專利名稱:電加熱器式液體界面探測器的制作方法
本實用新型既是一種液體界面探測器，又是一種液體加熱器。它適用于各種形式(包括敞開式或密閉式)的容器內(nèi)能互相分離的液體界面或氣、液界面的定位(限位)探測，特別適用于粘性較大的液體(如燃料油、重油等)以及含有凝固點較低的雜質(zhì)(如石蠟、硫磺、松香等)的液體界面的探測，同時可對被探測的液體進行加熱。它涉及到船用或陸用各種類型的油水分離裝置中油水界面的限位(定位)探測及污油(水)加熱，也涉及到其他裝置或系統(tǒng)中液體界面的定位探測及其加熱。
液體界面探測器(以下簡稱探測器)是一種廣泛用于船舶、石油、化工、環(huán)保等部門中作自動探測液體界面用的重要部件，它的性能好壞將直接影響整臺自控裝置或整套自控系統(tǒng)的正常工作。目前，國內(nèi)外常見的探測器型式有電容式、電阻式、浮球開關(guān)式等，據(jù)交通部防止海洋油污染技術(shù)考察組編寫的《國外防止海洋油污染技術(shù)考察報告》介紹，以電容式探測器使用較為普遍。同時，亦有組裝式(即多探頭)探測器問世。這些現(xiàn)有的探測器雖然都能起到探測液體界面的作用，但是它們都存在一個共同的缺點，即當(dāng)探測器的探測頭(一般為由一根金屬棒組成)浸入探測液體部分被污油垢(如燃料油垢、重油垢等)或凝固點較低的雜質(zhì)(如石蠟、松香、硫磺等)全部“沾污”(包住)以后，該探測器便馬上失去其探測液體界面的功能，從而導(dǎo)致整臺自控裝置或整套自控系統(tǒng)中液體界面自動探測工況失控，極大地降低了整臺自控裝置或整套自控系統(tǒng)的工作可靠性。對于上述探測器探頭被雜質(zhì)等“沾污”(包住)的問題，目前一般采用下列幾種方法來解決一種方法是直接加熱液體，以降低污油垢及雜質(zhì)的粘度。這種方法在裝置中需增設(shè)加熱器，而加熱器和液體界面探測器是分離開的部件(即為獨立部件)；另一種方法是在探測器的探測頭上涂一層聚四氟乙烯，如日本“兵神機械工業(yè)”生產(chǎn)的“HSN型油水分離裝置”上所安裝的探測器就是這樣。但聚四氟乙烯涂層易于損壞，且長時間使用仍免不了被污油垢等雜質(zhì)“沾污”(包住)而失效；再一種方法是在探測器中預(yù)埋入一根吹氣管，定時或連續(xù)地用壓縮空氣通過吹氣管吹去探測頭上的沾污物，如丹麥“BOLACO閥門公司”制造的“DVZ型油水分離裝置”上就采用了這種型式的探測器。該方法對粘度較低的污油垢等雜質(zhì)效果顯著，但對粘度較高的污油垢等雜質(zhì)效果較差，且多了一根吹氣管，使探測器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。上述這些方法都不能徹底解決探測器探頭被污油垢等雜質(zhì)“沾污”(包住)的問題。
本實用新型的目的是在研究現(xiàn)有各種液體界面探測器及液體加熱器的基礎(chǔ)上，提出一種新穎的結(jié)構(gòu)形式，它能徹底克服探測器的探測頭被污油垢等雜質(zhì)全部“沾污”而失去其探測液體界面功能的缺點，充分地保證了探測器工作的可靠性，同時，還可滿足對液體進行加熱的要求，擴大了使用功能，簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，減少維修。
本探測器主要包含有探測頭、基座、托盤和保護罩。其托盤和基座連在一起，探測頭穿過下托盤與引線螺釘相連，再加上防護罩。其主要特征在于探測頭是由電熱絲外套金屬管(或稱加熱管)組成，電熱絲與加熱管之間是高度絕緣的；加熱管又與基座絕緣；同時，加熱管之間亦互相絕緣；加熱管的高度分別與液體定位界面和報警界面的位置相一致，其中，電熱絲與電源接線相通，加熱管與控制接線相通。即，將探測頭做成電加熱器式，使得它既可作探測器的探測頭，又可用它來加熱液體，作電加熱器用，達到了探測頭不被污油垢等雜質(zhì)“沾污”(包住)的目的。
下面結(jié)合附圖進一步敘述本實用新型的實施。
圖1——正剖視圖；圖2——除去防護罩的俯視圖；圖3——A－A剖視圖；圖4——B－B剖視圖；圖5——C－C剖視圖；圖6——接線示意圖。
其中1——螺母2——彈簧墊圈3——平墊圈4——基座5——下位報警探頭6——下限位探頭7——上限位探頭8——絕緣填料9——電熱絲10——托盤11——引線螺釘12——引線螺釘，(即控制接線柱d、e、f)13——防護罩14——螺釘15——彈簧墊圈16——平墊圈
17——蓋板18——出線橡膠圈19——密封圈20——絕緣套21——引線螺釘，(即電源接線柱a、b、c)22——連接板23——連接板24——螺母25——彈簧墊圈26——平墊圈27——彎連接板28——防護筒29——絕緣填充料30——螺母31——預(yù)埋螺母其制作方法為1、根據(jù)限位(或定位)界面和報警界面的多少取相應(yīng)根金屬管，通常液位界面取上、下限位及下位報警界面，或取上、下限位及上、下位報警界面較多，則取三根或四根金屬管。本實施以最常見的上、下限位及下位報警界面為例來具體敘述。取三根不銹鋼管或其他金屬管，一般根據(jù)所要求的上、下限位及下位報警界面的位置彎制成不同高度的“U”形管(其他形狀也可以)5、6、7作為加熱管，在管內(nèi)裝入電熱絲9及絕緣填料8(如結(jié)晶氧化鎂等)作為本實用新型的探測頭。
2、將絕緣材料制成的托盤10與不銹鋼(或其他金屬)基座4靠螺紋連接成一體，見圖1及圖5所示。然后將制造好的探測頭中的三根加熱管5、6、7按圖1所示穿過托盤10，把加熱管中的電熱絲9二端穿過絕緣套20分別與引線螺釘11(即電源中線接線柱)、21(即電源接線柱a、b、c)相連，用彎連接板27套在三只引線螺釘11上，使它們構(gòu)成電源中線(星形接法)，再用螺母1，彈簧墊圈2，平墊圈3固定住彎連接板27，見圖4所示。
3、在距探測頭的“U”形加熱管5、6、7一端管口約5mm處分別與連接板22、23相連接，如圖3所示，且在連接板22、23的另一端分別旋入引線螺釘12，用作控制接線柱d、e、f。加熱管5、6、7的另一端封閉在絕緣層內(nèi)。
4、套上絕緣防護筒28，其可用酚醛布棒(管)制造，然后在防護筒28與加熱管5、6、7等空間的充填入絕緣填充材料29，此填充料應(yīng)為較容易固化的糊狀、粉狀或粒狀材料。如 甲醛壓塑粉(電玉粉)，工業(yè)陶瓷等。將帶有預(yù)埋螺母31及與其連結(jié)螺母30的蓋板17套在引線螺釘12、21上，再用平墊圈3、彈簧墊圈2，螺母1緊固在引線螺釘12及21上。
5、在蓋板17外側(cè)套上密封圈19(一般用“O”形密封圈)，將裝有橡膠出線圈18的防護罩13壓在密封圈19上，再用螺釘14穿過彈簧墊圈15、平墊圈16、防護罩13與預(yù)埋螺母31用螺紋連接，從而把防護罩13緊固在探測器頂部位置。
至此，完成了本實用新型的實施。
本探測器的工作原理如下如圖6所示，在接線柱a、b、c上接入三根電源線，在接線柱d、e、f上接入三根控制線。由上、下限位(定位)及下位報警極限探測頭分別探測到的不同電信號(即探測頭與基座間的電阻變化或電容變化)傳送給自控設(shè)備，由自控設(shè)備發(fā)出顯示或控制信號以表示實際的液體界面是否已達到(或越過)其上限、下限或報警極限位置，使探測器起到探測液體界面的作用。同時，由于接入電源，電流流過電熱絲發(fā)出大量的熱量，這些熱量首先傳送給加熱管，使加熱管上溫度可高達數(shù)百度以上，足以使“沾污”在其上的污油垢、硫磺、石蠟、松香等雜質(zhì)的粘度大大下降，變成液狀流動態(tài)后從加熱管上流掉，保持了整個加熱管的“清潔”，使探測器一直處于最佳工作狀態(tài)，從而解決了目前所有探測器易被“沾污”(包住)的問題。
在探測頭未被“沾污”(包住)而能正常工作時，為節(jié)省能源，可切斷電源，這時，本探測器就象通常的探測器一樣僅起探測液體界面的作用。
當(dāng)探測頭被污油垢等雜質(zhì)“沾污”(包住)后，本探測器不能正常工作，此時再接入電源，或者使電源處于定時斷續(xù)工作狀態(tài)，以節(jié)省能源。
如果僅需對液體加熱而不需要探測界面，這時可切斷控制線，使該探測器僅起電加熱器的作用。
因此，本實用新型使用方便，靈活、多功能。它既可作液體定位(限位)界面的探測，又可對液體進行加熱，起到了探測器和加熱器的雙重作用。
本探測器與目前國內(nèi)外所采用的各種型式的探測器、電加熱器相比具有其獨突的優(yōu)點，現(xiàn)具體敘述如下1、與常見的電加熱器比較具有如下優(yōu)點1.1常見的電加熱器僅起加熱液體的作用，而本探測器同時又可起探測液體界面的作用，擴大了其使用功能。
1.2常見的電加熱器由于其加熱管與基座不絕緣，有大量的熱量損失，加熱效果不佳，而本探測器中由于加熱管已與基座絕緣，減少了大量的熱量傳導(dǎo)損失，提高了電加熱器的加熱效率。
2、與常見的探測器比較具有如下優(yōu)點2.1常見的探測器僅起探測液體界面的作用，而本探測器同時又可起加熱液體的作用，擴大了起使用功能。
2.2常見的探測器存在因受污油垢或凝固點較低的雜質(zhì)全部“沾污”而失去其探測液體界面功能的缺點，(此時須將此探測器從安裝位置上卸下來，手工進行擦洗后再裝上使用)而本探測器由于直接利用電加熱器的加熱管作探測器探頭，在電加熱器工作時，它本身一直處于高溫狀態(tài)，使原來粘附于其上的沾污物粘度極大地下降，變成液體狀流動態(tài)，從加熱管上流掉，因而本探測器不受污油垢等雜質(zhì)的“沾污”，是一種長壽命的、工作可靠的探測器。
3、與國外采用的較為先進的探測器比較具有如下優(yōu)點3.1國外多數(shù)探測器仍采用單個探頭安裝的電容式探測器，如日本“兵神機械工業(yè)”生產(chǎn)的“HSN型油水分離裝置”上就采用了這種形式的探測器。其對污油垢等雜質(zhì)的“沾污”問題采取了在探測器探頭表面涂一層聚四氟乙烯來預(yù)防“沾污”，但在裝、卸及保存此探測器時不得損壞其表面的聚四氟乙烯，否則，此探測器將徹底損壞；另外，隨著使用時間的積累，其仍免不了會被污油垢等雜質(zhì)全部“沾污”而失效。而本探測器由于探頭(加熱管)為金屬材料制成，不易損壞，且有三個探頭組裝于一體內(nèi)，可探測三個限位的液體界面，又不受污油垢等雜質(zhì)“沾污”，極大地提高了探測器工作的可靠性。
3.2國外亦研制了多個探頭組裝在一起的探測器，如丹麥“BOLACO閥門公司”制造的“DVZ型油水分離裝置”上就采用了這種型式的探測器，其對污油垢等雜質(zhì)的“沾污”問題采取了在探測器中預(yù)埋入一根吹氣管(此管出口對準(zhǔn)探測器的探頭)，定時或連續(xù)地用壓縮空氣通過吹氣管吹去探頭上的沾污物。此法對粘度較小的污油垢等雜質(zhì)效果顯著，但對粘度較大的污油垢等雜質(zhì)就不那么有效了，如此油水分離裝置長期工作在處理含有粘度較大的污油或雜質(zhì)的油污水，則此探測器最終仍將被“沾污”而失效；另外，多了一根吹氣管，使探測器構(gòu)造復(fù)雜，同時，還得耗用一定量的壓縮空氣。而本探測器直接利用油水分離裝置上的電加熱器加熱管作探頭，簡化 結(jié)構(gòu)，降低了成本，節(jié)省了大量的原材料。利用電加熱器工作時發(fā)出的熱量除去探頭上的沾污物，效果十分顯著。
3.3由于本探測器的探測頭做成電加熱器式，使本探測器既是一種液體界面探測器，又是一種液體加熱器。
權(quán)利要求
1.一種電加熱器式液體界面探測器由探測頭、護罩(13)、托盤(10)以及和其聯(lián)在一起的基座(4)組成，其特征在于探測頭由電熱絲(9)外套金屬管(也稱加熱管)(5)、(6)、(7)組成，且電熱絲(9)與加熱管(5)、(6)、(7)之間填有絕緣填料(8)，電熱絲與電源接線柱相通，加熱管與控制接線柱相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電加熱器式液體界面探測器，其特征在于加熱管的高度與液體限位界面及報警界面的位置相一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電加熱器式液體界面探測器，其特征在于探測頭的加熱管與其基座之間是完全絕緣的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電加熱器式液體界面探測器，其特征在于加熱管之間是互相絕緣的。
專利摘要
電加熱器式液體界面探測器既是一種液體界面探測器，又是一種液體加熱器。其主要特征在于探測頭由電熱絲外套金屬管(加熱管)組成，即把探測頭做成電加熱器式，使它不被污油垢等雜質(zhì)“玷污”。同時，也可單獨作為電加熱器加熱液體。它適用于各種形式的容器內(nèi)液體界面或氣、液界面的限位探測，特別適用于粘性較大的液體(如燃料油等)以及含有凝固點較低雜質(zhì)(如石蠟等)的液體界面探測及液體加熱。
文檔編號G01F23/22GK87201035SQ87201035
公開日1988年1月13日 申請日期1987年2月11日
發(fā)明者沈慶良 申請人:交通部上海船舶運輸科學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan