202315. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés növel nyomáshatárú úszós szintérzékelők kialkítására
1 HU 202 315 B 2 A találmány tárgya növelt nyomáshatárú úszós szintérzékelő, amely adott esetben több folyadékréteg esetén a folyadékok közötti határrétegek érzékelésére is alkalmazható. Nyomás alatt álló tartályoknál a folyadékszint jelzésére, szabályozására, illetőleg a tartályok töltés-ürítésének vezérlésére széles körben alkalmaznak a tartály falára oldalról vagy felülről, rendszerint karimás csatlakozással felszerelt, különféle úszós szintérzékelőket vagy úszókapcsolókat, amelyeknél a folyadékszint változását az úszókarra szerelt, köríven mozgó úszó követi. Az úszókarra közvetlenül, vagy olyan közvetítő szerelvénnyel, amellyel a kapcsolási hiszterézist lehel befolyásolni, általában mágnest szerelnek, és ez közvetíti - mágnesesen átlátszó karimán keresztül - a tartályon kívül elhelyezett tokozott kapcsolótérben lévő mágnesesen működtetett egy vagy több elektromos kapcsolónak a szintváltozásból származó kapcsolójelet. Ilyen rendszerű kapcsolókat több cég is gyárt, például a LINC (USA), MORREY (GB), Magyarországon pedig a Puskás Tivadar Műszer- és Gépipari Szövetkezet gyárt ilyen kapcsolókat MB- IP, MB-2P típusú szintérzékelőket. Szintérzékelőt ismertet többek között például a HU 184 439 sz. szabadalmi leírás is, ahol olyan úszós szintérzékelő van bemutatva, amelynél az úszó az úszókaron és egy csuklóponton keresztül olyan ellensúlyhoz van csatlakoztatva, amely a tartály túltöltését megakadályozó mechanizmussal van összekapcsolva. Lényegében az összes ismert úszós szintérzékelő úgy van kialakítva, hogy az úszót úgy méretezik, hogy azok a mérendő folyadékban önmagukban ússzanak, majd ezekhez az úszókhoz, velük közvetlenül kapcsolódó, mint az előbb említett HU 184 439 sz. leírásban ismertetett leírásnál, vagy érintkezés nélkül kapcsolódó egyéb beavatkozó vagy jelző elemek vannak csatlakoztatva. Az úszós szintérzékelőket, mint kapcsolókat nagyobb nyomásokhoz, például 2,5-6,4 MPa nyomáshoz is használják, mivel a kapcsolóteret a nyomás alatti tértől tömör karima választja el, így tömítési problémák nem jelentkeznek. A nyomásállóságot azonban nem lehet minden határon túl növelni. A nyomásállóság növelését elsősorban maga az úszó korlátozza. Könnyen belátható ugyanis, hogy bármilyen anyagból, bármilyen kedvező geometriai méretben illetőleg merevítési módszerrel készítjük is el az úszót, mindig lesz egy olyan nyomáshatár, amelynél a szükséges nyomásállóságú úszó a mérendő, illetőleg tervezési folyadékban önmagában már elmerül, mivel a szükséges úszószilárdságot csak az úszótömeg-úszótérfogat arány értékének a folyadéksűrűség fölé történő emelésével lehet elérni. A nyomásállóság növelését tehát elsősorban az korlátozza, hogy az úszó úgy van kiképezve, hogy önmagában ússzon a tervezési folyadékban, azaz az úszó úszási feltétele korlátozza a nyomásállóság növelését, hiszen a nyomásállóság növelésével mindenkor nő az úszó szükséges vastagsága, így tömege is. A találmány célja olyan növelt nyomáshatású úszós szintérzékelő megvalósítására szolgáló elrendezés, amellyel az ismert úszőkapcsoló elrendezések alkalmazását olyan nyomástartományra is kiterjesztjük, ahol az úszó a nyomásállóság biztosítása miatt az adott folyadékban már elmerülne. A találmány alapvető felismerése az volt, hogy az úszó méretezésénél figyelmen kívül hagyjuk azt a feltételt, hogy az úszónak úsznia kell, és csupán a kívánt nyomásállőságúra méretezzük, majd ezt követően egy mechanizmus segítségével, amely az úszóra fejti ki a hatását, az úszás feltételét megteremtjük. A találmány tárgya tehát növelt nyomáshatású úszós szintérzékelő, amely úszóból, úszókarból, ehhez legalább egy csuklóponton kapcsolódó ellensúlykarból és ellensúlyból áll, és legalább egy csuklópont, célszerűen karimán keresztül, a mérendő folyadékot tartalmazó tartályhoz van rögzítve. A találmány lényege abban van, hogy az előírt nyomásállóságúra kialakított, önmagában a mérőfolyadékban elsüllyedő úszó az úszás feltételeit biztosító és az úszó súlyával ellentétes értelmű forgatónyomatékot előállító ellensúlyhoz van csatlakoztatva. Előnyös a találmány szerinti szintérzékelő, ha az úszó úszókarja és az ellensúly ellensúlykarja egyetlen első csuklóponton vannak összekapcsolva, és az első csuklópont ellentétes oldalain vannak elhelyezve. Ugyancsak előnyös a találmány azon kiviteli alakja, amely különösen nagy méréstartományú és nagynyomású szintérzékelőknél alkalmazható, ahol az úszó az úszókarral kél első és második egyszabadságfokú csuklóponton keresztül van egy kétszabadságfokú harmadik csuklóponthoz csatlakoztatva, amely a második csuklóponton keresztül van az ellensúlykaron keresztül az ellensúly kapcsolva, és az első és a harmadik csuklópont van a karimához rögzítve. Ugyancsak előnyös a találmány azon kiviteli alakja, amikor az ellensúly az úszó úszókarja körül szimmetrikusan elosztva van elrendezve. A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti elrendezés egyik példakénti kiviteli alakjának vázlatos rajza, a 2. ábrán egy további, nagy nyomásokhoz alkalmazható példakénti kiviteli alak vázlatos rajza látható, a 3. ábrán a 2. ábrán bemutatott vázlatos elrendezés egy részletesebb kiviteli alakja látható oldalnézetben és részben metszetben, a 4. ábrán pedig a 3. ábra A-A vonal mentén vett metszete látható felülnézetben. Az 1. ábrán látható a találmány egyik példakénti kiviteli alakjának vázlatos rajza. Az 1. ábrán látható elrendezésnél látható 1 úszó, amely 2 úszókaron keresztül kapcsolódik első I csuklóponthoz, amely 5 karimához van rögzítve. Az 5 karima általában a mérendő folyadékot tartalmazó tartály falában van rögzíve. Az első I csuklóponton keresztül kapcsolódik 2 úszókarhoz 3 cllensúlykaron keresztül 4 ellensúly. Látható még az 1. ábrán egy 6 kapcsolóház, amelyben az a kapcsoló vagy azok a kapcsolók vannak elrendezve, amelyeket az 1 úszóval kapcsolódó mágnes működtet. Ennél a kiviteli alaknál a 2 úszókaron elhelyezett 1 úszó az első I csuklópontra nézve kétkarú emelőként mozgatja a 4 ellensúlyt. A 4 ellensúllyal állítható be az a szükséges úszósűrűség, amellyel az 1 úszó úszási feltételei biztosíthatók. Beállítható, hogy a 4 ellensúlyra ható erő és az 1 úszóra ható felhajtó erő együttes forgatónyomatéka tartsa egyensúlyban a rendszert, vagyis az 1 úszó kövesse a folyadékszint változását a folyadék-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
