一种液位控制装置的制作方法

专利2022-06-29  76


本申请涉及液位控制技术领域,特别涉及一种液位控制装置。



背景技术:

在进行海水淡化作业时,随着蒸发箱内的海水不断被蒸发,蒸发箱内的液位会逐渐降低,由于蒸发箱剩余的海水的盐度很大,盐度越大的海水越难蒸发,不利于持续进行海水淡化作业。因此在往蒸发箱加入新的海水之前需要排出部分或者全部的剩余海水,而现有的作业箱往往通过肉眼判断或者仪器检测的方式来了解作业箱的液位进而选择进行排水作业或进水作业,这些往往十分依赖人工和电能进行切换,无法自动进行排水作业和进水作业。特别在无人看守的场所,作业箱无法自动控制内部的液位,也就是无法自动排出浓海水和补充新的海水,导致作业箱无法连续进行作业,大大降低了作业箱的效率。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请的目的在于提供一种液位控制装置,有效地解决现有无法自动控制液位的技术问题,通过浮子上下活动带动控制轮转动,控制轮上的凸起可以随着转动进行打开进水阀门或排水阀门,实现自动控制液位,保证作业可以持续地进行。

为达到上述目的,本申请提供以下技术方案:

一种液位控制装置,包括作业箱、限位框、浮子和曲柄连杆机构;所述作业箱设有进水管和排水管,所述进水管设有进水阀门,所述排水管设有排水阀门;所述作业箱的内部设有竖直放置的限位框,所述浮子位于所述限位框的内部,所述限位框的底部与所述作业箱相连通,使得所述浮子随所述作业箱的液面上下移动;所述曲柄连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一控制轮和第二控制轮;所述第一连杆的第一端与所述浮子连接,所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第一端铰接以形成铰接点;所述第二连杆的第二端与所述第一转轴连接;所述第一控制轮和所述第二控制轮均设置于所述第一转轴上,所述第一控制轮设有第一凸起和第二凸起,所述第二控制轮设有第三凸起和第四凸起;

当所述作业箱的液面上升到第一临界液位线时,所述浮子朝远离所述作业箱的底部运动驱使所述第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,以驱使所述第一转轴转动带动所述第一控制轮转动,进而驱使所述第一凸起触碰所述进水阀门的开关,使得所述第一凸起关闭所述进水阀门的开关;

当所述作业箱的液面下降到第二临界液位线时,所述浮子朝靠近所述作业箱的底部运动驱使所述第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,以驱使所述第一转轴转动带动所述第二控制轮转动,进而驱使所述第三凸起触碰所述排水阀门的开关,使得所述第三凸起打开所述排水阀门的开关;

当所述作业箱的液面下降到第三临界液位线时,所述浮子朝靠近所述作业箱的底部运动驱使所述第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,以驱使所述第一转轴转动带动所述第一控制轮和第二控制轮转动,进而驱使所述第四凸起触碰所述排水阀门的开关、所述第二凸起触碰所述进水阀门的开关,使得所述第四凸起关闭所述排水阀门的开关、所述第二凸起打开所述进水阀门的开关。

优选地,在上述的液位控制装置中,所述第三临界液位线高于或等于作业箱的底部。

优选地,在上述的液位控制装置中,所述限位框的底部低于第三临界液位线,所述限位框的顶部高于第一临界液位线。

优选地,在上述的液位控制装置中,所述第三凸起和所述第四凸起之间的短弧段的弧长为所述第二控制轮的周长的1/6。

优选地,在上述的液位控制装置中,在所述第三凸起和所述第四凸起之间的短弧段上,所述第三凸起和所述第四凸起沿所述第二控制轮的圆周轨迹的逆时针方向依次设置。

优选地,在上述的液位控制装置中,在所述第三凸起和所述第四凸起之间的短弧段上,所述第三凸起和所述第四凸起沿所述第二控制轮的圆周轨迹的顺时针方向依次设置。

优选地,在上述的液位控制装置中,还包括太阳能光热板,所述太阳能光热板安装于所述作业箱的顶部,所述太阳能光热板倾斜向阳设置。

优选地,在上述的液位控制装置中,还包括冷凝器,所述作业箱通过蒸汽管与所述冷凝器连通。

优选地,在上述的液位控制装置中,还包括储水池,所述作业箱通过所述进水管与所述储水池连通。

优选地,在上述的液位控制装置中,还包括浓缩池,所述作业箱通过所述排水管与所述浓缩池连通。

与现有技术相比,本申请的有益效果是:

一、本申请在使用时,在往作业箱内加水时,浮子会上升带动第一连杆向上移动,进而驱使第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,使得第二连杆带动第一转轴转动,第一控制轮和第二控制轮也会跟随着第一转轴转动,当作业箱的液面上升到第一临界液位线时,第一控制轮的第一凸起可以触碰进水阀门的开关,使得第一凸起关闭进水阀门的开关,从而实现控制作业箱的最高液位;

二、随着作业箱内的液位不断下降,浮子会下降带动第一连杆向下移动,进而驱使第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,使得第二连杆带动第一转轴转动,第一控制轮和第二控制轮也会跟随着第二转轴转动,当作业箱的液面下降到第二临界液位线时,第二控制轮的第三凸起可以触碰排水阀门的开关,使得第三凸起打开排水阀门的开关,从而实现排出作业箱内的剩余液体;

三、随着作业箱的液位继续下降,浮子会下降带动第一连杆向下移动,进而驱使第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,使得第二连杆带动第一转轴转动,第一控制轮和第二控制轮也会跟随着第二转轴转动,当作业箱的液面下降到第三临界液位线时,第二控制轮的第四凸起可以触碰排水阀门的开关、第一控制轮的第二凸起可以触碰进水阀门的开关,使得第四凸起关闭排水阀门的开关、第二凸起打开进水阀门,从而实现排出作业箱内的剩余液体,从而实现控制作业箱的最低液位和及时往作业箱补充新的液体;

四、本申请可以根据作业箱中的液位自动控制进水阀门和排水阀门的开关,可以进行作业后及时打开排水阀门以排出作业箱的剩余液体,也可以在排出剩余液体后及时关闭排水阀门,并打开进水阀门以及时为作业箱补充新的液体,还可以在补充液体后及时关闭进水阀门以控制参与作业的液体量,从而实现自动控制液位,保证作业可以持续地进行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种液位控制装置的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的一种第二连杆在各个临界线处的运动状态图;

图3为本申请实施例提供的一种第一控制轮在各个临界线处的运动状态图;

图4为本申请实施例提供的一种第二控制轮在各个临界线处的运动状态图;

图5为本申请实施例提供的另一种第二连杆在各个临界线处的运动状态图;

图6为本申请实施例提供的另一种第一控制轮在各个临界线处的运动状态图;

图7为本申请实施例提供的另一种第二控制轮在各个临界线处的运动状态图;

图8为本申请实施例提供的一种海水淡化装置的结构示意图。

图中:

1为作业箱、11为进水管、111为进水阀门的开关、12为排水管、121为排水阀门的开关、13为蒸汽管、2为限位框、21为浮子、31为第一连杆、32为第二连杆、33为第一转轴、34为铰接点、41为第一控制轮、411为第一凸起、412为第二凸起、42为第二控制轮、421为第三凸起、422为第四凸起、5a为第一临界液位线、5b为第二临界液位线、5c为第三临界液位线、6为太阳能光热板、7为冷凝器、8为储水池、9为浓缩池。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可更换连接,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,可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

现有的作业箱1往往通过肉眼判断或者仪器检测的方式来了解作业箱1的液位进而选择进行排水作业或进水作业,这些往往十分依赖人工和电能进行切换,无法自动进行排水作业和进水作业。特别在无人看守的场所,作业箱1无法自动控制内部的液位,也就是无法自动排出浓海水和补充新的海水,导致作业箱1无法连续进行作业,大大降低了作业箱1的效率。本申请提供了一种液位控制装置,有效地解决现有无法自动控制液位的技术问题,通过浮子21上下活动带动控制轮转动,控制轮上的凸起可以随着转动进行打开进水阀门或排水阀门,实现自动控制液位,保证作业可以持续地进行。

实施例一

本申请提供了一种实施例,请参阅图1-图4,本实施例提供了一种液位控制装置,包括作业箱1、限位框2、浮子21和曲柄连杆机构;作业箱1设有进水管11和排水管12,进水管11设有进水阀门,排水管12设有排水阀门;作业箱1的内部设有竖直放置的限位框2,浮子21位于限位框2的内部,限位框2的底部与作业箱1相连通,使得浮子21随作业箱1的液面上下移动;曲柄连杆机构包括第一连杆31、第二连杆32、第一转轴33、第一控制轮41和第二控制轮42;第一连杆31的第一端与浮子21连接,第一连杆31的第二端与第二连杆32的第一端铰接以形成铰接点34;第二连杆32的第二端与第一转轴33连接;第一控制轮41和第二控制轮42均设置于第一转轴33上,第一控制轮41设有第一凸起411和第二凸起412,第二控制轮42设有第三凸起421和第四凸起422;第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段的弧长为第二控制轮42的周长的1/6;在第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段上,第三凸起421和第四凸起422沿第二控制轮42的圆周轨迹的顺时针方向依次设置。

当作业箱1的液面上升到第一临界液位线5a时,浮子21朝远离作业箱1的底部运动驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线做圆周运动,以驱使第一转轴33转动带动第一控制轮41转动,进而驱使第一凸起411触碰进水阀门的开关111,使得第一凸起411关闭进水阀门的开关111,而这时排水阀门处于关闭的状态;

当作业箱1的液面下降到第二临界液位线5b时,浮子21朝靠近作业箱1的底部运动驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线做圆周运动,以驱使第一转轴33转动带动第二控制轮42转动,进而驱使第三凸起421触碰排水阀门的开关121,使得第三凸起421打开排水阀门的开关121,而这时进水阀门处于关闭的状态;

当作业箱1的液面下降到第三临界液位线5c时,浮子21朝靠近作业箱1的底部运动驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线做圆周运动,以驱使第一转轴33转动带动第一控制轮41和第二控制轮42转动,进而驱使第四凸起422触碰排水阀门的开关121、第二凸起412触碰进水阀门的开关111,使得第四凸起422关闭排水阀门的开关121、第二凸起412打开进水阀门的开关111。

本实施例可以用于海水淡化作业的液位控制装置中,也可以用于其他领域的液位控制装置中,特别是可以用于需要进水和排水交替作业的液位控制中,本申请不再一一赘述。

更具体地说,限位框2需要设置成仅允许浮子21上下移动的大小;第二连杆32的第二端与第一转轴33最优选为垂直连接,也就是说是第二连杆32与第一转轴33可以呈直角连接,在浮子21上下移动时,在第二连杆32的带动下,第一转轴33会沿自身中心线进行转动。图1的虚线框的为第一转轴33的左视图或右视图,这样为了方便观察第一控制轮41和进水阀门、第二控制轮42和排水阀门的连接关系,而进水阀门的开关111与进水阀门电性连接,排水阀门的开关121与排水阀门电性连接,第一控制轮41通过控制进水阀门的开关111的开闭来控制的进水阀门的打开和关闭,第二控制轮42通过控制排水阀门的开关121的开闭来控制的排水阀门的打开和关闭。请参阅图4,第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段的弧长最佳选为第二控制轮42的周长的1/6,通过限制第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段的弧长其实是为了设置最佳的排水时间,也就是当第三凸起421运行到第二控制轮42的最低点时,可以打开排水阀门的开关121进行排水。当然第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段的弧长可以根据实际需要设计。第一凸起411、第二凸起412、第三凸起421和第四凸起422既可以是齿轮上突出的齿,也可以是凸轮上的凸起。

进一步地,在本实例中,第三临界液位线5c高于或等于作业箱1的底部。更具体地说,第三临界液位线5c可以高于作业箱1的底部,请参阅图1,这样设置在排水阀门打开时,可以排出作业箱1内部分的剩余液体;第三临界液位线5c也可以等于作业箱1的底部,这样设置在排水阀门打开时,可以排出作业箱1内全部的剩余液体。第三临界液位线5c的位置可以由工作人员根据实际需要而设计。

进一步地,在本实例中,限位框2的底部低于第三临界液位线5c,限位框2的顶部高于第一临界液位线5a。由于浮子21的上下运动范围为第三临界液位线5c到第一临界液位线5a之间,限位框2的内部需要设置有允许浮子21在第三临界液位线5c到第一临界液位线5a之间运动的空间,才能满足液位控制装置通过液位切换排水或进水的需求。

请参阅图2-图4,当作业箱1的液面上升到第一临界液位线5a时,图2a、图3a和图4a分别为第二连杆32、第一控制轮41和第二控制轮42的运动状态图;当作业箱1的液面下降到第二临界液位线5b时,图2b、图3b和图4b分别为第二连杆32、第一控制轮41和第二控制轮42的运动状态图;当作业箱1的液面下降到第三临界液位线5c时,图2c、图3c和图4c分别为第二连杆32、第一控制轮41和第二控制轮42的运动状态图;当作业箱1的液面上升到第二临界液位线5b时,图2d、图3d和图4d分别为第二连杆32、第一控制轮41和第二控制轮42的运动状态图。其中图2的虚线圆圈表示的是第二连杆32的运动轨迹。

本申请在使用时:

(1)在往作业箱1内加水时,浮子21会上升带动第一连杆31向上移动,进而驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线沿逆时针方向做圆周运动,使得第二连杆32带动第一转轴33沿逆时针方向转动,第一控制轮41和第二控制轮42也会跟随着第一转轴33沿逆时针方向转动,当作业箱1的液面上升到第一临界液位线5a时,请参阅图2a、图3a和图4a,第一控制轮41的第一凸起411可以触碰进水阀门的开关111,使得第一凸起411关闭进水阀门的开关111,从而实现控制作业箱1的最高液位;

(2)随着作业箱1内的液位不断下降,浮子21会下降带动第一连杆31向下移动,进而驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线沿逆时针方向做圆周运动,使得第二连杆32带动第一转轴33沿逆时针方向转动,第一控制轮41和第二控制轮42也会跟随着第二转轴沿逆时针方向转动,当作业箱1的液面下降到第二临界液位线5b时,请参阅图2b、图3b和图4b,第二控制轮42的第三凸起421可以触碰排水阀门的开关121,使得第三凸起421打开排水阀门的开关121,从而实现排出作业箱1内的剩余液体;

(3)随着作业箱1的液位继续下降,浮子21会下降带动第一连杆31向下移动,进而驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线沿逆时针方向做圆周运动,使得第二连杆32带动第一转轴33沿逆时针方向转动,第一控制轮41和第二控制轮42也会跟随着第二转轴沿逆时针方向转动,当作业箱1的液面下降到第三临界液位线5c时,请参阅图2c、图3c和图4c,第二控制轮42的第四凸起422可以触碰排水阀门的开关121、第一控制轮41的第二凸起412可以触碰进水阀门的开关111,使得第四凸起422关闭排水阀门的开关121、第二凸起412打开进水阀门,从而实现排出作业箱1内的剩余液体,从而实现控制作业箱1的最低液位和及时往作业箱1补充新的液体;

(4)浮子21处于最低点时,由于进水阀门的打开,工作箱内的液位也会逐渐上升,浮子21也会向上移动进而带动第一连杆31,请参阅图2d、图3d和图4d,并且在第二连杆32的逆时针方向的惯性作用下,第二连杆32可以继续沿逆时针方向做圆周运动,实现第二连杆32连续同向转动,同样浮子21处于最高点时,在第二连杆32的逆时针转动的惯性作用下,第二连杆32可以继续做逆时针圆周运动;

(5)本申请可以根据作业箱1中的液位自动控制进水阀门和排水阀门的开关121,可以进行作业后及时打开排水阀门以排出作业箱1的剩余液体,也可以在排出剩余液体后及时关闭排水阀门,并打开进水阀门以及时为作业箱1补充新的液体,还可以在补充液体后及时关闭进水阀门以控制参与作业的液体量,从而实现自动控制液位,保证作业可以持续地进行。

请参阅图8,当本实施例应用到海水淡化作业时:

进一步地,在本实施例中,还包括太阳能光热板6,太阳能光热板6安装于作业箱1的顶部,太阳能光热板6倾斜向阳设置。太阳能光热板6用于将太阳辐射能收集起来,并通过物质的相互作用转换成热能,然后将热能用于对作业箱1内的海水进行加热,使得海水的水分不断蒸发产生水蒸气。

进一步地,在本实施例中,还包括冷凝器7,作业箱1通过蒸汽管13与冷凝器7连通。加热的海水产生的水蒸气通过蒸汽管13进入到冷凝器7中,水蒸气经过冷凝器7漫长曲折的管道冷凝成液态水。

进一步地,在本实施例中,还包括储水池8,作业箱1通过进水管11与储水池8连通。在储水池8内储备一些海水,可以保证作业箱1能够在进水阀门打开时立刻有海水排入,使得作业箱1内可以不间断地进行海水淡化作业,大大提高了作业箱11内的海水淡化作业的效率。

进一步地,在本实施例中,还包括浓缩池9,作业箱1通过排水管12与浓缩池9连通。由于海水蒸发后,剩余的海水残留有大量的盐分,也就相当于浓盐水,通过浓缩池9可以回收这些浓盐水,以将这些浓盐水用作其他用途中去。

实施例二

本申请还提供了另一种实施例,请参阅图1、图5、图6和图7,本实施例提供了另一种液位控制装置,包括作业箱1、限位框2、浮子21和曲柄连杆机构;作业箱1设有进水管11和排水管12,进水管11设有进水阀门,排水管12设有排水阀门;作业箱1的内部设有竖直放置的限位框2,浮子21位于限位框2的内部,限位框2的底部与作业箱1相连通,使得浮子21随作业箱1的液面上下移动;曲柄连杆机构包括第一连杆31、第二连杆32、第一转轴33、第一控制轮41和第二控制轮42;第一连杆31的第一端与浮子21连接,第一连杆31的第二端与第二连杆32的第一端铰接以形成铰接点34;第二连杆32的第二端与第一转轴33连接;第一控制轮41和第二控制轮42均设置于第一转轴33上,第一控制轮41设有第一凸起411和第二凸起412,第二控制轮42设有第三凸起421和第四凸起422;第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段的弧长为第二控制轮42的周长的1/6;在第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段上,第三凸起421和第四凸起422沿第二控制轮42的圆周轨迹的逆时针方向依次设置。

当作业箱1的液面上升到第一临界液位线5a时,浮子21朝远离作业箱1的底部运动驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线做圆周运动,以驱使第一转轴33转动带动第一控制轮41转动,进而驱使第一凸起411触碰进水阀门的开关111,使得第一凸起411关闭进水阀门的开关111,而这时排水阀门处于关闭状态;

当作业箱1的液面下降到第二临界液位线5b时,浮子21朝靠近作业箱1的底部运动驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线做圆周运动,以驱使第一转轴33转动带动第二控制轮42转动,进而驱使第三凸起421触碰排水阀门的开关121,使得第三凸起421打开排水阀门的开关121,而这时进水阀门处于关闭状态;

当作业箱1的液面下降到第三临界液位线5c时,浮子21朝靠近作业箱1的底部运动驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线做圆周运动,以驱使第一转轴33转动带动第一控制轮41和第二控制轮42转动,进而驱使第四凸起422触碰排水阀门的开关121、第二凸起412触碰进水阀门的开关111,使得第四凸起422关闭排水阀门的开关121、第二凸起412打开进水阀门的开关111。

本实施例可以用于海水淡化作业的液位控制装置中,也可以用于其他领域的液位控制装置中,特别是可以用于需要进水和排水交替作业的液位控制中,本申请不再一一赘述。

更具体地说,限位框2需要设置成仅允许浮子21上下移动的大小;第二连杆32的第二端与第一转轴33最优选为垂直连接,也就是说是第二连杆32与第一转轴33可以呈直角连接,在浮子21上下移动时,在第二连杆32的带动下,第一转轴33会沿自身中心线进行转动。图1的虚线框的为第一转轴33的左视图或右视图,这样为了方便观察第一控制轮41和进水阀门、第二控制轮42和排水阀门的连接关系,而进水阀门的开关111与进水阀门电性连接,排水阀门的开关121与排水阀门电性连接,第一控制轮41通过控制进水阀门的开关111的开闭来控制的进水阀门的打开和关闭,第二控制轮42通过控制排水阀门的开关121的开闭来控制的排水阀门的打开和关闭。请参阅图7,第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段的弧长最佳选为第二控制轮42的周长的1/6,通过限制第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段的弧长其实是为了设置最佳的排水时间,也就是当第三凸起421运行到第二控制轮42的最低点时,可以打开排水阀门的开关121进行排水。当然第三凸起421和第四凸起422之间的短弧段的弧长可以根据实际需要设计。第一凸起411、第二凸起412、第三凸起421和第四凸起422既可以是齿轮上突出的齿,也可以是凸轮上的凸起。

进一步地,在本实例中,第三临界液位线5c高于或等于作业箱1的底部。更具体地说,第三临界液位线5c可以高于作业箱1的底部,请参阅图1,这样设置在排水阀门打开时,可以排出作业箱1内部分的剩余液体;第三临界液位线5c也可以等于作业箱1的底部,这样设置在排水阀门打开时,可以排出作业箱1内全部的剩余液体。第三临界液位线5c的位置可以由工作人员根据实际需要而设计。

进一步地,在本实例中,限位框2的底部低于第三临界液位线5c,限位框2的顶部高于第一临界液位线5a。由于浮子21的上下运动范围为第三临界液位线5c到第一临界液位线5a之间,限位框2的内部需要设置有允许浮子21在第三临界液位线5c到第一临界液位线5a之间运动的空间,才能满足液位控制装置通过液位切换排水或进水的需求。

请参阅图5-图7,当作业箱1的液面上升到第一临界液位线5a时,图5e、图6e和图7e分别为第二连杆32、第一控制轮41和第二控制轮42的运动状态图;当作业箱1的液面下降到第二临界液位线5b时,图5f、图6f和图7f分别为第二连杆32、第一控制轮41和第二控制轮42的运动状态图;当作业箱1的液面下降到第三临界液位线5c时,图5g、图6g和图7g分别为第二连杆32、第一控制轮41和第二控制轮42的运动状态图;当作业箱1的液面上升到第二临界液位线5b时,图5h、图6h和图7h分别为第二连杆32、第一控制轮41和第二控制轮42的运动状态图。其中图5的虚线圆圈表示的是第二连杆32的运动轨迹。

本申请在使用时:

(1)在往作业箱1内加水时,浮子21会上升带动第一连杆31向上移动,进而驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线沿顺时针方向做圆周运动,使得第二连杆32带动第一转轴33沿顺时针方向转动,第一控制轮41和第二控制轮42也会跟随着第一转轴33沿顺时针方向转动,当作业箱1的液面上升到第一临界液位线5a时,请参阅图5e、图6e和图7e,第一控制轮41的第一凸起411可以触碰进水阀门的开关111,使得第一凸起411关闭进水阀门的开关111,从而实现控制作业箱1的最高液位;

(2)随着作业箱1内的液位不断下降,浮子21会下降带动第一连杆31向下移动,进而驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线沿顺时针方向做圆周运动,使得第二连杆32带动第一转轴33沿顺时针方向转动,第一控制轮41和第二控制轮42也会跟随着第二转轴沿顺时针方向转动,当作业箱1的液面下降到第二临界液位线5b时,请参阅图5f、图6f和图7f,第二控制轮42的第三凸起421可以触碰排水阀门的开关121,使得第三凸起421打开排水阀门的开关121,从而实现排出作业箱1内的剩余液体;

(3)随着作业箱1的液位继续下降,浮子21会下降带动第一连杆31向下移动,进而驱使第二连杆32以第一转轴33的轴线为中心线沿顺时针方向做圆周运动,使得第二连杆32带动第一转轴33沿顺时针方向转动,第一控制轮41和第二控制轮42也会跟随着第二转轴沿顺时针方向转动,当作业箱1的液面下降到第三临界液位线5c时,请参阅图5g、图6g和图7g,第二控制轮42的第四凸起422可以触碰排水阀门的开关121、第一控制轮41的第二凸起412可以触碰进水阀门的开关111,使得第四凸起422关闭排水阀门的开关121、第二凸起412打开进水阀门,从而实现排出作业箱1内的剩余液体,从而实现控制作业箱1的最低液位和及时往作业箱1补充新的液体;

(4)浮子21处于最低点时,由于进水阀门的打开,工作箱内的液位也会逐渐上升,浮子21也会向上移动进而带动第一连杆31,请参阅图5h、图6h和图7h,并且在第二连杆32的顺时针方向的惯性作用下,第二连杆32可以继续沿顺时针方向做圆周运动,实现第二连杆32连续同向转动,同样浮子21处于最高点时,在第二连杆32的顺时针转动的惯性作用下,第二连杆32可以继续做顺时针圆周运动;

(5)本申请可以根据作业箱1中的液位自动控制进水阀门和排水阀门的开关121,可以进行作业后及时打开排水阀门以排出作业箱1的剩余液体,也可以在排出剩余液体后及时关闭排水阀门,并打开进水阀门以及时为作业箱1补充新的液体,还可以在补充液体后及时关闭进水阀门以控制参与作业的液体量,从而实现自动控制液位,保证作业可以持续地进行。

请参阅图8,当本实施例应用到海水淡化作业时:

进一步地,在本实施例中,还包括太阳能光热板6,太阳能光热板6安装于作业箱1的顶部,太阳能光热板6倾斜向阳设置。太阳能光热板6用于将太阳辐射能收集起来,并通过物质的相互作用转换成热能,然后将热能用于对作业箱1内的海水进行加热,使得海水的水分不断蒸发产生水蒸气。

进一步地,在本实施例中,还包括冷凝器7,作业箱1通过蒸汽管13与冷凝器7连通。加热的海水产生的水蒸气通过蒸汽管13进入到冷凝器7中,水蒸气经过冷凝器7漫长曲折的管道冷凝成液态水。

进一步地,在本实施例中,还包括储水池8,作业箱1通过进水管11与储水池8连通。在储水池8内储备一些海水,可以保证作业箱1能够在进水阀门打开时立刻有海水排入,使得作业箱1内可以不间断地进行海水淡化作业,大大提高了作业箱11内的海水淡化作业的效率。

进一步地,在本实施例中,还包括浓缩池9,作业箱1通过排水管12与浓缩池9连通。由于海水蒸发后,剩余的海水残留有大量的盐分,也就相当于浓盐水,通过浓缩池9可以回收这些浓盐水,以将这些浓盐水用作其他用途中去。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。


技术特征:

1.一种液位控制装置,其特征在于,包括作业箱、限位框、浮子和曲柄连杆机构;

所述作业箱设有进水管和排水管,所述进水管设有进水阀门,所述排水管设有排水阀门;

所述作业箱的内部设有竖直放置的限位框,所述浮子位于所述限位框的内部,所述限位框的底部与所述作业箱相连通,使得所述浮子随所述作业箱的液面上下移动;

所述曲柄连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一控制轮和第二控制轮;

所述第一连杆的第一端与所述浮子连接,所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第一端铰接以形成铰接点;

所述第二连杆的第二端与所述第一转轴连接;

所述第一控制轮和所述第二控制轮均设置于所述第一转轴上,所述第一控制轮设有第一凸起和第二凸起,所述第二控制轮设有第三凸起和第四凸起;

当所述作业箱的液面上升到第一临界液位线时,所述浮子朝远离所述作业箱的底部运动驱使所述第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,以驱使所述第一转轴转动带动所述第一控制轮转动,进而驱使所述第一凸起触碰所述进水阀门的开关,使得所述第一凸起关闭所述进水阀门的开关;

当所述作业箱的液面下降到第二临界液位线时,所述浮子朝靠近所述作业箱的底部运动驱使所述第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,以驱使所述第一转轴转动带动所述第二控制轮转动,进而驱使所述第三凸起触碰所述排水阀门的开关,使得所述第三凸起打开所述排水阀门的开关;

当所述作业箱的液面下降到第三临界液位线时,所述浮子朝靠近所述作业箱的底部运动驱使所述第二连杆以所述第一转轴的轴线为中心线做圆周运动,以驱使所述第一转轴转动带动所述第一控制轮和第二控制轮转动,进而驱使所述第四凸起触碰所述排水阀门的开关、所述第二凸起触碰所述进水阀门的开关,使得所述第四凸起关闭所述排水阀门的开关、所述第二凸起打开所述进水阀门的开关。

2.根据权利要求1所述的液位控制装置,其特征在于,所述第三临界液位线高于或等于作业箱的底部。

3.根据权利要求1所述的液位控制装置,其特征在于,所述限位框的底部低于第三临界液位线,所述限位框的顶部高于第一临界液位线。

4.根据权利要求1所述的液位控制装置,其特征在于,所述第三凸起和所述第四凸起之间的短弧段的弧长为所述第二控制轮的周长的1/6。

5.根据权利要求4所述的液位控制装置,其特征在于,在所述第三凸起和所述第四凸起之间的短弧段上,所述第三凸起和所述第四凸起沿所述第二控制轮的圆周轨迹的逆时针方向依次设置。

6.根据权利要求4所述的液位控制装置,其特征在于,在所述第三凸起和所述第四凸起之间的短弧段上,所述第三凸起和所述第四凸起沿所述第二控制轮的圆周轨迹的顺时针方向依次设置。

7.根据权利要求1所述的液位控制装置,其特征在于,还包括太阳能光热板,所述太阳能光热板安装于所述作业箱的顶部,所述太阳能光热板倾斜向阳设置。

8.根据权利要求7所述的液位控制装置,其特征在于,还包括冷凝器,所述作业箱通过蒸汽管与所述冷凝器连通。

9.根据权利要求1所述的液位控制装置,其特征在于,还包括储水池,所述作业箱通过所述进水管与所述储水池连通。

10.根据权利要求1所述的液位控制装置,其特征在于,还包括浓缩池,所述作业箱通过所述排水管与所述浓缩池连通。

技术总结
本申请涉及液位控制技术领域,特别涉及一种液位控制装置,包括作业箱、限位框、浮子和曲柄连杆机构;曲柄连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第一转轴、第一控制轮和第二控制轮;浮子和第一连杆连接,第一连杆与第二连杆铰接,第二连杆和第一转轴连接,第一控制轮和第二控制轮设于第一转轴上;当液面上升到第一液位线时,第一控制轮关闭进水阀门的开关;当液面下降到第二液位线时,第二控制轮打开排水阀门的开关;当液面下降到第三液位线时,第二控制轮关闭排水阀门的开关、第一控制轮打开进水阀门的开关。本申请有效地解决现有无法自动控制液位的技术问题,控制轮可以随着转动进行打开进水阀门或排水阀门,实现自动控制液位,保证作业持续进行。

技术研发人员:张成;阮建文
受保护的技术使用者:广东海洋大学
技术研发日:2019.11.18
技术公布日:2020.06.09

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