阅读说明：本技术 一种液位开关 (Liquid level switch ) 是由 姜夏旭 孙连锡 孟祥琦 于 2020-07-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种液位开关,包括安装在储罐上的安装座,所述安装座上设有导向孔,所述导向孔内活动安装有内导向杆,所述安装座上固定安装有微动开关,所述内导向杆的上端固定安装有内磁钢,所述内磁钢和所述微动开关之间设有向上运动时能触发所述微动开关的上驱动磁钢,所述上驱动磁钢的下端的磁极和所述内磁钢的上端的磁极相同；还包括在储罐内液位上升时,驱动内导向杆向上运动的浮动机构；浮动机构包括沉桶及拉力补偿机构,可避免因为密度不准确造成误报警；能有效提高控制的精度,而且可实现液位的在线自检和免拆卸维护。(The invention relates to a liquid level switch, which comprises a mounting seat arranged on a storage tank, wherein a guide hole is formed in the mounting seat, an inner guide rod is movably arranged in the guide hole, a microswitch is fixedly arranged on the mounting seat, inner magnetic steel is fixedly arranged at the upper end of the inner guide rod, upper driving magnetic steel capable of triggering the microswitch when moving upwards is arranged between the inner magnetic steel and the microswitch, and the magnetic pole at the lower end of the upper driving magnetic steel is the same as the magnetic pole at the upper end of the inner magnetic steel; the floating mechanism drives the inner guide rod to move upwards when the liquid level in the storage tank rises; the floating mechanism comprises a sinking barrel and a tension compensation mechanism, so that false alarm caused by inaccurate density can be avoided; the control precision can be effectively improved, and the on-line self-checking and the disassembly-free maintenance of the liquid level can be realized.)

一种液位开关

技术领域

本发明涉及一种液位开关。

背景技术

目前针对一些大的原油或粘度介质储罐或反应罐，因其粘度大，绝大多数浮子式液位仪表都无法使用，该应用环境多采用现场机械指针显示的浮标指针式液位计，储料过高，会造成溢灌的安全隐患，通过人肉眼指针刻度去观察测量液位并做出判断，手动切断泵阀达到控制储罐内原料液位高度的目的，这种操作方式带来了很大的人工成本，且由于储罐一般高度较高，也不利于观察，其安全系数也不高，大多依赖现场人员的责任心。

目前有一种液位开关，可以通过内浮子浮力的变化带动一套磁钢上下移动，带动侧方的一套杠杆支架动作，驱动干簧管开关或微动开关触点闭合达到液位控制的目的。但该结构存在着诸多不足，具体表现在：

现有技术多数液位开关仅依靠浮子的浮力变化引起内磁钢的动作作为开关动作的驱力元件。其浮球管壁一般较薄，不耐高温高压；质量较轻，如果不限位，容易跑偏，但如果直接对浮子进行限位，则会造成粘度过大，浮球粘住无法动作。例如中国专利CN 208432911和CN201320486088.3,它们均采用空心浮球作为测量元件，设置了一个导杆，浮球在导杆上上下移动，优点是限制了浮球的移动位置，但如果测量介质粘度过大，浮球内孔则会和导杆因为粘度问题而无法动作。内孔空心浮球结构只适用于常压低粘度测量液体。

现有技术液位开关内浮球大多无法进行配重调节，如中国专利CN 206740215U虽然在浮球上设计了一个可拆卸的加了弹性密封圈的配重腔室，但由于弹性密封圈大多不耐高温或腐蚀，容易腐蚀失效，同时螺纹密封容易造成泄漏，当浮球配重腔室内部渗透入液体之后，会造成浮球质量增大，浮球浮力小于重力时就会失效。

现有技术液位开关多采用联动开关侧结构设计，如中国专利CN 203415493U，侧磁钢联动开关，虽然达到了可调节开关动作位置的目的，但是此类型结构的通病在于内磁钢随着液位的上升，到达报警位置后，外磁钢联动开关会出现动作，但是，随着液位的继续上升，当内磁钢的位置超过外磁钢联动开关的磁感应位置时，外磁钢联动开关会失效，本该继续满液位报警时，就会报警停止，继续加注流体，会造成溢灌的安全隐患。不能记忆自保持是此类侧置式联动开关的通病。

现有技术的液位开关，都采用浮球与内磁钢组件硬导杆一体式连接，液位控制位置不好调节，同时由于内磁钢组件上端的连杆套管内径比较小，硬导杆通常长度比较长，所以势必会造成浮球左右晃动的情况，上端的内磁钢组件部分经常会因为偏心或粘度过大造成卡死故障，需要定期拆卸清理维护，无法做到在线自检和免拆卸维护。如中国专利CN206039306虽然设计了一个自检式结构，但该结构存在泄漏的安全隐患，该设计采用拉动手柄的方式使自检装置上移带动浮球联动，手柄杆与外界之间采用压紧螺母密封，未曾考虑实际可操作性，如果压紧螺母过紧，达到了密封的效果，但手柄杆也会被抱紧很难操作上下移动，如果压紧螺母过松，势必又会造成储罐内液体或挥发性气体泄漏造成安全隐患，该结构存在较大的技术缺陷，同时该专利还存在浮球容易因为粘度大造成粘接在内导向杆，侧部安装感应开关无法自保持，带自检机构外浮筒体积增大成本增高等缺陷。

现有技术的液位开关，因为连杆较长，对现场安装对中性要求较高，如果倾斜安装势必会造成连杆卡死，所以该类型的液位开关可控制的长度通常较小，且控制位置大多不可调节，材料成本也比较高，故障率较高，控制精度较差。

现有技术的液位开关，因为浮球质量过轻，且浮球与连杆一体化结构，为了限制浮球动作的范围，通常需要配套一个安装在侧部的外浮筒，将开关安装在侧方的外浮筒上方。例如专利CN208432911U，增加了很大的成本，且很多原油储罐不能现场动火焊接，所以安装方式的单一性也限制了控制功能的实现。同时浮球过轻，容易受到储罐内液面波动上下动作浮动大，容易造成开关误动作引起误报。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效提高控制的精度，可适用于更低密度液体测量，具有自保持记忆的功能，而且可实现液位的在线自检和免拆卸维护的液位开关。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种液位开关，包括安装在储罐上的安装座，所述安装座上设有导向孔，所述导向孔内活动安装有内导向杆，所述安装座上固定安装有微动开关，所述内导向杆的上端固定安装有内磁钢，所述内磁钢和所述微动开关之间设有向上运动时能触发所述微动开关的上驱动磁钢，所述上驱动磁钢的下端的磁极和所述内磁钢的上端的磁极相同；还包括在储罐内液位上升时，驱动内导向杆向上运动的浮动机构。

作为优选的技术方案，所述浮动机构包括下沉件，所述下沉件和所述内导向杆之间设有柔性连接绳，储罐内液位到达一定高度，下沉件上浮，拉力补偿机构带动导向杆向上运动。

作为优选的技术方案，所述下沉件为沉桶。

作为优选的技术方案，所述拉力补偿机构包括套在所述内导向杆外的弹簧，所述弹簧的下端连接在弹簧挡板上，所述弹簧的上端连接在所述安装座的下表面上，所述弹簧挡板和所述内导向杆之间设有调节机构。

作为优选的技术方案，所述调节机构包括设在所述弹簧挡板上的螺纹孔，所述内导向杆的下端设有外螺纹，所述内导向杆的外螺纹旋合在所述弹簧挡板上的螺纹孔上。

作为优选的技术方案，所述安装座上设有罩住所述内导向杆的上端的密封罩。

作为优选的技术方案，外螺纹上还旋合有抵在所述弹簧挡板下表面的螺母。

作为优选的技术方案，所述安装座的下表面设有套在所述弹簧外的弹簧保护管，所述弹簧保护管包括管体和封堵在所述管体的下管口处的下端盖，所述下端盖上设有供所述内导向杆穿出的过孔，所述弹簧、弹簧挡板位于所述弹簧保护管内，所述内导向杆从所述管体的上管口穿入所述管体并从所述过孔穿出所述管体。所述螺母也位于所述弹簧保护管内，

作为优选的技术方案，所述安装座的下表面设有安装座外螺纹，所述弹簧保护管的上端设有与所述安装座外螺纹配合的保护管内螺纹。

作为优选的技术方案，还包括自检机构，所述自检机构包括自检杆，所述安装座上设有密封壳，所述自检杆套在所述密封壳内并与所述密封壳间隙配合，所述自检杆能在所述密封壳内上下移动，所述自检杆的下端安装有自检杆磁钢，所述弹簧挡板上固定安装有套在所述内导向杆外的导向杆自检磁钢，自检杆磁钢靠近弹簧保护管的一侧磁极和导向杆自检磁钢的外侧磁极相排斥。

作为优选的技术方案，所述沉桶上设有配重调节机构。

由于采用了上述技术方案，一种液位开关，包括安装在储罐上的安装座，所述安装座上设有导向孔，所述导向孔内活动安装有内导向杆，所述安装座上固定安装有微动开关，所述内导向杆的上端固定安装有内磁钢，所述内磁钢和所述微动开关之间设有向上运动时能触发所述微动开关的上驱动磁钢，所述上驱动磁钢的下端的磁极和所述内磁钢的上端的磁极相同；还包括在储罐内液位上升时，驱动内导向杆向上运动的浮动机构；浮动机构包括沉桶及拉力补偿机构，可避免因为密度不准确造成误报警；能有效提高控制的精度，而且可实现液位的在线自检和免拆卸维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中的A-A向剖视图；

图3是图2中I处的局部放大图；

图4是图2中II处的局部放大图；

图5是图2中III处的局部放大图。

具体实施方式

如图1至图5所示，一种液位开关，包括安装在储罐上的安装座1，所述安装座1上设有导向孔，所述导向孔内活动安装有内导向杆3，所述安装座上固定安装有微动开关4，所述内导向杆1的上端固定安装有内磁钢5，所述内磁钢5和所述微动开关4之间设有向上运动时能触发所述微动开关的上驱动磁钢6，所述上驱动磁钢6的下端的磁极和所述内磁钢5的上端的磁极相同；还包括在储罐内液位上升时，驱动内导向杆向上运动的浮动机构。内磁钢与上驱动磁钢采用磁耦合驱动原理，内磁钢与微动开关腔室完全隔离，内磁钢与上驱动磁钢上下结构设计，上驱动磁钢直接作用在微动开关触点位置，减少了驱动组件，同时也达到了自保持记忆的功能，安全可靠性能更高。

所述浮动机构包括下沉件，所述下沉件为沉桶7，所述沉桶7和所述内导向杆3之间设有柔性连接绳11，储罐内液位到达一定高度，沉桶上浮，拉力补偿机构带动导向杆向上运动。内导杆管与沉桶柔性连接，沉桶能够实现自找中，内导向杆上端不容易偏心卡死造成故障。柔性连接绳能防止硬杆连接造成的卡死，同时也可通过调节柔性连接绳的长度实现报警位置调整。

柔性连接绳连接结构，不仅仅适用于侧部附加外浮筒安装方式，也可采用直接在测量储罐顶部安装的形式，同时安装对中性要求也远远低于硬连接杆结构形式，有效的拓展了该技术方案的应用范围。

所述拉力补偿机构包括套在所述内导向杆外的弹簧12，所述弹簧12的下端连接在弹簧挡板13上，所述弹簧12的上端连接在所述安装座1的下表面上，所述弹簧挡板13和所述内导向杆之间设有调节机构。

微动开关与内磁钢采用上下直通式磁耦合原理，当液位上升时，沉桶浮力增大，内导杆管受沉桶向下的拉力和弹簧向上的拉力作用向上移动，同性磁极排斥微动开关下端的上驱动磁钢闭合微动开关触点发生动作并一直保持，直至液位下降到报警位置点以下，上驱动磁钢因为重力作用会断开微动开关触点，可实现自保持的功能。

拉力补偿机构，能防止因浮力过小造成的微动开关不动作。

所述调节机构包括设在所述弹簧挡板13上的螺纹孔，所述内导向杆3的下端设有外螺纹，所述内导向杆13的外螺纹旋合在所述弹簧挡板上的螺纹孔上。通过所述调节机构可以方便的调整补偿力大小，可适用于更多的密变化或报警位置精确调整，同时弹簧提供的的补偿力能应用于适应更大的粘度需求。

所述浮动机构包括沉桶7，所述沉桶7上设有配重调节机构。所述沉桶7包括上封头8、下封头9和安装在所述上封头和所述下封头之间的沉桶管10。

沉桶替代传统的空心浮球，其沉桶采用实心或厚壁管，配重调节机构可采用实心件，避免了因为空心结构腔体内漏造成的重力加大。其沉桶质量较重，壁厚较厚或直接采用实心结构，其耐压性能和自找中性能优于空心浮球，且无需内导向导杆，可减少因粘度造成的浮球无法动作的故障，该结构能更适用于高粘度、高温高压测量介质。

所述配重调节机构包括在下封头9下端焊接有配重螺纹杆22，在配重螺纹管22上可以装配若干的实心配重块23。可实现沉桶质量的调节实现报警动作位置的微调，适用于不同的密度介质测量或修正因密度变化造成沉桶沉浸在被测液体深度报警位置偏差，提高了报警控制的精度。

所述柔性连接绳的上端连接在所述内导向杆向下穿出管体的一端，所述柔性连接绳的下端连接在所述沉桶上。

所以可以通过调节弹簧挡板的位置来达到调节弹簧下端和内导向杆相对位置的目的，拉力补偿机构能实时补偿沉桶的拉力，为沉桶采用厚壁管或实心设计提供了可实施条件。弹簧可对沉桶重力增大进行拉力补偿，同时弹簧可以适用于密度更小的测量液体。可调节设计是为了适用于不同质量的沉桶。

外螺纹上还旋合有抵在所述弹簧挡板下表面的螺母14。

所述安装座上设有罩住所述内导向杆的上端的密封罩15。所述液位开关采用非接触磁耦合测量原理，可以实现测量控制的液体与电子控制开关完全隔离，达到耐高压以及耐高温的目的，同时提高了开关的安全性能。

本发明主要应用于高温高压或比较粘稠的液位储罐测量自动化报警控制领域，可实现液位自动报警或控制功能的一种液位开关。本开关为非接触磁耦合原理，可实现耐高温高压应用场合。设计包括沉桶及拉力补偿机构，可避免因为密度不准确所造成的误报警；设置有弹簧保护管，可解决原有设计容易卡死造成故障无法报警的情况；将沉桶与内导向杆设置为钢丝绳软连接结构，可方便调整液位报警位置，实现液位报警位置的调节，还能防止硬杆连接造成的卡死；优化了微动开关与止推磁钢的力传动结构，实现了液位报警的自保持记忆功能，有效的提升了控制的稳定性，提高了连锁控制的安全性能；增加了一套可实现不拆卸就能自检的维护的一个自检装置，方便了日常生产和维护效率成本。

所述安装座的下表面设有套在所述弹簧外的弹簧保护管16，所述弹簧保护管包括管体和封堵在所述管体的下管口处的下端盖17，所述下端盖17上设有供所述内导向杆穿出的过孔18，所述弹簧、弹簧挡板位于所述弹簧保护管内，所述内导向杆3从所述管体的上管口穿入所述管体并从所述过孔穿出所述管体。所述螺母14也位于所述弹簧保护管内。

所述安装座的下表面设有安装座外螺纹，所述弹簧保护管16的上端设有与所述安装座外螺纹配合的保护管内螺纹。

为了防止弹簧3形变过大造成弹性失效，设计增加了弹簧保护管16，弹簧保护管16的上端设有保护管内螺纹，可以直接螺纹连接在安装座外螺纹上，在弹簧保护管的下端设计有带内孔的下端盖17，当弹簧3的弹性形变过大时，会通过下端盖进行限位保护，同时该弹簧保护管设计的螺纹连接结构，也方便拆卸。

当测量储罐内液体液位上升时，沉浸在液体中的沉桶的没入液体中的体积就会增大，其浮力就会增大，拉力补偿机构的弹簧就会带动内导向杆上移，内导向杆上端的内磁钢上移，当内磁钢上移到一定距离后，上驱动磁钢就会因为同极性磁力排斥将微动开关触点进行闭合，随着液位继续上升，其上驱动磁钢始终保持在将微动开关闭合的状态，当液位下降之后，上驱动磁钢由于受到自身重力作用，就会下落，从而断开微动开关的触点，为防止由于沉桶的质量过大或液位下降过快，造成拉力补偿机构内部的弹簧形变过大造成损坏失效，其设计了有下端盖，弹簧保护管既能起到保护弹簧的目的，也能保证弹簧以及内导向杆的对中性能，弹簧保护管的可螺纹拆卸结构，方便安装维护。

还包括自检机构，所述自检机构包括自检杆21，所述安装座上设有密封壳18，所述自检杆21套在所述密封壳内并与所述密封壳间隙配合，所述自检杆21能在所述密封壳18内上下移动，所述自检杆的下端安装有自检杆磁钢19，所述弹簧挡板上固定安装有套在所述内导向杆外的导向杆自检磁钢20，自检杆磁钢20靠近弹簧保护管的一侧磁极和导向杆自检磁钢的外侧磁极相排斥。自检杆位于密封壳内，目的是密封壳内腔完全和储罐内进行隔离，在需要自检或维护操作时，使得自检杆17在密封壳内上下运动，注意观察微动开关的通断来实现自检的效果，避免了现场将安装座1整体拆卸下来检修的情况，同时如果内导向杆3如果有轻微的卡顿，也能通过自检杆非接触磁耦合排斥实现维护的目的，因为整体采用非接触完全隔离的方式，避免了泄露的完全隐患。

所述自检杆和所述密封壳之间设有自检杆锁紧机构。自检杆锁紧机构能锁定自检杆的位置，在未进行自检时，使得自检杆磁钢远离所述导向杆自检磁钢，避免影响内导向杆移动。所述自检杆锁紧机构可以采用转动安装在所述密封壳开口的限位螺母，自检杆具有与所述限位螺母配合的外螺纹，通过转动限位螺母，调节自检杆和限位螺母的相对位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。