CN105841774B - 用于液位检测的消泡机构、液位检测装置及蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液位检测的消泡机构，包括腔室(1)和叶片(2)；所述的腔室(1)的前部包括渐扩的开口(11)；所述的叶片(2)设置于所述开口(11)的底部；所述的叶片(2)可绕自身轴线转动。本发明的消泡机构可以在不消耗外部能源的情况下消除泡沫和液面波动的影响，使得液位计能够准确检测液位。

Description

用于液位检测的消泡机构、液位检测装置及蒸发装置

技术领域

本发明涉及液体测量领域，特别涉及一种用于液位检测的消泡机构。此外，本发明还涉及一种液位检测装置和一种具有该液位检测装置的蒸发装置。

背景技术

在现代工业的各类加工工艺，如啤酒发酵，工业废水处理等，由于沸腾或搅拌等原因，罐体内液面经常为气泡波动的状态，根据罐体内的温度和液体流动情况，液面状况又是千差万别的，因此很难通过一般的液位计测量罐体内的液体量。

以蒸发设备内的液面为例，罐体存在液体区、气液混合区和气体区，并且液面波动较大。由于液面波动大，并伴有泡沫，常规的液体接触式液位计无法准确的检测到实际的液位。而超声、雷达式或光电式液位计无法区分气液混合区和液体区，检测到的液体量会大于实际的液体量。对于这样存在泡沫、并且液面波动的容器内的液体，现有技术中的液位计均不能准确地反映出罐体内的液位。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种用于消泡机构，该机构能消除泡沫和液面波动对于液位检测装置的影响，从而使液位检测装置可以准确测量液位。

一方面，本发明提供了一种用于液位检测的消泡机构，包括腔室和叶片；所述的腔室的前部包括渐扩的开口；所述的叶片设置于所述开口的底部；所述的叶片可绕自身轴线转动。

进一步的，所述的腔室的开口呈喇叭状。

进一步的，所述的叶片为螺旋叶片。

另一方面，本发明还提出一种液位检测装置，包括上述的消泡机构和液位计；所述的液位计设置于所述腔室的后部。

进一步的，上述液位检测装置还包括网状件；所述的网状件设置于所述腔室的后部，套装于所述液位计的外部。

进一步的，所述的腔室的底部设有密封部件。

进一步的，所述的密封部件为法兰。

进一步的，上述液位检测装置还包括连通管路，所述的连通管路的一端与所述腔室的后部连通，所述的连通管路上设有阀门。

进一步的，所述的叶片为不锈钢叶片或聚丙烯叶片。

第三方面，本发明还提出一种蒸发装置，包括上述的液位检测装置，以及蒸发容器，所述的液位检测装置的腔室向下倾斜设于蒸发容器的侧壁上。

使用本发明消泡机构时，使消泡机构向下倾斜设置于所处容器中，并将液位计放置在腔室中叶片之后的位置，液体从腔室的前部，即渐扩的开口处进入，液体冲击开口，由于开口从前端至底部其口径逐渐缩小，液体受到开口的挤压，冲击力变大。叶片设置于开口的底部，液体冲击的动能带动叶片旋转，一方面消耗了液体的动能，减小了液面波动，另一方面叶片的旋转可以剪切消除泡沫。当液体通过腔室的开口以及叶片时，泡沫和液面波动的干扰已被消除，设置在腔室中叶片之后的液位计便能够准确测得液位。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所提供液位检测装置的第一个具体实施方式的结构示意图。

图2为本发明所提供液位检测装置的第二个具体实施方式的结构示意图。

图3为本发明所提供液位检测装置的第三个具体实施方式的结构示意图。

图4为本发明所提供蒸发装置的一个具体实施方式的结构示意图。

图5为本发明的液位检测装置用于测量液位的一个具体实施方式的示意图。

图6为本发明的液位检测装置用于测量液位的另一个具体实施方式的示意图。

附图标记说明：

图1至图4附图标记如下：

腔室1；开口11；后部12；密封部件13；叶片2；液位计3；网状件4；连通管路5；阀门51；容器6。

图5至图6附图标记如下：

气体区100；气液混合区200；液体区300；临界区400；液位检测装置500。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参考图1，图1为本发明所提供液位检测装置的第一个具体实施方式的结构示意图。一种用于液位检测的消泡机构，包括腔室1和叶片2；所述的腔室1的前部包括渐扩的开口11；所述的叶片2设置于所述开口11的底部；所述的叶片2可绕自身轴线转动。

开口11的底部是指开口11的口径较小的一端。腔室1的开口11的长度和口径根据所处容器的体积及液面状况进行调整。例如，对于大型容器，其液面的波动剧烈，应适当增加开口11的长度和口径，使开口11深入容器内壁，从而使得有足够的长度和口径差用于提高液体冲击力。

叶片2可以是一体式的可绕自身轴线转动的叶片，也可以是由数片单独的叶片围绕某一轴线组合而成的组合式的叶片，所述的组合式的叶片绕自身轴线转动系指绕组合式叶片整体的轴线转动。

使用该消泡机构时，使消泡机构向下倾斜设置于所处容器中，并将液位计放置在腔室1中叶片2之后的位置。液体从腔室1的前部，即渐扩的开口11处进入，液体冲击开口11，由于开口11从前端至底部其口径逐渐缩小，液体受到开口11的挤压，冲击力变大。叶片2设置于开口11的底部，液体冲击的动能带动叶片2旋转，一方面消耗了液体的动能，减小了液面波动，另一方面叶片2的旋转可以剪切消除泡沫。当液体通过腔室1的开口11以及叶片2时，泡沫和液面波动的干扰已被消除，设置在腔室1中叶片2之后的液位计3便能够准确测得液位。

上述消泡机构安装、拆卸维护简便，不需要对现有设备进行大量改造，也无需采用其他昂贵的检测设备，只需对现有设备进行简单的改造，即可消除泡沫和液位波动的干扰，使普通液位计达到准确检测液位的目的。

请参考图1和图3。图1至图3分别为本发明所提供液位检测装置的三个具体实施方式的结构示意图。腔室1的开口11呈喇叭状。

根据所处容器的体积及液面状况选择不同的喇叭状的开口11，例如图1所示的直线喇叭状开口、图2所示的双曲线喇叭状开口或图3所示的抛物线喇叭状开口等。根据不同的液面状况，可适当选择不同的喇叭状开口。例如在所处容器的体积较大，液面波动特别剧烈的情况下，可以采用抛物线喇叭状开口，抛物线喇叭状开口可以缓冲液面的冲击力，防止冲击力过大时，叶片2转动过于快速，在腔室1内引起旋流过大，反而导致液位计3的无法准确检测液位。

进一步的，在另一个具体的实施方式中，叶片2为螺旋叶片。螺旋叶片不但可以起到剪切消泡、减小液面波动的效果，而且由于螺旋叶片在液体冲击力的推动下转动能产生旋流，旋流可以增强消除泡沫的效果，也能将液体中的多余杂质带出腔室1的后部12，使腔室1的后部12不易累计污垢，发生堵塞。

一种液位检测装置，包括上述的消泡机构和液位计3；上述的液位计3设置于所述腔室1的后部12。

上述腔室1的后部12的内径和深度根据所处容器以及液位计的不同而变化。例如，对于大型容器，其液面的波动剧烈，当气液混合区较高时，应适当增大腔室1的后部12的内径和深度，从而使其有足够的空间消除泡沫和波动液面对液位测量的影响。

上述的液位计3可为接触式液位计或非接触式液位计。所述的接触式液位计系指通过接触液体测量液位的仪表，如电容式液位计、音叉式液位计等。所述的非接触式液位计系指不直接接触液体间接检测液位的仪表，如超声波液位计、雷达液位计、光纤液位计等。在消除了泡沫和液面波动对测量准确度的影响后，上述两种液位计均可准确测得液位。优选接触式液位计，接触式液位计能够准确地测量出测量点的液位情况，并且成本较低，维修保养更方便。

消泡机构具有上述的技术效果，因此具有该消泡机构的液位检测装置也相应的具有上述技术效果。

进一步的，在另一个具体的实施方式中，上述液位检测装置，还包括网状件4，网状件4设置于腔室1的后部12，套装于液位计3的外部。

根据待检测液体的粘度和液体中的杂质的含量的不同，选择不同孔径和材质的网状件。例如，待检测液体的粘度较大，液体中的杂质含量较大，则选择孔径相对较大的网状件，以防止堵塞网状件的情况。

网状件4设于腔室1的后部12，并套装于液位计3的外部，如此，液体依次通过开口11和叶片2后，需再通过网状件4到达液位计3。由于网状件4具有网孔，液体通过网状件4时气泡受到网孔的挤压而破裂，可以进一步增强整个液位检测装置的消泡效果。另一方面网状件4对流动的液体产生微弱的阻力，也能进一步减少液面的波动，消除干扰，使得液位计3能够更准确地检测液位。

进一步的，在一个具体的实施方式中，腔室1的底部设有密封部件13。

由于液位检测装置在使用时为向下倾斜状态，即使液面上升到液位计3能检测到的高度，腔室1的后部12仍可留有一定空间。含泡液体从腔室1的开口11进入，在叶片2的作用下部分泡沫破裂，当液体的液面封住腔室1，泡沫破裂后气体残留在腔室1内，而腔室1的后部12为密封结构13，此时腔室1内部与外界隔绝并形成一定的正压，腔室1内的正压可以进一步挤压泡沫，使得泡沫更易破裂，并且正压也有利于减小液面的波动。

上述的密封部件13为法兰。密封部件13为法兰时，法兰与腔室1通过螺钉连接，法兰与腔室1之间以法兰垫片进行密封。当液位检测装置长时间运行时，难免会在腔室1内、网状件4上会堆积一些杂质污垢，使用法兰拆卸、安装简单，清洗维护便捷。

进一步的，在另一个具体的实施方式中，上述的液位检测装置还包括连通管路5，连通管路5的一端与腔室1的后部12连通，连通管路上设有阀门51。

腔室1的后部12设有密封部件13，当液体的液面超过开口11，则液面与腔室1形成封闭的空间。少量泡沫破灭使得腔室1内形成正压，可以进一步挤压泡沫，使得泡沫更易破裂，并且正压有利于减小液面波动。但如果液体的泡沫很多时，由于大量泡沫在腔室1内破灭，腔室1内聚集大量气体，与外界的压差过大，导致液体无法顺利进入腔室1的后部12而被液位计3检测到。此时打开阀门51，可以迅速将腔室1内的气体通过连通管路5排出，平衡腔室1与外界的气压。因此，连通管路5及阀门51可以调节腔室1内的压力及液体的流动情况。阀门51可以为手动阀门，也可以为自动阀门。上述的自动阀门系指借助于一些外力对阀门进行控制的一种设备，例如压力阀等，当腔室1内的压力大于设定值时，阀门打开；当腔室1内的压力小于设定值时，阀门自动关闭。

进一步的，在另一个具体的实施方式中，上述的叶片2为不锈钢叶片或聚丙烯叶片。

不锈钢叶片耐磨性好，耐高温，耐腐蚀，无毒；聚丙烯耐高温，化学稳定性好，耐冲击，无毒性。液位检测装置常被用于测量高温或具腐蚀性液体的液位，不锈钢叶片或聚丙烯叶片能较好地满足这些特殊液体的测量要求。此外，某些对安全性标准较高的液体，如含食品、药品的发酵液，要求叶片本身无毒性并且不会释放有毒物质，不锈钢叶片或聚丙烯叶片也能较好地满足这些液体的测量要求。

上述的叶片2通过轴套安装于固定轴上，轴套为聚四氟乙烯轴套。叶片2通过轴套固定于固定轴上，在此具体的实施方式中轴套作为滑动轴承，使叶片可以围绕固定轴转动。聚四氟乙烯具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高润滑和无毒害等优点，尤其是低摩擦性能。液体冲击叶片2，使得叶片2转动，由于聚四氟乙烯轴套与固定轴之间的摩擦力非常小，因而当液面波动较弱时，较小的冲击力也可以轻易推动叶片2发生转动，起到消除泡沫，并且消耗液体动能的作用。

请参考图4，图4为本发明所提供蒸发装置的一个具体实施方式的结构示意图。在另一个具体的实施方式中，一种蒸发装置，包括上述的液位检测装置以及蒸发容器6，所述的液位检测装置的腔室1向下倾斜设置于蒸发容器6的侧壁上。

上述液位检测装置具有前述的有益效果，故具有上述液位检测装置的蒸发装置也具有相应的有益效果。液位检测装置的腔室1向下倾斜设置于蒸发容器6的侧壁上，可以起到较好的消泡和减小波动的效果，准确检测液位，若腔室1垂直设置于侧壁上，液体进入腔室1的后部12后，当液面下降，液体不易回流到蒸发容器6内，容易影响检测结果。倾斜的角度取决于蒸发容器6内液体的粘度和液面的波动情况。例如，当液体粘度较大时，冲击腔室1的液体不易回落，此时应适当减小腔室1倾斜的角度。又例如，当液面波动较大或者泡沫较多时，也应适当减小腔室1倾斜的角度。

由于液位检测装置向下倾斜设置，即使液面上升到液位计3能检测到的高度，腔室1的后部12仍可留有一定空间。当液体的液面超过开口11，并且腔室1的后部12设有密封部件13时，则液面与腔室1形成封闭的空间。当液体内泡沫逐渐破裂，释放出空气，此时腔室1内形成正压，挤压泡沫，有利于进一步消泡，正压也有助于减小液面波动。

图5为本发明的液位检测装置用于测量液位的一个具体实施方式的示意图。图6为本发明的液位检测装置用于测量液位的另一个具体实施方式的示意图。

请参考图5，在一个具体的实施方式中，液位检测装置500用于检测含泡沫的波动液面的液位，液位检测装置500处于气液混合区200。此时常规液位检测装置可能在液面波动或泡沫冲击下，显示液面有效。而本发明的液位检测装置500消除泡沫和液面波动的影响，液位计显示此时无液位信号。

请参考图6，在另一个具体的实施方式中，液位检测装置500用于检测含泡沫的波动液面的液位，液位检测装置500处于气液混合区200和液体区300之间的临界区400。在液面波动幅度较大的情况下，例如在蒸发器内，液体沸腾，液面波动剧烈，此时常规装置极易发生检测不到液位的情况，或者因检测到波动高点而导致信号错误。而本发明的液位检测装置500此时有效地检测到容器内的液位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液位检测装置，其特征在于，包括消泡机构和液位计(3)；所述消泡机构包括腔室(1)和叶片(2)；所述的腔室(1)的前部包括渐扩的开口(11)；所述的叶片(2)设置于所述开口(11)的底部；所述的叶片(2)可绕自身轴线转动，其中，所述消泡机构在使用时，向下倾斜设置于所处的容器中；所述的腔室(1)的开口(11)呈喇叭状；所述的叶片(2)为螺旋叶片；所述的液位计(3)设置于所述腔室(1)的后部(12)，所述腔室(1)的后部(12)设有密封部件(13)，并且其中，所述液位检测装置还包括连通管路(5)，所述的连通管路(5)的一端与所述腔室(1)的后部(12)连通，所述的连通管路(5)上设有阀门(51)。

2.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，还包括网状件(4)；所述的网状件(4)设置于所述腔室(1)的后部(12)，套装于所述液位计(3)的外部。

3.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述的密封部件(13)为法兰。

4.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述的叶片(2)为不锈钢叶片或聚丙烯叶片。

5.一种蒸发装置，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述液位检测装置，以及蒸发容器(6)，所述的液位检测装置的腔室(1)向下倾斜设于蒸

发容器(6)的侧壁上。

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