RU96956U1

RU96956U1 - LIQUID ALARM

Info

Publication number: RU96956U1
Application number: RU2010105836/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Самохвалов; Иван Владимирович Хоменко; Александр Иванович Тисенко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпромкомплект" (ООО "ГПК")
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2010-08-20

Abstract

Сигнализатор уровня жидкости, содержащий размещенную в резервуаре с контролируемой жидкостью направляющую, поплавок с магнитом, установленный с возможностью перемещения вдоль направляющей и служащий для определения уровня жидкости, блок сигнализации, размещенный в корпусе, на боковой стенке которого выполнены отверстия с установленными в них светодиодами, установленную внутри направляющей печатную плату с магнитоуправляемыми контактами (герконами), ограничители хода поплавка, отличающийся тем, что сигнализатор снабжен дополнительным поплавком с магнитом, размещенным на направляющей в контролируемой жидкости под первым поплавком с возможностью перемещения вдоль направляющей и служащим для получения информации о превышении плотности жидкости определенного критического значения, при этом плотность дополнительного поплавка превышает плотность первого поплавка. A liquid level switch containing a guide placed in a tank with a controlled fluid, a magnet float mounted for movement along the guide and used to determine the liquid level, an alarm unit located in the housing, on the side wall of which there are holes with LEDs installed in them, installed inside the guide there is a printed circuit board with magnetically controlled contacts (reed switches), float travel limiters, characterized in that the signaling device is equipped with an additional th float with a magnet arranged on the guide in a controlled fluid at a first float movably along the guide and serving to receive the fluid density exceeds a certain critical value, the density exceeds the density of an additional float first float.

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно, к устройствам для контроля уровня жидкой фазы при наполнении резервуара (цистерны), предназначенной для перевозки, преимущественно, сжиженных углеводородных газов (СУГ).The invention relates to a control and measuring technique, namely, devices for controlling the level of the liquid phase when filling a tank (tank) intended for the transportation of mainly liquefied petroleum gases (LPG).

Известен сигнализатор уровня жидкости, содержащий корпус в виде направляющей, вертикально закрепленной в резервуаре, на которой установлены поплавки с постоянными магнитами, определяющие границу раздела двух сред (жидкой и воздушной) и плотность контролируемой среды, ограничители перемещений поплавков, расположенные на корпусе, блок индикации, вычислительный блок (патент RU №2310174 С1, МПК G01F 23/28, G01F 23/30, опубл. 10.11.2007 г.).A known liquid level switch comprising a housing in the form of a guide, vertically mounted in a tank on which floats with permanent magnets are installed that define the interface between two media (liquid and air) and the density of the medium being monitored, float limiters located on the housing, an indication unit, computing unit (patent RU No. 2310174 C1, IPC G01F 23/28, G01F 23/30, publ. 10.11.2007).

Однако в данном устройстве для измерения и контроля уровня и плотности жидких сред при наполнении резервуара (цистерны) используется принцип ультразвуковых волн, а не замыкание магниточувствительных датчиков (герконов). Для контроля уровня и плотности жидких сред требуется применение логометрических преобразований, что усложняет процесс измерения и увеличивает его стоимость.However, in this device, the principle of ultrasonic waves, rather than the closure of magnetosensitive sensors (reed switches), is used to measure and control the level and density of liquid media when filling the tank (tank). To control the level and density of liquid media, the use of ratiometric transformations is required, which complicates the measurement process and increases its cost.

Наиболее близкой к данной полезной модели по технической сущности, и принятой за прототип, является сигнализатор уровня жидкости, состоящий из закрепленной в резервуаре направляющей в виде трубы из немагнитного материала, вдоль которой перемещается поплавок с кольцевым магнитом, блока сигнализации, размещенного в корпусе, на боковой стенке которого выполнены отверстия с установленными в них светодиодами. Внутри направляющей расположена печатная плата с установленными магнитоуправляемыми контактами (герконами), ход поплавка ограничен стопорными кольцами. При заполнении резервуара жидкостью поплавок всплывает, магнит замыкает геркон, загорается соответствующий светодиод. [Техническое описание на сигнализатор уровня жидкости (переключатель магнитный поплавковый) ПМП-111 СЕНС 421411.001/СЕНС 424411.004, Научно-производственное предприятие «Сенсор», г.Заречный, Пензенская область, 2002 г., стр.2-3, рис.1 на стр.8, рис.2 на стр.9].Closest to this utility model by technical nature, and adopted as a prototype, is a liquid level switch, consisting of a guide fixed in the tank in the form of a pipe made of non-magnetic material, along which a float with an annular magnet moves, an alarm unit placed in the housing, on the side the wall of which has holes with LEDs installed in them. Inside the guide there is a printed circuit board with installed magnetically controlled contacts (reed switches), the stroke of the float is limited by circlips. When the tank is filled with liquid, the float pops up, the magnet closes the reed switch, the corresponding LED lights up. [Technical description for the liquid level switch (magnetic float switch) PMP-111 SENS 421411.001 / SENS 424411.004, Scientific and Production Enterprise Sensor, Zarechny, Penza Region, 2002, pp. 2-3, Fig. 1 on p. 8, fig. 2 on p. 9].

Однако функциональные возможности известного устройства ограничены. Конструкция устройства обеспечивает только контроль за уровнем жидкой среды при наполнении резервуара (цистерны) и не обеспечивает получение информации о том, что плотность заполняемой жидкости выше определенного значения. Отсутствие информации о плотности жидкости приводит к тому, что наполнение резервуара (цистерны) до обычного уровня может привести к недопустимому перегрузу, и как следствие, к опрокидыванию резервуара (цистерны).However, the functionality of the known device is limited. The design of the device provides only control over the level of the liquid medium when filling the tank (tank) and does not provide information that the density of the liquid being filled is above a certain value. The lack of information about the density of the liquid leads to the fact that filling the tank (tank) to the usual level can lead to unacceptable overload, and as a result, to overturning of the tank (tank).

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в определении перегруза при наполнении резервуара (цистерны), предназначенной для перевозки жидкости, в частности сжиженных углеводородных газов (СУГ), за счет получения информации о превышении плотности жидкости определенного критического значения, что расширяет функциональные возможности устройства.The technical result of the proposed utility model is to determine the overload when filling the tank (tank), designed to transport liquid, in particular liquefied petroleum gas (LPG), by obtaining information about the excess density of the liquid of a certain critical value, which extends the functionality of the device.

Поставленный результат достигается тем, что сигнализатор уровня жидкости, содержащий размещенную в резервуаре с контролируемой жидкостью направляющую в виде трубы из немагнитного материала, поплавок с магнитом, установленный с возможностью перемещения вдоль направляющей и служащий для определения уровня жидкости, блок сигнализации, размещенный в корпусе, на боковой стенке которого выполнены отверстия с установленными в них светодиодами, установленную внутри направляющей печатную плату с магнитоуправляемыми контактами (герконами), ограничитель хода поплавка, согласно полезной модели, сигнализатор снабжен дополнительным поплавком с магнитом, размещенным на направляющей в контролируемой жидкости под первым поплавком с возможностью перемещения вдоль направляющей и служащим для получения информации о плотности жидкости определенного критического значения, при этом плотность дополнительного поплавка превышает плотность первого поплавка.The stated result is achieved in that the liquid level switch comprising a guide in the form of a pipe made of a non-magnetic material placed in a reservoir with a controlled liquid, a float with a magnet mounted for movement along the guide and used to determine the liquid level, an alarm unit placed in the housing, the side wall of which has holes with LEDs installed in them, a printed circuit board with magnetically controlled contacts (reed switches) installed inside the guide, according to the utility model, the float limit switch is equipped with an additional float with a magnet placed on the guide in a controlled fluid under the first float with the ability to move along the guide and used to obtain information about the fluid density of a certain critical value, while the density of the additional float exceeds the density of the first float .

Снабжение сигнализатора дополнительным поплавком с магнитом, плотность которого превышает плотность первого поплавка, и расположение его на направляющей под этим поплавком, расширяет функциональные возможности сигнализатора уровня. Наличие второго, более «тяжелого», поплавка приводит к тому, что в случае наполнения резервуара (цистерны) сжиженными углеводородными газами (СУГ) обеспечивается возможность получения информации о плотности СУГ, т.к. в зависимости от химического состава и температуры газов, плотность их различная. Данная информация необходима для исключения перегруза при наполнении резервуара (цистерны) СУГ, предназначенного для их перевозки. Так, если плотность СУГ превышает значение p=0,615 г/см³, то цистерну нельзя заполнять полностью, как обычно на 85% от объема, это приведет к перегрузу. Наполнение цистерны СУГ в данном случае возможно только на 81,5%.The supply of the signaling device with an additional float with a magnet, whose density exceeds the density of the first float, and its location on the guide under this float, expands the functionality of the level switch. The presence of a second, more "heavy", float leads to the fact that in the case of filling the tank (tank) with liquefied hydrocarbon gases (LPG), it is possible to obtain information about the density of LPG, because depending on the chemical composition and temperature of the gases, their density is different. This information is necessary to avoid overload when filling the LPG tank (tank) intended for their transportation. So, if the density of the LPG exceeds the value p = 0.615 g / cm ³ , then the tank cannot be filled completely, as usual by 85% of the volume, this will lead to overload. Filling the LPG tank in this case is possible only by 81.5%.

Устройство поясняется чертежами.The device is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан сигнализатор уровня жидкости, общий вид;Figure 1 shows the liquid level switch, General view;

на фиг.2 показано расположение светодиодов на корпусе, обозначающих контрольные уровни жидкости при наполнении резервуара (цистерны).figure 2 shows the location of the LEDs on the housing, indicating the control liquid levels when filling the tank (tank).

Сигнализатор уровня жидкости закреплен на фланце 1, вваренном в цистерну 2, предназначенную для перевозки сжиженных углеводородных газов (СУГ) и содержит направляющую из немагнитного материала, выполненную в виде трубы 3 (фиг.1). На трубе 3 расположены два поплавка 4 и 5 с возможностью их свободного перемещения вдоль трубы 3. Сверху в поплавках встроены кольцевые постоянные магниты 6, ориентированными вверх. Поплавки 4 и 5 имеют разную плотность. Первый поплавок 4 более легкий, плотность его составляет р=0,4 г/см³ и служит для определения уровня жидкости. Второй поплавок 5, более «тяжелый», расположен в контролируемой жидкости под «легким» поплавком 4, плотность его составляет р=0,61 г/см³ и служит для получения информации о превышении плотности жидкости определенного значения, например, p=0,615 г/см³, являющегося критическим для данного СУГ. В верхней части трубы 3 закреплен блок сигнализации, расположенный в корпусе 7, содержащий печатную плату, на которой установлены микроконтроллер, клеммные зажимы (не показаны). На боковой поверхности корпуса 7 размещены шесть светодиодов 8 (фиг.2) с элементом питания. Внутри трубы 3 установлена печатная плата с магнитоуправляемыми контактами, в качестве которых используют герконы 9. Количество герконов определяется количеством контролируемых уровней. Контролируемые уровни определяются местом установки герконов. Герконы 9 расположены на контрольных уровнях, показывающие уровень заполнения жидкости в цистерне, при этом каждому контрольному уровню соответствует свой геркон и соединены с соответствующими светодиодами 8. В нижней части труба 3 герметично закрыта заглушкой 10. Ход поплавков ограничен стопорными кольцами 11. Выбрано шесть контрольных уровней жидкости: 80%, 82%, 83%, 84%, 85% и свыше 85%. На печатной плате установлены также промежуточные герконы, соответствующие нахождению жидкости между двумя контрольными уровнями, в качестве которых выбраны 81,5%, 82,5%, 83,5%, 84,5%. Герконы 9 расположены в зоне воздействия поля кольцевых постоянных магнитов 6 при перемещении вверх поплавков 4 и 5 вдоль трубы 3 и соединены со светодиодами 8, которые окрашены в разные цвета. Так, первые два из светодиодов 8 соответствуют уровням заполнения цистерны 2 на 80% и 82%, соответственно, и окрашены в зеленый цвет. Третий и четвертый из светодиодов 8 соответствуют уровню заполнения цистерны 2 на 83% и 84%, соответственно, и окрашены в белый цвет. Пятый светодиод соответствует уровню заполнения цистерны 2 на 85% и окрашен в желтый цвет. Шестой светодиод соответствует уровню заполнения цистерны 2 свыше 85%, окрашен в красный цвет и сообщает о перегруженности цистерны.The liquid level switch is mounted on the flange 1, welded into the tank 2, designed for transportation of liquefied petroleum gases (LPG) and contains a guide made of non-magnetic material, made in the form of a pipe 3 (figure 1). On the pipe 3 there are two floats 4 and 5 with the possibility of their free movement along the pipe 3. On top of the floats are ring permanent magnets 6, oriented upward. Floats 4 and 5 have different densities. The first float 4 is lighter, its density is p = 0.4 g / cm ³ and serves to determine the liquid level. The second float 5, more "heavy", is located in the controlled fluid under the "light" float 4, its density is p = 0.61 g / cm ³ and serves to obtain information about the excess of the density of the liquid of a certain value, for example, p = 0.615 g / cm ³ , which is critical for this LPG. In the upper part of the pipe 3, a signaling unit located in the housing 7 is fixed, containing a printed circuit board on which a microcontroller is installed, terminal clamps (not shown). On the side surface of the housing 7 there are six LEDs 8 (figure 2) with a battery. Inside the pipe 3 there is a printed circuit board with magnetically controlled contacts, which are used as reed switches 9. The number of reed switches is determined by the number of controlled levels. Controlled levels are determined by the installation location of the reed switches. Reed switches 9 are located at control levels, showing the level of liquid filling in the tank, each control level has its own reed switch and connected to the corresponding LEDs 8. In the lower part, the pipe 3 is hermetically closed by a plug 10. The course of the floats is limited by retaining rings 11. Six control levels are selected liquids: 80%, 82%, 83%, 84%, 85% and more than 85%. Intermediate reed switches are also installed on the printed circuit board, corresponding to the liquid between the two control levels, which are selected as 81.5%, 82.5%, 83.5%, 84.5%. Reed switches 9 are located in the zone of influence of the field of permanent permanent magnets 6 when moving up floats 4 and 5 along the pipe 3 and connected to the LEDs 8, which are painted in different colors. So, the first two of the LEDs 8 correspond to the filling levels of the tank 2 by 80% and 82%, respectively, and are painted green. The third and fourth of the LEDs 8 correspond to the filling level of the tank 2 by 83% and 84%, respectively, and are painted white. The fifth LED corresponds to the filling level of tank 2 by 85% and is painted yellow. The sixth LED corresponds to the filling level of the tank 2 over 85%, is painted in red and reports an overload of the tank.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сжиженные углеводородные газы (СУГ) имеют различную плотность (в зависимости от химического состава и температуры). Так, если плотность СУГ выше определенного значения, например, p≥0,615 г/см³, являющегося критическим для данного газа, то таким газом нельзя заполнять цистерну 2 полностью, как обычно, на 85% от объема цистерны. Заполнять можно только на 81,5%, иначе будет перегруз, в результате чего цистерна 2 при перевозке может опрокинуться.Liquefied petroleum gases (LPG) have different densities (depending on chemical composition and temperature). So, if the density of LPG is higher than a certain value, for example, p≥0.615 g / cm ³ , which is critical for a given gas, then it is impossible to fill tank 2 completely, as usual, with 85% of the tank volume. Only 81.5% can be filled, otherwise there will be overload, as a result of which tank 2 may tip over during transportation.

В данном устройстве измерение уровня основано на изменении положения поплавка 4 при изменении уровня жидкости. При заполнении цистерны СУГ поплавок 4 находится на поверхности СУГ, а поплавок 5 расположен в контролируемой жидкости. При изменении уровня жидкости поплавки 4 и 5 перемещаются по трубе 3. Причем поплавок 5 перемещается, если плотность жидкости p≥0,615 г/см³. При достижении поплавком 4 контролируемого уровня геркон 9, попадая в магнитное поле магнита 6 поплавка 4, замыкается и выдает сигнал на блок сигнализации. При этом, напряжение с делителя поступает на микроконтроллер, который зажигает светодиоды, соответствующие уровню жидкости, например 80%, 82%, 83%, 84%, 85%. При нахождении жидкости между двумя контрольными уровнями происходит замыкание промежуточных герконов и загорание одновременно двух соседних светодиодов, тем самым осуществляется индикация промежуточных значений уровня, например, 81,5%, 82,5%, 83,5%, 84,5%. Светодиоды 8 загораются в импульсном режиме при достижении жидкостью соответствующего уровня в цистерне 2. Так, два первых из светодиодов загораются в зеленый цвет, когда цистерна 2 наполнена на 80% и 82% соответственно. Третий и четвертый светодиоды загораются в белый цвет, когда цистерна 2 наполнена на 83% и 84% соответственно. Загорание пятого светодиода (желтый цвет) сообщает о том, что цистерна заполнена на 85% от его объема. В случае, если плотность жидкости р≥0,615 г/см³, поплавок 5, находящийся в контролируемой жидкости, также всплывает и замыкает соответствующий геркон 9. Шестой светодиод загорается при достижении критического уровня жидкости в цистерне более 85% или при одновременном достижении двух условий:In this device, level measurement is based on a change in the position of the float 4 when the liquid level changes. When filling the LPG tank, the float 4 is located on the surface of the LPG, and the float 5 is located in a controlled liquid. When the liquid level changes, the floats 4 and 5 move along the pipe 3. Moreover, the float 5 moves if the fluid density p≥0.615 g / cm ³ . When the float 4 reaches a controlled level, the reed switch 9, falling into the magnetic field of the magnet 6 of the float 4, closes and gives a signal to the alarm unit. In this case, the voltage from the divider is supplied to the microcontroller, which lights up the LEDs corresponding to the liquid level, for example 80%, 82%, 83%, 84%, 85%. When the liquid is located between the two control levels, the intermediate reed switches are closed and two adjacent LEDs light up simultaneously, thereby indicating the intermediate level values, for example, 81.5%, 82.5%, 83.5%, 84.5%. The LEDs 8 light up in a pulsed mode when the liquid reaches the corresponding level in the tank 2. So, the first two of the LEDs light up in green when the tank 2 is 80% and 82% full, respectively. The third and fourth LEDs light up white when tank 2 is 83% and 84% full, respectively. Illumination of the fifth LED (yellow) indicates that the tank is filled to 85% of its volume. If the fluid density is p≥0.615 g / cm ³ , the float 5 located in the controlled fluid also pops up and closes the corresponding reed switch 9. The sixth LED lights up when the critical fluid level in the tank exceeds 85% or when two conditions are simultaneously reached:

- «легкий» поплавок 4 достигает положения соответствующего уровню жидкости 81,5% - максимально или критически допустимый уровень для тяжелых продуктов, плотность которых р≥0,615 г/см.- “light” float 4 reaches a position corresponding to a liquid level of 81.5% - the maximum or critically acceptable level for heavy products, the density of which is p≥0.615 g / cm.

- «тяжелый» поплавок 5 всплывает и замыкает соответствующий геркон.- a “heavy” float 5 pops up and closes the corresponding reed switch.

Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает не только определение уровня жидкости, но и определение возможного перегруза при наполнении резервуара (цистерны), предназначенной для перевозки жидкой среды, в частности сжиженных углеводородных газов (СУГ), за счет получения дополнительной информации о плотности СУГ.Thus, the use of the proposed device provides not only the determination of the liquid level, but also the determination of possible overload when filling the tank (tank) intended for the transport of a liquid medium, in particular liquefied petroleum gas (LPG), by obtaining additional information about the density of LPG.

Claims

A liquid level switch containing a guide placed in a tank with a controlled fluid, a magnet float mounted for movement along the guide and used to determine the liquid level, an alarm unit located in the housing, on the side wall of which there are holes with LEDs installed in them, installed inside the guide there is a printed circuit board with magnetically controlled contacts (reed switches), float travel limiters, characterized in that the signaling device is equipped with an additional th float with a magnet arranged on the guide in a controlled fluid at a first float movably along the guide and serving to receive the fluid density exceeds a certain critical value, the density exceeds the density of an additional float first float.