物位是過(guò)程檢測的主要參數之一。物位測量的特點(diǎn)是對象種類(lèi)繁多，工況各不相同。加之被測介質(zhì)的物理性質(zhì)各異，所以物位儀表品種繁多，還在不斷發(fā)展新的檢測原理，每一種儀表只能適用有限的應用范圍。物位檢測作為現場(chǎng)測量的重要參數，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有著(zhù)重要的作用，物位儀表在檢測中分為開(kāi)關(guān)型和連續測量型，開(kāi)關(guān)型測量原理眾多，主要有音叉開(kāi)關(guān)、射頻導納液位計、壓力、浮子、阻旋等，在使用中各種測量原理均有所限制，但在眾多的測量原理中，阻旋料位計可應用于幾乎所有潮濕的、粘性的或油性的散裝物料的滿(mǎn)倉、空倉和需求指標的測量中，并且在#惡劣的條件下也能正常使用。在各行各業(yè)的物料輸送與控制過(guò)程中扮演各種重要的角色。經(jīng)濟，應用范圍廣，維護費用比較低、防腐防塵、耐高溫，wuxu調試即可投人運行，結構簡(jiǎn)單，檢測準確，控制可靠。但由于安裝現場(chǎng)工況復雜，特別是用戶(hù)的安裝孔是小口徑法蘭或者長(cháng)立管，開(kāi)關(guān)的葉片無(wú)法進(jìn)入被測物料倉體，因此本研究旨在設計一種適用于小口徑安裝的彈性可收縮葉片，滿(mǎn)足現場(chǎng)裝配。

 

1設計原理

1.1行業(yè)現狀

        阻旋開(kāi)關(guān)是利用微型馬達做驅動(dòng)裝置，傳動(dòng)軸與離合器相連接，當阻旋開(kāi)關(guān)未接觸物料時(shí)，馬達正常運轉，當阻旋開(kāi)關(guān)的葉片接觸物料時(shí)，馬達停止轉動(dòng)，檢測裝置輸出一接電信號，同時(shí)切斷電源停止轉動(dòng)。當物料下降時(shí)阻旋開(kāi)關(guān)的葉片所受阻力消失，檢測裝置依靠扭力彈簧恢復到原始狀態(tài)。

        現今市場(chǎng)上的阻旋料位計傳感器葉片形式總體概況包括四種，適用測量密度不同的物料。如圖1所示。

        此類(lèi)傳感器的安裝，要求用戶(hù)現場(chǎng)的安裝孔徑大于葉片的直徑。但當安裝孔徑過(guò)小或者長(cháng)立管，標準葉片已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足裝配要求，就可能無(wú)法進(jìn)物料倉;葉片尺寸設計過(guò)小也會(huì )影響測量精度。

 

1.2扭轉彈簧的設計參數

        扭轉彈簧屬于螺旋彈簧。扭轉彈簧可以存儲和釋放角能量或者通過(guò)繞簧體中軸旋轉力臂以靜態(tài)固定某一裝置。扭轉彈簧的端部被固定到其他組件，當其他組件繞著(zhù)彈簧中心旋轉時(shí)，該彈簧將它們拉回初始位置，產(chǎn)生扭矩或旋轉力。如圖2所示。

        扭轉彈簧的材料選擇要求高的彈性極限疲勞極限，一定的沖擊韌性，塑形和良好的熱處理性能。一般可選擇優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼，合金彈簧鋼，有色金屬合金。

        充分考慮載荷條件和功能經(jīng)濟性一般選用碳素彈簧鋼。

        扭轉彈簧的設計參數，如圖3所示:

        其中:E為材料的彈性模量，D為平均螺旋直徑(中經(jīng))，n為圈數，deg為扭轉角，d為材料線(xiàn)徑，X1和X2為長(cháng)度。

        

在材料的彈性極限內，扭轉彈簧的載荷(扭矩)與變形(轉角)特性曲線(xiàn)是才成線(xiàn)性變化的。所以已知#大的工作載荷F和相應的變形入，選擇彈簧材料并通過(guò)設計運算可以確定上述的所有參數，加工彈簧。

 

        設計D1需要注意扭簧壓縮到極限角度時(shí)與心軸的間隙，不可抱死扭轉心軸。

        扭矩公式。

2.3設計原理

        如圖4所示彈性可收縮葉片結構:

1)傳感器連接基座。

2)扭轉軸。

3)葉片。

4)扭轉彈簧。

由于本例選取的對稱(chēng)葉片，所以扭轉彈簧設定X1=X2。

 

        彈簧末端需連接葉片，所以扭轉彈簧末端形式改變。

        彈簧扭轉角需要根據葉片收縮角度確定。

        依據扭轉彈簧的原理設計彈性可收縮葉片:

        當進(jìn)入被測物料創(chuàng )本時(shí)，彈簧受力(人為外力)，葉片收縮，進(jìn)入被測物料倉內(如圖5所示)。

進(jìn)入被測物料倉后，彈簧彈力釋放，將葉片拉回初始位置，葉片正常工作(如圖6所示)。

lNg壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

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如圖7所示，收縮至葉片重疊時(shí)，直徑C#小。

        1)為用戶(hù)現場(chǎng)安裝法蘭口徑大于葉片直徑，可使用普通標準葉片直接安裝進(jìn)物料創(chuàng )本。

        2)為用戶(hù)現場(chǎng)安裝法蘭口徑小于葉片直徑，可采用本設計中的彈性可收縮葉片進(jìn)入安裝倉內，如圖所示，進(jìn)入物料倉之后彈力釋放，葉片恢復初始位置正常工作。

 

4、結語(yǔ)

        物位儀表的現場(chǎng)工況復雜，料位計傳統的傳感器葉片已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足特殊要求，因此需要安裝方便操作簡(jiǎn)單，同時(shí)不影響傳感器正常工作的新型葉片。通過(guò)應用的實(shí)際效果，可收縮彈性葉片滿(mǎn)足安裝要求，并且扭轉彈簧價(jià)格低廉，加工方便。并且只需將傳統傳感器和葉片稍作改型即可，大大縮短了產(chǎn)品的設計周期，降低企業(yè)成本。