专利名称：一种双齿轮式地下液位计量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地下液位测量技术领域，涉及一种地下石油储备库和地下洞室大范围液位就地连续测量仪表，特别是一种双齿轮式地下液位计量装置。
技术背景为实现国家能源安全，我国正于石油储备基地布点区域内具备建设地下石油储备库条件的地方建设地下石油储备库以储备成品油、LPG或进口原油。地下石油储备库洞室本身的高度一般约30米，埋深从几十米至150米以上。对于埋深超过50米的地下石油储备库，液位计的检测元件必须足够长才可以测量其液位。在传统的就地液位计量设备中，地下式磁翻板液位计的检测元件(磁球)在上下运动时必须和导杆接触良好才能准确测量， 且地面之上的指示单元和地下导杆的长度相同，所以地下式磁翻板液位计因其地上部分指示单元太长、容易卡球等原因不适应大范围工况；浮标液位计除和地下式磁翻板液位计有同样的困扰外，其导向钢丝在安装固定时非常困难，很难为浮标起到导向的作用；其他现有就地液位仪表难于实现大范围内液位连续测量。传统的大范围远传液位连续测量仪表中， 已知能够实现地下石油储备库工况且有使用业绩的只有伺服液位计；所以为了便于操作人员现场巡检及液位比对，现实技术中需要探讨和研发一种大范围就地液位连续测量的仪表和计量装置。
发明内容本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种简单、 直观的双齿轮式地下液位测量装置，实现大范围的地下石油储备库工况的就地液位连续测量，方便操作员巡检及与远传液位仪表进行比对。为了实现上述目的，本实用新型的主体结构包括浮标齿轮、重锤齿轮、浮标钢带圈、重锤刻度钢带圈、一体化浮标齿轮手柄、一体化重锤齿轮手柄、轴承支架、浮标钢带轴、 重锤刻度钢带轴、浮标钢带、重锤刻度钢带、浮标钢带孔、重锤刻度钢带孔、外壳、窗口、一体化浮标齿轮手柄卡槽、齿轮轴承、液位指示线、钢丝、重锤、浮标、支腿、法兰、地面、地下石油储备库洞室、浮标保护套管、重锤保护套管、锁紧挂钩、一体化浮标齿轮、一体化重锤齿轮手柄卡槽和一体化重锤齿轮；一体化浮标齿轮由浮标齿轮、浮标钢带轴和一体化浮标齿轮手柄卡槽三个部分组成整体而形成；一体化重锤齿轮由重锤齿轮、重锤刻度钢带轴和一体化重锤齿轮手柄卡槽三个部分组成整体而形成；一体化浮标齿轮通过齿轮轴承及轴承支架安装固定于外壳上；一体化重锤齿轮通过齿轮轴承及轴承支架安装固定于外壳上；更换检修浮标或重锤时，利用一体化浮标齿轮手柄或一体化重锤齿轮手柄提升浮标或重锤；标注量程范围的重锤刻度钢带与重锤采用分体结构，浮标钢带与作为液位检测元件的浮标采用分体结构，重锤刻度钢带的长度与浮标钢带的长度相等，浮标钢带的长度等于地下石油储备库洞室液位量程；钢丝通过浮标钢带孔及锁紧挂钩将浮标钢带与浮标相连接，通过钢丝将重锤刻度钢带与重锤相连接；浮标随着液位升降，浮标钢带收放，重锤刻度钢带收放，在窗口中读取重锤刻度钢带所标注的液位刻度；一体化重锤齿轮指示液位值并平衡液体浮力； 一体化重锤齿轮为主动齿轮或为从动齿轮，通过一体化重锤齿轮的转动，最终能够实现全系统的力平衡，从而使浮力减小(增加)到液位升高(下降)之前的大小；重锤刻度钢带长度与浮标钢带的长度相等，一体化重锤齿轮及一体化浮标齿轮大小、结构相等；钢丝两端制有锁紧挂钩，浮标、浮标钢带与钢丝两端的锁紧挂钩连接，重锤、重锤刻度钢带与钢丝两端的锁紧挂钩连接，锁紧挂钩能够自动锁紧以免浮标或重锤脱落；计量装置通过支腿及法兰安装于地下石油储备库洞室的配对法兰上，经调试、校准后使用；浮标保护套管保护浮标、 避免漂移；重锤保护套管保护重锤、避免漂移、密封地下石油储备库洞室的油气减少对重锤刻度钢带的污染。本实施例测量时，当液位上升，浮标上升，由浮力原理及齿轮啮合原理一体化重锤齿轮为主动齿轮，一体化浮标齿轮为从动齿轮，一体化重锤齿轮顺时针旋转带动一体化浮标齿轮逆时针旋转，直到新的平衡建立，具体过程中，重锤下降，一体化重锤齿轮带动重锤刻度钢带轴顺时针旋转，使得重锤刻度钢带放开；一体化浮标齿轮带动浮标钢带轴逆时针旋转，使得浮标钢带收起；新的平衡状态产生时，其液位值从外壳的窗口中读取重锤刻度钢带的刻度，液位指示线所指的重锤刻度钢带的刻度值就是新平衡建立后的液位；液位下降， 与上述过程相反。本实用新型涉及的双齿轮式地下液位计量装置的原理基于浮力原理及齿轮啮合原理，其工作原理是假设地下洞室内液位处于某一高度时浮标重量为G1，重锤重量为G2， 浮标浸在液体中所受的浮力为F，一体化重锤齿轮对一体化浮标齿轮的啮合力为Π，一体化浮标齿轮对一体化重锤齿轮的啮合力为f2，一体化浮标齿轮系统的摩擦力为f3，一体化重锤齿轮系统的摩擦力为f4，则在平衡状态下F+fl+f3-Gl = 0 ；f2+f4-G2 = 0 ;fl = f2 ； 可得Gl-F-f3 = G2-f4 ；当液位上升刚发生时时，浮力F增大，Gl、G2、f3、f4 (f3、f4远小于 G1、G2，可忽略)均不变，fl、f2变小，平衡状态被破坏；由于f2变小，f2+f4 < G2，f2 > Π ； 此时一体化重锤齿轮为主动齿轮，一体化浮标齿轮为从动齿轮，一体化重锤齿轮顺时针旋转从而带动一体化浮标齿轮逆时针旋转，直到F减小到原来的值，新的平衡才建立。在液位上升的过程中，一体化浮标齿轮带动浮标钢带轴逆时针旋转，从而使得浮标钢带收起，进而得到新的平衡状态下的液位值；当液位下降时，与上述过程相反。本实用新型与现有技术相比，其整体结构合理而简单，测量原理科学可靠，使用操作灵活方便，测量精度高，准确性好，节省人力，使用寿命长，经济性好，环境友好。

图1为本实用新型测量时的结构原理示意图。图2为本实用新型的一体化浮标齿轮结构原理示意图。图3为本实用新型的一体化浮标齿轮及齿轮轴承组装结构原理示意图。图4为本实用新型的带钩钢丝结构原理示意图。图5为本实用新型的一体化重锤齿轮结构原理示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图作进一步说明。[0014]实施例本实施例的主体结构包括浮标齿轮1、重锤齿轮2、浮标钢带圈3、重锤刻度钢带圈 4、一体化浮标齿轮手柄5、一体化重锤齿轮手柄6、轴承支架7、浮标钢带轴8、重锤刻度钢带轴9、浮标钢带10、重锤刻度钢带11、浮标钢带孔12、重锤刻度钢带孔13、外壳14、窗口 15、 一体化浮标齿轮手柄卡槽16、齿轮轴承17、液位指示线18、钢丝19、重锤20、浮标21、支腿 22、法兰23、地面对、地石油储备库洞室25、浮标保护套管沈、重锤保护套管27、锁紧挂钩观、一体化浮标齿轮四、一体化重锤齿轮手柄卡槽30和一体化重锤齿轮31 ；—体化浮标齿轮四由浮标齿轮1、浮标钢带轴8和一体化浮标齿轮手柄卡槽16三个部分组成整体而形成；一体化重锤齿轮31由重锤齿轮2、重锤刻度钢带轴9和一体化重锤齿轮手柄卡槽30三个部分组成整体而形成；一体化浮标齿轮四通过齿轮轴承17及轴承支架7安装固定于外壳14上；一体化重锤齿轮31通过齿轮轴承及轴承支架7安装固定于外壳14上；更换浮标、 重锤或检修时，可利用一体化浮标齿轮手柄5或一体化重锤齿轮手柄6提升浮标或者重锤； 标注量程范围的重锤刻度钢带11与重锤20采用分体结构，浮标钢带10与作为液位检测元件的浮标21采用分体结构，重锤刻度钢带11的长度与浮标钢带10的长度相等，浮标钢带 10的长度等于地下石油储备库洞室液位量程；超长度的钢丝19通过浮标钢带孔12及锁紧挂钩28将浮标钢带10与浮标21相连接，通过钢丝19将重锤刻度钢带11与重锤20相连接；在浮标21随着液位升降时，浮标钢带10进行收放，重锤刻度钢带11进行收放，在窗口 15中读取重锤刻度钢带11所标注的液位刻度；一体化重锤齿轮31能够指示液位值，起到平衡液体浮力的作用；一体化重锤齿轮31为主动齿轮或为从动齿轮，通过一体化重锤齿轮 31的转动，最终能够实现全系统的力平衡，从而使浮力减小(增加)到液位升高(下降)之前的大小；重锤刻度钢带11长度与浮标钢带10的长度相等，一体化重锤齿轮31及一体化浮标齿轮四大小、结构相等，有利于实现系统力平衡；钢丝19两端制有锁紧挂钩观，浮标 21、浮标钢带10与钢丝19两端的锁紧挂钩观连接，重锤20、重锤刻度钢带11与钢丝19两端的锁紧挂钩28连接，锁紧挂钩28能够自动锁紧以避免浮标或重锤脱落；通过支腿22及法兰23安装于地下石油储备库洞室的配对法兰上，经调试、校准后就可使用；浮标保护套管26起到保护浮标、避免漂移的作用；重锤保护套管27能够保护重锤、避免漂移、密封地下石油储备库洞室油气以减少对重锤刻度钢带的污染。本实施例测量时，当液位上升时，浮标21上升，由浮力原理及齿轮啮合原理一体化重锤齿轮31为主动齿轮，一体化浮标齿轮四为从动齿轮，一体化重锤齿轮31顺时针旋转带动一体化浮标齿轮四逆时针旋转，直到新的平衡建立，具体过程中，重锤20下降，一体化重锤齿轮31带动重锤刻度钢带轴9顺时针旋转，使得重锤刻度钢带11放开；一体化浮标齿轮四带动浮标钢带轴8逆时针旋转，使得浮标钢带10收起；新的平衡状态产生时，其液位值从外壳14的窗口 15中读取重锤刻度钢带11的刻度，液位指示线18所指的重锤刻度钢带11的刻度值就是新平衡建立后的液位；液位下降，与上述过程相反。
权利要求1. 一种双齿轮式地下液位计量装置，包括浮标齿轮、重锤齿轮、浮标钢带圈、重锤刻度钢带圈、一体化浮标齿轮手柄、一体化重锤齿轮手柄、轴承支架、浮标钢带轴、重锤刻度钢带轴、浮标钢带、重锤刻度钢带、浮标钢带孔、重锤刻度钢带孔、外壳、窗口、一体化浮标齿轮手柄卡槽、齿轮轴承、液位指示线、钢丝、重锤、浮标、支腿、法兰、地面、地下石油储备库洞室、 浮标保护套管、重锤保护套管、锁紧挂钩、一体化浮标齿轮、一体化重锤齿轮手柄卡槽和一体化重锤齿轮，其特征在于一体化浮标齿轮由浮标齿轮、浮标钢带轴和一体化浮标齿轮手柄卡槽三个部分组成整体；一体化重锤齿轮由重锤齿轮、重锤刻度钢带轴和一体化重锤齿轮手柄卡槽三个部分组成整体；一体化浮标齿轮通过齿轮轴承及轴承支架安装固定于外壳上；一体化重锤齿轮通过齿轮轴承及轴承支架安装固定于外壳上；标注量程范围的重锤刻度钢带与重锤采用分体结构，浮标钢带与作为液位检测元件的浮标采用分体结构，重锤刻度钢带的长度与浮标钢带的长度相等，浮标钢带的长度等于地下石油储备库洞室液位量程；钢丝通过浮标钢带孔及锁紧挂钩将浮标钢带与浮标相连接，通过钢丝将重锤刻度钢带与重锤相连接；一体化重锤齿轮为主动齿轮或为从动齿轮，一体化重锤齿轮与一体化浮标齿轮大小、结构相等；钢丝两端制有锁紧挂钩，浮标、浮标钢带与钢丝两端的锁紧挂钩连接， 重锤、重锤刻度钢带与钢丝两端的锁紧挂钩连接，锁紧挂钩能够自动锁紧以免浮标或重锤脱落；计量装置通过支腿及法兰安装于地下石油储备库洞室的配对法兰上。
专利摘要本实用新型属于地下液位测量技术领域，涉及一种双齿轮式地下液位计量装置，一体化浮标齿轮由浮标齿轮、浮标钢带轴和一体化浮标齿轮手柄卡槽三个部分组成整体而形成；一体化重锤齿轮由重锤齿轮、重锤刻度钢带轴和一体化重锤齿轮手柄卡槽三个部分组成整体而形成；一体化浮标齿轮通过齿轮轴承及轴承支架安装固定于外壳上；一体化重锤齿轮通过齿轮轴承及轴承支架安装固定于外壳上；标注量程范围的重锤刻度钢带与重锤采用分体结构，浮标钢带与作为液位检测元件的浮标采用分体结构，重锤刻度钢带的长度与浮标钢带的长度相等，浮标钢带的长度等于地下石油储备库洞室液位量程；其结构简单，原理可靠，使用操作方便，测量精度高，准确性好，节省人力。
文档编号G01F23/42GK202166463SQ201120470728
公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者刘秀琴, 张道光, 李莉, 杨森, 赵建伟 申请人:海工英派尔工程有限公司