ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ

Полезная модель относится к криогенным бортовым топливным системам для автотранспорта, работающего, например, на сжиженном природном газе (далее в тексте - СПГ).
В настоящее время применяются измерители уровня СПГ в криогенном баке, основанные на измерении разницы давлений в нижней и верхней части бака (высота столба СПГ измеряется дифференциальным манометром), а также рычажно-поплавковые.
Оба типа уровнемеров (с дифференциальным манометром и рычажно-поплавковые) работают неустойчиво во время заправки, что ограничивает их использование в качестве сигнализаторов максимально допустимого уровня жидкости. (Горбачев С.П., Попов В.П. «Современные криогенные бортовые топливные системы для автотранспорта на СПГ», журнал «Транспорт на альтернативном топливе» №6, 2008 г., с.с.66-69.)
Уровнемеры с дифференциальным манометром во время заправки работают неустойчиво из-за колебаний столба жидкости в подводящих к манометру трубопроводах (при увеличении в баке уровня СПГ, под возросшим давлением, он движется из бака наружу к манометру, а испаряясь, часть СПГ направляется обратно в бак, и так далее - процесс неоднократно повторяется).
Известен рычажно-поплавковый измеритель уровня СПГ, расположенный во внутреннем корпусе криогенного бака, сообщенного с наружным корпусом указанного криогенного бака двумя торцевыми опорами, причем упомянутый измеритель уровня состоит из бесконтактного датчика уровня, поплавка и связанного с ним рычага, на котором закреплен магнит. [Горбачев С.П., Попов В.П., Подосинников В.В., Полохов В.Г. (ООО «ВНИИГАЗ») «Стенд для испытания криогенных бортовых топливных систем» (материалы конференций "Опыт и проблемы использования природного газа в качестве моторного топлива" и "Альтернативные энергоносители на основе газовых технологий: СУГ, СПГ, СЖТ, топливные элементы, ДМЭ, биогаз", 27-28 сентября 2005 г., Москва, МВК «Сокольники»), Информационный бюллетень НГА №4 (21), декабрь 2005 г., рис. Конструкция криогенного топливного бака ЭКИП]
2
Недостатки известного измерителя уровня СПГ состоят в следующем. При заправке происходит интенсивное перемешивание оставшегося в баке СПГ с вновь поступающим топливом. Находящиеся на дне криогенного бака частицы отложений (такие, как например масло, кристаллы CO, гидраты метана, механические частицы и т.д.) взбалтываются и в виде взвеси попадают в зону трения между подвижными деталями (рычаг с магнитом) и опорными частями рычажно-поплавкового механизма, что приводит к заеданиям в его перемещении и сбое в показателях измерителя уровня.
Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый измеритель, заключается в устранении указанных выше недостатков, и, соответственно, в повышении надежности работы измерителя уровня при всех режимах эксплуатации.
Указанный технический результат достигается за счет того, что измеритель уровня, включающий поплавок и связанный с ним рычаг, на котором закреплен магнит, расположенные внутри криогенного бака, внутренний и внешний корпуса которого скреплены торцевыми опорами, согласно полезной модели содержит два дополнительных магнита, датчики Холла и индикатор, причем упомянутые два дополнительных магнита жестко закреплены на валу, установленном внутри торцевой опоры, соосно с ней, при этом указанный вал установлен в торцевой опоре с возможностью вращения, упомянутые дополнительные магниты установлены с возможностью взаимодействия с магнитом, закрепленным на рычаге, а датчики Холла расположены напротив упомянутых двух дополнительных магнитов и связаны с индикатором.
Заявленная конструкция измерителя уровня позволяет избежать сбоев в его работе за счет отсутствия зоны трения между подвижными частями рычажно-поплавкого механизма заявленного измерителя и других частей измерителя, находящихся внутри торцевой опоры криогенного бака, а, соответственно, исключение нарушения работы измерителя в целом, что в свою очередь повышает долговечность работы заявленного измерителя и надежность его конструкции.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, на которых представлены общий вид измерителя уровня, применяемого в криогенном баке (Фиг.1), а также разрез А-А по Фиг.1 (Фиг.2).
На Фигурах 1, 2 показана конструкция заявленного измерителя уровня на примере измерителя уровня СПГ в криогенном баке. Измеритель расположен во внутреннем корпусе 2 криогенного бака, причем упомянутый внутренний корпус 2 соединен с наружным корпусом 1 торцевыми опорами 3, а сам измеритель состоит из поплавка 4 и связанного с ним рычага 5, на котором закреплен магнит 6 (Фиг.2). Кроме того измеритель включает в себя первый и второй дополнительные магниты 7 и 8, закрепленные на валу 9, который установлен внутри торцевой опоры 3 криогенного бака с возможностью вращения, а также из датчиков Холла 10 и связанный с ними индикатор 11.
Заявленная конструкция измерителя уровня работает следующим образом. При изменении уровня СПГ соединенный с рычагом 5 поплавок 4 начинает перемещаться (вращаться вокруг оси рычага), что приводит в действие закрепленный на рычаге 5 магнит 6, перемещение которого происходит вблизи торцевой опоры 3 криогенного бака, в результате чего не происходит контакта магнита 6 и рычага 5 с остальными частями измерителя уровня. Во внутренней полости торцевой опоры 3, на установленном соосно ей валу 9, жестко закреплены первый и второй дополнительные магниты 7 и 8. Первый дополнительный магнит 7 может быть расположен на одном конце вала 9, вблизи от рычага 5 и магнита 6, а второй дополнительный магнит 8 - на другом конце вала 9, вблизи от установленных с наружной стороны криогенного бака, напротив указанных дополнительных магнитов 7 и 8, датчиков Холла 10. Перемещаясь, магнит 6 приводит во вращение дополнительные магниты 7 и 8, на что реагируют датчики Холла 10, связанные с индикатором 11. Датчики Холла 10 реагируют на изменение магнитного поля, вызванного поворотом второго дополнительного магнита 8 и передают информацию на индикатор 11, индицируя положение поплавка 4, а соответственно - уровня СПГ внутри криогенного бака.
Полезная модель позволяет избежать сбоев в работе измерителя уровня и обеспечивает его эксплуатацию в любом режиме.