas de rodamiento uno encima del otro están fijados en paralelo y envainados en el mismo armazón 8-5 rectangular, y el plano formado por los dos ejes de los mismos 8-3, 8-3' es perpendicular a la superficie del suelo, impidiendo así que el indicador móvil 8 gire alrededor del árbol durante el movimiento hacia arriba y hacia abajo; por consiguiente se mejoran la precisión y la fiabilidad.
Forma de realización 4
Otro liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil, tal como se muestra en la figura 7, basado en las soluciones técnicas de los diversos liquidómetros mencionados anteriormente, teniendo en cuenta la necesidad de equilibrar la flotabilidad de la bola flotante 1, un flotador 12 está fijado debajo del indicador móvil 8 para constituir una boya. El flotador 12 también puede estar por encima del indicador móvil 8; y, al mismo tiempo, se llena la cámara de indicador móvil 10 con un medio líquido 15 para proporcionar una flotabilidad al indicador móvil o boya.
La densidad relativa del indicador móvil es menor que la del medio líquido 15 en la cámara de indicador móvil 10. En el estado en equilibrio, la flotabilidad F2 del indicador móvil 8 menos la gravedad G2 del indicador móvil 8 es igual a la gravedad de G1 del flotador de bola 1 menos la flotabilidad F1 del flotador de bola 1 cuando se sumerge en la mitad del líquido. Es decir, F2 - G2 = G1 - F1.
Forma de realización 5
Tal como se muestra en la figura 8, basándose en los diversos liquidómetros mencionados anteriormente, con el fin de evitar adicionalmente que las impurezas contenidas en el medio líquido 11 en la cámara de flotador de bola afecten al rodamiento del flotador de bola 1, se proporcionan dos carriles de guiado de flotador de bola 16 convexos en la pared interior de la cámara de flotador de bola 2 cerca del lado de indicador móvil 8, de modo que el flotador de bola 1 no se adherirá a la pared interior de la cámara de flotador de bola 2 bajo el soporte de los carriles de guiado de bola 16 cuando la bola de flotador 1 se mueve hacia arriba y hacia abajo, para no quedarse atascado por las impurezas.
Para diversos liquidómetros proporcionados en la forma de realización anterior, pueden realizarse mejoras adicionales para diferentes efectos técnicos, tales como:
Con el fin de reducir el rozamiento entre la rueda de rodamiento y el carril de guiado de indicador móvil, la capa protectora de politetrafluoroetileno puede cubrirse con la superficie de trabajo de las ranuras radiales de la rueda de rodamiento 8-4 (es decir, la superficie coincidente en la que la ranura está en estrecho contacto con el carril de guiado lineal y rueda a lo largo del carril de guiado).
Para las consideraciones de resistencia a alta temperatura, resistencia a alta presión, resistencia a la corrosión y reducción de la densidad relativa del flotador de bola 1, el flotador de bola de material ferromagnético 1 puede recubrirse con una capa protectora de fibra de carbono.
Para las consideraciones de resistencia a la corrosión, el flotador de bola de material ferromagnético 1 puede recubrirse en la superficie con una capa protectora, por ejemplo, puede recubrirse en la superficie con la capa protectora de politetrafluoroetileno.
Para las consideraciones de resistencia a alta temperatura, resistencia a alta presión y resistencia a la corrosión, el flotador de bola ferromagnético 1 puede recubrirse en la superficie con una capa protectora de acero de alta aleación que es resistente a alta temperatura, tal como acero 304, 316 o CrMo; o el flotador de bola puede producirse por un acero de alta aleación, tal como 2Cr13.
También para las consideraciones de resistencia a la corrosión, la cámara de flotador de bola 2 puede realizarse a partir de material de plástico, tal como politetrafluoroetileno, o vidrio, o la pared interior de una cámara de flotador de bola 2 está revestida con una capa anticorrosión.
Con el fin de mostrar de manera clara y llamativa, el indicador móvil 8 está recubierto con una marca de alerta tal como rojo y/o la superficie de indicador móvil está recubierta con una capa de emisión de luz.
Teniendo en cuenta el requisito de aislamiento frente al calor o aislamiento frente al frío y lograr ahorros de energía, puede proporcionarse una capa de aislamiento frente al calor o una capa de aislamiento frente al frío entre la pared exterior de la cámara de flotador de bola 2 y el indicador móvil 8 o la cámara de indicador 10 móvil. La capa de aislamiento frente al calor puede realizarse de material de silicato de aluminio y magnesio o puede realizarse de material de nanocerámica y fibra de silicato o silicato de aluminio con un grosor t de unos pocos milímetros. La capa de aislamiento frente al frío puede ser un material de aislamiento frente al frío tal como poliuretano o grasa de urea-amina. Y, por tanto, se obtiene el ahorro de energía.
Con el fin de impedir que el indicador móvil 8 se caiga accidentalmente desde un lugar alto, puede instalarse un resorte o un material blando debajo de la cámara de indicador móvil 10.
Con el fin de reducir el peso del flotador de bola esférica 1, el flotador de bola 1 puede hacerse hueco.
Con el fin de facilitar la observación, reducir el rozamiento, mejorar la precisión de medición y evitar la influencia de compuestos de volatilización, se adopta el medio líquido con propiedades transparentes y lubricantes como medio líquido en la cámara de indicador móvil 10, tal como aceite para transformadores o aceite para cocinar.
Con el fin de obtener una transmisión remota, se disponen elementos magnetosensibles desde la parte superior hasta la parte inferior del elemento 8-2 de acero magnético del indicador móvil 8.
Cuando el flotador de bola 1 y el indicador móvil 8 se desenganchan durante la utilización, con el fin de volver a acoplarlos entre sí, puede sujetarse un acero magnético con la mano para encontrar la posición del flotador de bola 1, y después tirar del indicador móvil 8 con la mano o se utiliza el acero magnético para extraer el indicador móvil 8 cuando existe la cámara de indicador 10 móvil hasta cerca del flotador de bola y se suelta la mano o se retira el acero magnético sujeto con la mano.
Durante años, los inventores realizaron gestión de equipos, trabajaron como diseñadores de tuberías y recipientes de presión, se dedicaron a la investigación de una variedad de medidores de nivel, realizaron muchos experimentos y ensayos y dedicaron más de seis años en tener en cuenta la precisión, el coste, la fiabilidad, la capacidad de mantenimiento en su conjunto para resolver problemas técnicos existentes así como en tener en cuenta diversos factores tales como ahorro de energía, condiciones de procedimiento aplicables, demanda del mercado, capacidad de procesamiento, costes de mantenimiento, etc.; y después de un cálculo de resistencia mecánica y selección de material en el flotador de bola y la cámara de flotador de bola, se diseña la solución optimizada y finalmente constituye la solución técnica de la presente invención, con el objetivo de resolver las necesidades del liquidómetro para diversas ocasiones, comprendiendo resolver el problema de medición de nivel tal como en medio de baja densidad y alta presión o de alta temperatura y alta presión y resolver el problema de falta de idoneidad para un medidor de nivel de vidrio en muchas ocasiones.
Aunque se ha descrito la invención mediante referencia a formas de realización ilustrativas particulares de la misma, muchos cambios y modificaciones de la invención pueden resultar evidentes para los expertos en la materia sin apartarse del alcance de la invención, tal como se define por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
1. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil que comprende:
una cámara de flotador de bola (2),
un flotador de bola (1) de material ferromagnético,
una escala calibrada (6),
un indicador móvil (8) y un carril de guiado (3) del mismo fuera de la cámara de flotador de bola (2), en el que el indicador móvil (8) comprende un elemento (8-2) de acero magnético, un armazón (8-5) y un sistema de rodamiento que está fijado horizontalmente y envainado en el armazón;
en el que el sistema de rodamiento comprende una rueda de rodamiento (8-4), unos cojinetes de rodamiento (8-1) y un árbol (8-3), siendo los tres coaxiales; la rueda de rodamiento (8-4) está provista de una ranura radial a lo largo de la superficie circunferencial de la rueda de rodamiento (8-4); el anillo interior del cojinete de rodamiento (8-1) coincide con el árbol (8-3), y el anillo exterior del cojinete de rodamiento (8-1) coincide con la rueda de rodamiento (8-4) y gira con la misma;
en el que el árbol (8-3) está soportado por el armazón (8-5) y es paralelo al suelo;
en el que el elemento (8-2) de acero magnético está fijado en el exterior de un lado del armazón (8-5), estando dicho lado cerca de la cámara de flotador de bola (2); y estando un polo magnético del elemento (8-2) de acero magnético directamente orientado hacia el flotador de bola (1);
en el que el carril de guiado (3) del indicador móvil está envainado en el armazón (8-5) entre el elemento (8-2) de acero magnético y el sistema de rodamiento;
en el que la rueda de rodamiento (8-4), en la posición de ranura radial sobre la misma, está fijada a la superficie de trabajo del carril de guiado (3) de indicador móvil y rueda hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril de guiado (3) de indicador móvil mediante la fuerza de acoplamiento magnético entre el elemento (8-2) de acero magnético y el flotador de bola (1).
2. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 1, en el que
el carril de guiado (3) del indicador móvil está previsto desde la parte superior hasta la parte inferior sobre un lado del mismo cerca de la cámara de flotador de bola (2) de un rigidizador (7).
3. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 1 o 2, en el que la forma de la ranura radial en la rueda de rodamiento (8-4) corresponde a la forma del lugar en el que está unido el carril de guiado (3) del indicador móvil.
4. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 3, en el que
el carril de guiado (3) del indicador móvil es un carril de guiado cilíndrico, y la ranura radial de la rueda de rodamiento (8-4) es una ranura en forma de arco cóncavo (8-41) correspondiente a la superficie de arco en la que está unido el carril de guiado cilíndrico.
5. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 1 o 2, en el que el carril de guiado (3) del indicador móvil es un carril de guiado cilíndrico y la ranura radial de la rueda de rodamiento es una ranura trapezoidal (8-43),
la rueda de rodamiento (8-4), por lo menos en las dos pendientes interiores formadas por los biseles trapezoidales de la ranura trapezoidal (8-43), se ajusta a la superficie de trabajo del carril de guiado (3) de indicador móvil y rueda hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril de guiado (3) mediante la fuerza de acoplamiento magnético entre el elemento (8-2) de acero magnético y el flotador de bola (1).
6. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 3, en el que
el carril de guiado (3) del indicador móvil es un carril de guiado en forma de cuboide, y la ranura radial de la rueda de rodamiento es una ranura rectangular (8-42).
7. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 1 o 2, en el que el sistema de rodamiento comprende dos conjuntos; en el que los dos conjuntos de sistemas de rodamiento uno encima del otro están fijados en paralelo y envainados en el mismo armazón (8-5), y el plano formado por los dos ejes de los mismos es perpendicular a la superficie del suelo.
8. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 1 o 2, que comprende asimismo
una cámara de indicador (10) móvil cerrada de material transparente no ferromagnético situada adyacente a la cámara de flotador de bola (2) con los ejes de las dos en paralelo; y el indicador móvil (8) y el carril de guiado (3; 3') del mismo están instalados en la cámara de indicador (10) móvil.
9. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 8, en el que
un medio líquido (15) es llenado en la cámara de indicador (10) móvil, y una boya está prevista en la cámara de indicador móvil;
en el que la boya comprende el indicador móvil (8) y un flotador (12) fijado sobre el indicador móvil (8).
10. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 8, que comprende asimismo un indicador móvil de repuesto (14) que está situado en la parte superior de la cámara de indicador (10) móvil y fijado mediante un acero (13) magnético fijado fuera de la cámara de indicador (10) móvil.
11. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 1, 2, 8, 9 o 10, que comprende asimismo
un sistema de polea (4) fija que está fijado directamente por encima del indicador móvil (8),
en el que un extremo de la cuerda de conexión (5) del sistema de polea fija está conectado a un contrapeso de equilibrado (9) y el otro extremo está conectado al armazón (8-5).
12. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 1,2, 8, 9 o 10, en el que el flotador de bola ferromagnético (1) está recubierto con una capa protectora de fibra de carbono o politetrafluoroetileno o un acero de alta aleación.
13. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 1, 2, 8, 9 o 10, en el que un carril de guiado de flotador de bola (16) convexo está previsto en la pared interior de la cámara de flotador de bola (2) cerca del indicador móvil (8).
14. Liquidómetro de tipo de flotador de bola con indicador móvil según la reivindicación 4, en el que
el diámetro de la ranura en forma de arco cóncavo (8-41) de la rueda de rodamiento es mayor que el diámetro del carril de guiado (3) cilíndrico.
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