[发明专利]用于高温高压或高压低密度介质的浮子式液位计

说明书

技术领域

本发明涉及液位测量领域，特别涉及用于高温高压或高压低密度介质的浮子式或磁浮子 式液位计。

背景技术

液位计是应用场合极其广泛的仪表，已有的液位测量仪表，种类繁多，五花八门。现针 对高温高压容器、介质为强腐蚀性或压力高而介质密度低的场合，作如下分析：

在高压或高压低密度的场合应用浮子式液位计时，由于压力高或压力高并且介质密度低， 其浮子的制造是很困难的，对于高温高压场合则浮子的制造更加困难：因为金属材料在高温 下强度降低，则浮子的壁厚需随之增加，压力同时高时，浮子的壁厚进一步增加，导致浮子 的重量增加，使浮子液位计的灵敏度降低甚至不能用，若增大浮子直径来提高灵敏度，其壁 厚随之相应增加，且使浮子室的直径和壁厚相应增加，从而使磁耦合件由于浮子壁厚与浮子 室壁厚的增加的原因导致磁耦合件作用距离的增加而减弱了磁耦合件的作用力，甚至不可使 用。要保证磁耦合件的作用力，其办法是浮子直径尽可能小，相应的浮子室直径小来降低两 者的壁厚，以此使磁耦合件的耦合作用在有效间距内。由此，浮子的灵敏度极低，尤其低密 度介质时，浮子及浮子室均需制作的很长，甚至由于浮子的比重大而不能使用。

如ZL89210640.9所述，该液位计采用滚动摩擦减小了摩擦力，它的不足之处在于：1、信 号远传部分需另加一个带骨架的滑线电阻器和滑线电阻器的活动臂，使结构复杂，另外增加 了摩擦力。2、就地指示不清晰。3、虽提到浮子以球状为简单，但在浮子采用非铁磁性材料 时，在水线(液位线)或赤道带镶嵌铁磁性材料，由此会形成滑动摩擦导致摩擦力大，可见 该发明人只考虑到球状浮子制造简单，再加上在水平线或赤道带镶嵌铁磁性材料，并提到滑 动摩擦除垢，可见该发明人并未考虑浮子形状对摩擦力的影响。如ZL200410015416.7所述， 该液位计较好地解决了高压锅炉的应用，但其磁车需要4个轮，否则游标会偏转或上下晃动而 无法使用，这样一则使结构复杂，二则使磁车重量被增加，进而增加了浮子的载荷，这相当 于浮子重量的增加，难以满足在高温高压或高压低密度介质场合的使用。浮子与浮子室为滑 动摩擦，摩擦力大，显示滞后，误差大。现场指示与远传用了二个结构件或固定骨架，使结 构复杂。远传信号不连续。

为了解决上述的问题，人们又想出了一些其它解决方法。

如ZL97213710.6所述，它采用了磁耦合结构，并在浮子室外的色带上加配重来平衡浮子 的重量，有利于提高它的使用温度和压力范围，并使它满足低密度场合的使用，但它的不足 之处在于：1.工作压力高时，磁耦合件之间的隔板会很厚，该隔板的轴向端面是平的，它相 当于管道上的法兰或盲板，其厚度由工作压力、温度、直径、选用的材料决定的，接标准设 计会很厚，该隔板若厚度很大，会使磁耦合力太小直至不起作用，磁吸力的衰减与距离是呈 几何级的，若在圆形管道外径向耦合，其壁厚会小很多，做压力容器或管道设计的都会计算 出该壁厚，查压力容器或管道设计手册亦可计算出来，同时可见耗费材料多。2.浮子室内件 多，腐蚀介质场合需全部选用耐腐蚀的材料，增加了制造成本。3.内用钢丝和钢带，介质波 动易引起断裂，影响寿命。4.夜间或黑暗场合目测困难。5.现场指示和远传用了两套结构，结 构复杂，影响可靠性，制造成本高。6.上、下两个滑轮拉紧色带，增加了摩擦力，影响灵敏 度和测量精度。7.磁耦合件为滑动摩擦，摩擦力大，亦影响精度。

又如ZL94235896.1，ZL200620035810.1，ZL92212184.2，ZL92235650.5和ZL00211305.8 所述，它们的优点是：加装平衡锤补偿浮子的重量。由此，浮子的壁厚允许制造的更厚以满 足压力高时或压力高且密度低时的需要。但它们的不足之处在于：1.高温高压时，必须用昂 贵的高合金钢制作浮子室和平衡锤室，这是两个室，由此大幅度提高了制作成本。2.平衡锤 室会积累凝液，而当平衡锤浸入凝液时受向上的浮力影响测量精度。3.浮子室及与浮子室相 通的平衡锤室内件多，当介质为强腐蚀性时，须选用耐腐蚀材料或作防腐处理。4.高温场合 下，须用高温轴承。5.内件多，影响使用的可靠性，尤其高温场合下。6.远传信号不连续。7. 现场指示在黑暗时难以观测。8.内件多且在受压的浮子室内，故维修麻烦，维修成本高。9. 磁钢在浮子室内，磁钢的退磁温度限制了该液位计的使用温度。