RU2008249C1

RU2008249C1 - Tank level limiter

Info

Publication number: RU2008249C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Иосифович Свиридов; Юрий Владимирович Свиридов
Original assignee: Владимир Иосифович Свиридов; Юрий Владимирович Свиридов
Priority date: 1991-05-06
Filing date: 1991-05-06
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: level control. SUBSTANCE: level limiter has turning head with float. Made in body of head is first inlet channel with floating valve which overlaps second channel. Found in lower part of channel is outlet channel. Outlet channel with floating valve has seat at one side. Seat is secured by branch pipe. Turning head is coupled with shutoff member. Valve of shutoff member is connected to rod which mounts piston arranged in pneumatic cylinder. Head is hinge-mounted on tank neck. Float is arranged with tilting to the left; first valve opens second compressed air channel. Second valve moves along channel closing branch pipe. Compressed air passes from main line into channels, hose, second branch pipe and into space of cylinder. Piston moves upwards, and third valve opens. Filling of tank starts. At end of filling head turns to the right, valve closed second channel cutting off air delivery into cylinder. Piston moves down and third valve closes. EFFECT: enhanced reliability and convenience. 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для регулирования уровня жидкости и может быть использовано для ограничения уровня налива жидкости в резервуары. The invention relates to devices for regulating the liquid level and can be used to limit the level of liquid loading in tanks.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является ограничитель уровня жидкости в резервуаре [1] , содержащий пневматический датчик уровня, соединенный с мембранным сервомеханизмом, связанным с управляющим клапаном, гидропривод, запорный орган, рычаг управления. Гидропривод выполнен в виде подвижного и неподвижного поршней, установленных на штоке, расположенных в цилиндре и образующих с ним полости, связанные с управляющим клапаном, при этом один из поршней имеет кольцевой бурт, и в каждом из поршней выполнены перепускные каналы, расположенные по окружности, диаметр которой в одном поршне больше, а в другом меньше диаметра кольцевого бутра. The closest in technical essence to the claimed invention is a limiter of the liquid level in the tank [1], containing a pneumatic level sensor connected to a membrane servomechanism associated with a control valve, a hydraulic actuator, a shut-off element, a control lever. The hydraulic actuator is made in the form of a movable and stationary pistons mounted on a rod located in the cylinder and forming cavities with it associated with a control valve, while one of the pistons has an annular collar, and bypass channels located around the circumference are made in each piston, diameter which in one piston is larger and in the other is smaller than the diameter of the annular butr.

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность работы, обусловленная следующим. Работа данного устройства основана на механическом и гидравлическом переключении запорного клапана под воздействием работы мембраны и пневматического датчика. Известный ограничитель сложен кинематически, требует изготовления большого количества деталей, в том числе прецизионных, с множеством проточек и уплотнений рабочих органов, а также калибровки мембраны. Кроме того, устройство требует заполнения рабочего цилиндра жидкостью, не замерзающей при низкой температуре окружающего воздуха. Мембрана как основной рабочий орган устройства при значительных перепадах температуры в связи с возникновением линейных расширений и сужений может давать отказы в работе. A disadvantage of the known device is the lack of reliability due to the following. The operation of this device is based on the mechanical and hydraulic switching of the shut-off valve under the influence of the membrane and the pneumatic sensor. The known limiter is kinematically complex, requires the manufacture of a large number of parts, including precision, with many grooves and seals of the working bodies, as well as calibration of the membrane. In addition, the device requires filling the working cylinder with a liquid that does not freeze at low ambient temperatures. The membrane as the main working body of the device at significant temperature drops due to the occurrence of linear extensions and contractions can give failures.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device.

Это достигается тем, что ограничитель уровня жидкости в резервуаре, содержащий датчик уровня, пневматический сервомотор, запорный орган, кран управления, согласно изобретению снабжен отключателем, соединенным с датчиком уровня и пневматическим сервомотором и выполненным в виде поворотной головки, в которой выполнены соединенные между собой впускной и выпускной каналы с плавающими клапанами. Впускной канал расположен под углом α= 76-77^о к горизонтальной плоскости. В нижней части впускного канала под углом β= 15-17^о к горизонтальной плоскости выполнен отводной тупиковый канал. Выпускной канал расположен под углом φ= 8-10^о к горизонтальной плоскости, в верхней части выпускного канала расположен под углом δ= 34-36^о патрубок к горизонтальной плоскости с седлом для плавающего клапана. Впускной канал соединен с магистралью сжатого воздуха, а выпускной - с сервомотором запорного органа.This is achieved by the fact that the liquid level limiter in the tank, comprising a level sensor, a pneumatic servomotor, a shut-off element, a control valve, according to the invention is equipped with a switch connected to a level sensor and a pneumatic servomotor and made in the form of a rotary head in which the inlet is connected and outlet channels with floating valves. The inlet channel is located at an angle α = 76-77 ^about to the horizontal plane. In the lower part of the inlet duct at an angle ^of β = 15-17 to the horizontal plane is made a dead end branch channel. The outlet port is disposed at an angle ^of φ = 8-10 to the horizontal plane at the top of the discharge passage is at an angle δ = 34-36 ^{of the} nozzle to the horizontal plane with the valve seat for the floating valve. The inlet channel is connected to the compressed air line, and the exhaust channel is connected to a servo motor of the shut-off element.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показало, что оно отличается рядом признаков, т. е. заявляемое решение соответствует критерию "новизна". Comparison of the claimed technical solution with the prototype showed that it differs in a number of features, that is, the claimed solution meets the criterion of "novelty."

Выполнение отключателя в виде поворотной головки, в которой выполнены соединенные между собой впускной и выпускной каналы с плавающими клапанами, расположение впускного канала под углом α= 76-77^о к горизонтальной плоскости, выполнение в нижней части впускного канала отводного тупикового канала под углом β= 15-17^о к горизонтальной плоскости, расположение выпускного канала под углом φ= 8-10^о к горизонтальной плоскости, расположение в верхней части выпускного канала патрубка под углом δ= 34-36^о к горизонтальной плоскости с седлом для плавающего клапана обеспечивают взаимосогласованную работу плавающих клапанов, что позволяет работать устройству надежно.The implementation of the switch in the form of a rotary head, which is made of interconnected inlet and outlet channels with floating valves, the location of the inlet channel at an angle α = 76-77 ^about to the horizontal plane, the execution in the lower part of the inlet channel of the outlet dead end channel at an angle β = 15 -17 ^on the horizontal plane, the location of the discharge passage an angle ^of φ = 8-10 to the horizontal plane, the location of the discharge passage in the upper part of the nozzle at an angle δ = 34-36 ^on the horizontal plane with the valve seat for the floating the valve has a mutually agreed work floating valve, which allows the device to operate reliably.

Углы построены из условий строгой взаимосогласованности между собой и поворотной головкой к ее основанию для согласованной работы плавающих клапанов при воздействии датчика уровня поворотной головки в пределах угла поворота 0-48^о к ее основанию. Ось впускного канала с седлом под углом 76-77^о согласовывается с осью отводного канала с опережающим углом канала, равным 15-17^о, с расчетом, чтобы дорожка для переката шарового клапана совпадала с поверхностью седла клапана для свободного переката и посадки клапана в седло и откатки его из седла в тупик канала в первоначальное положение. Ось седла выпускного клапана тупикового канала расположена под углом 8-10^о к основанию поворотной головки и согласована с осью седла, расположенного под углом δ= 34-36^о, с осью тупикового канала так, чтобы поверхность дорожки плавающего клапана гладко сочеталась с поверхностью седла для свободного накатывания плавающего клапана на посадочное место седла и свободного срыва (выпада) его из седла клапана.Angles constructed of conditions of strict consistency between themselves and between the rotary head to its base for the coordinated operation of floating valves when exposed to the rotating head level sensor within the rotation angle ^of 0-48 to its base. The axis of the inlet channel with the seat at an angle ^of 76-77 is coordinated with the branch duct axis with leading channel angle of ^about 15-17, with the expectation that the rolling path for the ball valve coincides with a valve seat surface for the free rolling and landing of the valve seat and rolling it from the saddle to the dead end of the channel to its original position. Outlet valve channel deadlock axle seat arranged at an angle ^of 8-10 to the base of the revolving turret and aligned with the axis of the seat, located at an angle ^of δ = 34-36, with the axis of the dead-end channel so as to track the surface of the floating valve seat combined with the smooth surface for free rolling of the floating valve on the seat of the seat and its free stall (lunge) from the valve seat.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной и других областях техники не позволило выявить в них отличительные от прототипа признаки, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solutions with other technical solutions in this and other areas of technology did not allow us to identify distinctive features from the prototype, which allows us to conclude that the solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 показана схема ограничителя; на фиг. 2 - общий вид поворотной головки; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - запорный орган. In FIG. 1 shows a limiter circuit; in FIG. 2 - general view of the rotary head; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2; in FIG. 4 - a locking organ.

Ограничитель уровня жидкости в резервуаре содержит поворотную головку 1, закрепляемую на горловине цистерны, и связанный с ней запорный орган 42. К корпусу поворотной головки 1 жестко прикреплен поплавок 2. В корпусе поворотной головки 1 выполнен впускной канал 3, связанный через кран 4, шланг 5 с магистралью 6 сжатого воздуха. Впускной канал 3 выполнен под углом α= 77^о к горизонтально расположенному основанию 7 поворотной головки 1. На седле 8 впускного канала 3 размещен плавающий шаровой клапан 9, перекрывающий канал 10. В нижней части канала 3 под углом β= 17^о к нему выполнен отводной тупиковый канал 11, заглушенный пробкой 12. В нижней части поворотной головки 1 расположен выпускной канал 13 под углом φ= 10^о к основанию 7, причем канал 13 конструктивно в два раза длиннее канала 11. С одной стороны канал 13 заглушен пробкой 14, а с другой стороны в нем размещено седло 15, закрепленное патрубком 16. расположенным под углом δ= 35^о к горизонтально расположенному основанию 7. В полости канала 13 размещен плавающий шаровой клапан 17. Канал 13 соединен с каналом 1, заглушенным пробкой 19. Канал 18 соединен с каналом 20, заглушенным пробкой 21, и каналом 22, сообщающимся с каналом 10. Канал 22 шлангом (воздуховодом) 23 соединен с пневматическим цилиндром 24. Поворотная головка 1 закреплена осью 25 в подшипниках 26 качения на кронштейне 27, который прикреплен винтом 28 к горловине 29 цистерны.The liquid level limiter in the tank contains a swivel head 1, mounted on the neck of the tank, and a locking member 42 connected to it. A float 2 is rigidly attached to the body of the swivel head 1. An inlet channel 3 is connected to the body of the swivel head 1 and connected through a tap 4, a hose 5 with line 6 of compressed air. The intake passage 3 is formed at an angle ^of α = 77 to the horizontally disposed base 7 rotating head 1. At the inlet seat March 8 arranged floating ball valve 9 overlying the channel 10. The bottom of the channel 3 at an angle ^of β = 17 adapted thereto discharge Blind channel 11 muffled stopper 12. The lower part of the rotary head 1 is disposed discharge passage 13 at an angle φ = ¹⁰ ° to the base 7, and the passage 13 constructively twice the length of the channel 11. on one side the channel 13 plugged plug 14, and with on the other hand, saddle 15 is placed in it, fixed th nozzle 16 disposed at an angle δ = ³⁵ ° to the horizontally disposed base 7. In the cavity channel 13 disposed floating ball valve 17. Channel 13 is connected to channel 1, plugged plug 19. Channel 18 is connected to channel 20, the plug 21 plugged, and channel 22 in communication with channel 10. Channel 22 is connected by a hose (air duct) 23 to the pneumatic cylinder 24. The rotary head 1 is fixed by the axis 25 in the rolling bearings 26 to the bracket 27, which is attached by a screw 28 to the neck 29 of the tank.

Запорный орган 42 ограничителя уровня жидкости состоит из корпуса 30, внутри которого на седле 31 расположен запорный клапан 32, скрепленный со штоком 33. В свою очередь шток 33 соединен с муфтой 34 со штоком 35, на котором закреплен поршень 36. Поршень 36 расположен в пневматическом цилиндре 24 и подпружинен пружиной 37. В нижней крышке 38 цилиндра 24 имеется патрубок 39 для ввода сжатого воздуха по шлангу 23, а также спускной кран 40 для возможного спуска конденсата. The locking element 42 of the liquid level limiter consists of a housing 30, inside of which on the seat 31 there is a locking valve 32, fastened to the rod 33. In turn, the rod 33 is connected to the coupling 34 with the rod 35, on which the piston 36 is fixed. The piston 36 is located in the pneumatic the cylinder 24 and is spring-loaded with a spring 37. In the bottom cover 38 of the cylinder 24 there is a pipe 39 for introducing compressed air through the hose 23, as well as a drain valve 40 for possible drainage of condensate.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Наливной патрубок 41 нефтепровода направляют в горловину 29 цистерны. Поворотную головку 1 устанавливают на горловину 29 и закрепляют винтом 28 кронштейна 27. Поплавок 2 поворотной головки 1 занимает положение с наклоном влево на угол 45-48^о, а плавающий шаровой клапан 9, срываясь с седла 8, открывает канал 10 для поступления сжатого воздуха и перемещается в тупик к пробке 12 отводного тупикового канала 11. Одновременно плавающий шаровой клапан 17 перемещается по выпускному каналу 13 влево и устанавливается на седло 15, перекрывая тем самым патрубок 16 для выхода отработанного воздуха в атмосферу. Таким образом, после установки и самонастройки поворотной головки 1 осуществляются пуск и налив нефтепродукта в цистерну путем поворота ручки пускового крана 4, через который сжатый воздух поступает от магистрали 6 через шланг 5, каналы 3,10,22 и шланг 23, патрубок 39 крышки 38 в полость цилиндра 24. Под действием сжатого воздуха поршень 36 со штоком 35 перемещается вверх и через муфту 34 и шток 33 клапан 32 поднимается с седла 31, т. е. производится открытие клапана 32. Начинается процесс налива нефтепродукта в цистерну. В конце наполнения уровень нефтепродукта вступает в контакт с поплавком 2, при этом осуществляется поворот головки 1 вправо на си 25 в подшипниках 26 качения. В момент поворота головки 1 плавающий шаровой клапан 9, опережая клапан 17 за счет большего угла наклона (<β) канала 11, чем угол наклона (<φ) канала 13, скатывается по каналу 11 и устанавливается на седле 8, перекрывая канал 10 и тем самым прекращая доступ сжатого воздуха в полость цилиндра 24. Плавающий шаровой клапан 17 с некоторым замедлением скатывается с седла 15 вправо по каналу 13 в тупик у пробки 14, занимая свое первоначальное положение и таким образом стравливая отработанный сжатый воздух из цилиндра 24 в атмосферу через патрубок 16 по воздуховоду 23, каналом 22,20,18. Поршень 36 под действием пружины 37 опускается, перемещая штоки 35 и 33 вниз, при этом клапан 32 закрывается, и прекращается процесс налива нефтепродукта в цистерну. После налива пусковой кран 4 закрывают, поворотную головку 1 снимают с горловины 29 цистерны.The filler pipe 41 of the oil pipeline is sent to the neck of the 29 tank. A rotatable head 1 is mounted on a neck 29 and a screw 28 fixed bracket 27. Float 2 rotary head 1 takes a position inclined to the left at an angle of ^about 45-48, and a floating ball valve 9, breaking away from the seat 8 opens the channel 10 to the compressed air supply and moves to a dead end to the plug 12 of the exhaust dead end channel 11. At the same time, the floating ball valve 17 moves along the exhaust channel 13 to the left and is mounted on the seat 15, thereby blocking the pipe 16 for exhaust air to enter the atmosphere. Thus, after the installation and self-adjustment of the rotary head 1, the oil product is started and loaded into the tank by turning the handle of the starting valve 4, through which compressed air enters from the highway 6 through a hose 5, channels 3,10,22 and a hose 23, a nozzle 39 of the cover 38 into the cavity of the cylinder 24. Under the action of compressed air, the piston 36 with the rod 35 moves up and through the clutch 34 and the stem 33, the valve 32 rises from the seat 31, that is, the valve 32 opens. The process of filling the oil product into the tank begins. At the end of the filling, the oil level comes into contact with the float 2, while the head 1 is rotated to the right by si 25 in the rolling bearings 26. At the moment of rotation of the head 1, the floating ball valve 9, ahead of the valve 17 due to the greater angle of inclination (<β) of the channel 11 than the angle of inclination (<φ) of the channel 13, rolls along the channel 11 and is installed on the seat 8, blocking the channel 10 and thereby stopping the access of compressed air to the cavity of the cylinder 24. With some deceleration, the floating ball valve 17 rolls from the seat 15 to the right along the channel 13 to the dead end near the plug 14, occupying its original position and thus bleeding the exhausted compressed air from the cylinder 24 into the atmosphere through the pipe 16 through the duct 23, channel 22,20,18. The piston 36 under the action of the spring 37 is lowered, moving the rods 35 and 33 down, while the valve 32 is closed, and the process of filling the oil product into the tank stops. After loading, the starting valve 4 is closed, the rotary head 1 is removed from the neck 29 of the tank.

Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом имеет более простую конструкцию с минимальным количеством рабочих деталей, что обеспечивает надежную работу при любых условиях. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 647660, кл. G 05 D 9/02, 1974. The proposed design in comparison with the prototype has a simpler design with a minimum number of working parts, which ensures reliable operation under any conditions. (56) 1. USSR Copyright Certificate N 647660, cl. G 05 D 9/02, 1974.

Claims

LIQUID LEVEL LIMITER IN A RESERVOIR containing a level sensor, a pneumatic servomotor, a shut-off element and a control valve, characterized in that, in order to increase reliability in operation, it is equipped with a switch connected to a level sensor and a pneumatic servomotor in the form of a rotary head with a retractable head deadlock channel and interconnected inlet and outlet channels with floating valves, while the inlet channel is located at an angle of 76 - 77 ^o to the horizontal plane and in the lower part is connected to the outlet dead end channel, the latter is located at an angle of 15 - 17 ^o to the horizontal plane, and the exhaust channel is at an angle of 8 - 10 ^o to the horizontal plane and in its upper part there is a pipe at an angle of 34 - 36 ^o to the horizontal plane and a seat for the floating valve is placed secured by a nozzle, wherein the inlet channel is arranged to be connected to the compressed air supply line and the exhaust channel to the shutoff body.