專利名稱：輕型雙色水位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于監(jiān)視中、低壓蒸汽鍋爐水位的儀表，是鍋爐三大安全附件之一。同樣適用于壓力容器、儲(chǔ)液罐槽的液位監(jiān)視。
屆今大部分蒸汽鍋爐仍使用玻璃板式水位計(jì)監(jiān)視水位。這種水位計(jì)由于觀察到的汽、水兩相都是相似的透明白色，汽、水界線不明顯，尤其在出現(xiàn)缺水或滿水的緊急情況時(shí)，很難區(qū)別水位計(jì)內(nèi)全部是水還是全部是汽，為此發(fā)生過相當(dāng)多的事故。
雙色水位計(jì)已有近四十年的發(fā)展歷史。在雙色水位計(jì)內(nèi)汽、水兩相是以不同的顏色顯示的，明顯改善了觀察條件，蒸汽鍋爐采用后對(duì)安全運(yùn)行起了重要作用。機(jī)械部曾以“電技二［1985］439號(hào)”文件；勞動(dòng)部曾以“勞人鍋局［1985］43號(hào)”文件明令在全國推廣應(yīng)用雙色水位計(jì)以替代玻璃板式水位計(jì)。但八年來未能全面貫徹，原因是現(xiàn)有各種類型雙色水位計(jì)都存在一些共性或特殊的缺點(diǎn)且很難克服，不能保證長期可靠使用，或得不到鍋爐管理人員的適應(yīng)和歡迎，主要是1.都有延水位計(jì)縱向起到夾持和密封水位計(jì)玻璃元件作用的金屬表體結(jié)構(gòu)及其緊固件，較笨重、復(fù)雜和密封性能差，維護(hù)檢修也較麻煩。
2.水位的縱向可視長度普遍達(dá)不到我國“ZB N12 004－88”專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；橫向可視角度窄小(20°左右)，且只能從一個(gè)方向觀察水位。
3.現(xiàn)使用量最大的“反透射式”雙色水位計(jì)因采用槽式玻璃，玻璃槽中心線與汽水流通中心線不同軸，槽內(nèi)并有死角，當(dāng)槽內(nèi)粘有污垢時(shí)不能有效沖洗，導(dǎo)致汽、水界線模糊，影響觀察水位，定期拆下清洗也很麻煩。
4.近幾年發(fā)展的“透反射式”雙色水位計(jì)，以棱形玻璃元件代替槽形玻璃元件以解決玻璃粘污后汽、水界線模糊問題。但這種水位計(jì)使用時(shí)以綠色顯示汽，以紅色顯示水，不僅同其它雙色水位計(jì)和鍋爐控制柜上汽紅水綠的顯示方式相反，而且同國內(nèi)國際在汽水系統(tǒng)中以紅色為蒸汽標(biāo)記色的規(guī)定不符，與廣大操作人員的觀察習(xí)慣也不適應(yīng)，也因此發(fā)生過鍋爐設(shè)備事故。
5.水位及其雙色顯示效果都依靠同水位計(jì)一體的專用光源來實(shí)現(xiàn)，光源元件在高溫條件下壽命短，當(dāng)光源元件故障或停電時(shí)都會(huì)失去水位顯示功能。
我國專利局已授權(quán)并公告的，專利號(hào)為“ZL 92 2 30526.9”的實(shí)用新型“寬視界兩用雙色水位計(jì)”較好地解決了其他雙色水位計(jì)的上述缺點(diǎn)，但也存在著如下難于克服的問題1.玻璃元件外露部分較多，一旦爆裂時(shí)有壓力的汽、水介質(zhì)和玻璃元件的碎片飛濺噴出，雖然我國機(jī)械部頒“JB 4266－86”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水位計(jì)的配套閥門規(guī)定了“閥門應(yīng)裝有鋼球防護(hù)裝置，以備玻璃破碎時(shí)自動(dòng)關(guān)閉二次門，防止汽、水噴出傷人?！睂I(yè)標(biāo)準(zhǔn)“ZB N12 004－88”又進(jìn)一步規(guī)定了“當(dāng)玻璃板突然破裂，通水閥介質(zhì)壓力不低于0.5MPa，鋼球應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉通水閥，使工作介質(zhì)不外噴(允許慢滴)?！痹谂涮组y門上如能認(rèn)真執(zhí)行上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)能防止這種事故現(xiàn)象，但實(shí)際上我國各種水位計(jì)的配套閥門是由閥門專業(yè)廠按國家規(guī)定的系列和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的，水位計(jì)制造廠自己不生產(chǎn)而購買來配套裝用，而現(xiàn)今生產(chǎn)的工作壓力≯1.6MPa的水位計(jì)閥門上大都沒有這種鋼球防護(hù)裝置，在玻璃元件意外爆裂時(shí)和進(jìn)行緊急處理時(shí)對(duì)人身安全構(gòu)成了威脅，也可能因管理人員無法靠近處理而使鍋爐無法維持水位，造成事故，配套閥門的實(shí)際供貨情況妨礙了這種雙色水位計(jì)在某些工作壓力范圍內(nèi)的蒸汽鍋爐上使用。
2.玻璃元件的外形是正方形的，與內(nèi)槽正方形的各邊相交45°，其橫截面最厚和最薄處的尺寸相差較大，在用于中壓鍋爐的雙色水位計(jì)的玻璃元件需要進(jìn)行鋼化處理時(shí)廢品率比較高，玻璃材料消耗也較多。
本實(shí)用新型的目的是解決上述各種雙色水位計(jì)的缺點(diǎn)，使之成為達(dá)到我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，較完善的雙色水位計(jì)更新?lián)Q代產(chǎn)品，在使勞動(dòng)部和機(jī)械部有關(guān)推廣應(yīng)用雙色水位計(jì)的文件得以貫徹的同時(shí)，使雙色水位計(jì)更輕型、簡化、提高安全性、延長使用壽命、降低生產(chǎn)成本和方便檢修維護(hù)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用了方形內(nèi)槽玻璃圓管為光學(xué)元件，其外形為圓形玻璃柱，在其縱向中心位置有一個(gè)貫通的正方形孔柱，在其相對(duì)兩個(gè)方向的外表面，以平行于其縱向中心線、垂直于其正方形孔柱截面的一根對(duì)角線、按等于或適當(dāng)寬于正方形孔柱截面對(duì)角尺寸為寬度著以濾光紅色，在垂直于著色方向的兩個(gè)方向進(jìn)行觀察。當(dāng)光源照射到圓形玻璃柱外表面兩個(gè)著紅色方向時(shí)經(jīng)過濾光，紅光透射到玻璃內(nèi)，按光學(xué)原理，孔柱內(nèi)沒有水的部位孔柱平面會(huì)使紅光反射并從兩個(gè)觀察方向顯示紅色；孔柱內(nèi)有水的部位孔柱平面不會(huì)使紅光反射，從兩個(gè)觀察方向顯示的是水的原色即透明白色。根據(jù)鍋爐管理人員的習(xí)慣或愿望，還可以在兩個(gè)觀察方向中的某一個(gè)方向的套筒上附加除紅色外的任何顏色濾光玻璃片，在汽相以紅色顯示不變的情況下改變水相的顯示顏色，從另一個(gè)觀察方向監(jiān)視水位。
方形內(nèi)槽玻璃圓管放置在套筒內(nèi)，套筒的筒壁上開有四個(gè)平行于縱向中心線、長度符合“ZB N12 004－88”標(biāo)準(zhǔn)、寬度等于或適當(dāng)小于正方形孔柱對(duì)角尺寸的長方形孔槽，由于在套筒上只局部開有孔槽，方形內(nèi)槽玻璃圓管意外爆裂時(shí)套筒有保護(hù)作用，減少了飛濺的可能，有壓力的汽、水介質(zhì)也只從套筒的孔槽中噴出，孔槽以外四個(gè)弧面范圍是安全的角度，鍋爐管理人員可以從容地靠近進(jìn)行緊急處理，保障人身和設(shè)備的安全。套筒兩端有內(nèi)螺紋、用帶有內(nèi)、外螺紋的壓帽；中心有圓孔的密封盤和密封墊片，組成用螺紋調(diào)整來從兩端夾持和密封方形內(nèi)槽玻璃圓管的結(jié)構(gòu)。再用中心有孔、一端有外螺紋的連接管和密封墊片，同蒸汽鍋爐的通汽、通水閥門連接起來使用。
方形內(nèi)槽玻璃圓管和套筒是垂直安裝的，汽水介質(zhì)以連通管原理進(jìn)入正方形孔柱內(nèi)，通過套筒的孔槽在方形內(nèi)槽玻璃圓管的觀察方向監(jiān)視雙色水位，縱向可視范圍符合“ZB N12 004－88”標(biāo)準(zhǔn)，橫向可視角度在顯示紅－－白雙色水位時(shí)約為60°，并可從相對(duì)兩個(gè)方向來觀察；但在鍋爐管理人員根據(jù)自己的習(xí)慣或愿望，通過在套筒的一個(gè)觀察方向附加濾光玻璃片的方式來顯示紅－－其它色的雙色水位時(shí)，只能從另一個(gè)方向以約30°的觀察角度監(jiān)視水位。
本實(shí)用新型通過說明書附圖
對(duì)其結(jié)構(gòu)、原理和使用作進(jìn)一步說明。
附圖為輕型雙色水位計(jì)的兩面視圖。
圖中，(1)為方形內(nèi)槽玻璃圓管，其外形是圓形玻璃柱，其縱向中心位置有一個(gè)貫通的正方形孔柱，在其相對(duì)兩個(gè)方向(B方向)的外表面，以平行于其縱向中心線、垂直于其正方形孔柱截面的一根對(duì)角線、按等于或適當(dāng)寬于正方形孔柱截面對(duì)角尺寸為寬度，著以有一定牢度和能耐受一定溫度的濾光紅色，當(dāng)光源照射到兩個(gè)著紅色方向(B方向)時(shí)經(jīng)濾光，紅光透射到玻璃內(nèi)，按光學(xué)原理，在孔柱內(nèi)沒有水的部位孔柱平面會(huì)使紅光反射并從兩個(gè)觀察方向(A方向)顯示紅色；有水的部位則孔柱平面不會(huì)使紅光反射而顯示水的原色即透明白色，方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)的兩端平面是夾持和密封平面。(2)為套筒，套在方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)外部，其兩端有內(nèi)螺紋，其筒壁上正對(duì)著和垂直于著紅色方向(B方向和A方向)開有四個(gè)平行于套筒縱向中心線、長度符合“ZB N12 004－88”標(biāo)準(zhǔn)、寬度等于或適當(dāng)小于正方形孔柱截面對(duì)角尺寸的長方形孔槽，由于在套筒(2)上只局部開有孔槽，方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)意外爆裂時(shí)減少了飛濺的可能，有壓力汽、水介質(zhì)也只能從套筒(2)的孔槽中噴出，沒有孔槽的弧面范圍是安全的角度，鍋爐管理人員可以從容地靠近進(jìn)行緊急處理，保障人身和設(shè)備的安全。(3)為壓帽，用外螺紋與套筒(2)配合并調(diào)整，用于施加從兩端給予方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)密封平面夾持和密封的緊力。(4)為密封盤。(5)為大密封墊片。壓帽(3)的壓力施加在密封盤(4)和墊片(5)上，壓向方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)的兩端平面對(duì)其進(jìn)行夾持和密封。(6)為小密封墊片。(7)為連接管，以其有外螺紋的一端與壓帽(3)的內(nèi)螺紋配合并施加通過墊片(6)與密封盤(4)密封的壓力；另一端同蒸汽鍋爐的通汽、通水閥門相連接。本實(shí)用新型方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)和套筒(2)是垂直安裝的，使用時(shí)汽、水介質(zhì)以連通管原理進(jìn)入正方形孔柱內(nèi)，從套筒(2)在(A方向)的兩個(gè)觀察孔槽監(jiān)視顯示在方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)的正方形孔柱平面上雙色水位，在顯示紅－－白雙色時(shí)橫向有約60°(a角度)的視角，可從相對(duì)兩個(gè)方向監(jiān)視水位；縱向可視范圍達(dá)到或適當(dāng)超過“ZB N12 004－88”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長度。如果使用人員自行在套筒(2)的一個(gè)孔槽位置用附加濾色玻璃片的方法改變了水相的顯示顏色，就只能在另一個(gè)方向以約30°的橫向視角觀察雙色水位了。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果由于方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)從兩端夾持和密封，延整個(gè)長度是封閉的，可改變現(xiàn)有雙色水位計(jì)的縱向密封方式，取消了金屬表體及其緊固組件，實(shí)現(xiàn)輕型化、簡單化和延長使用壽命。由于套筒(2)只承受夾持和密封的拉力，可適當(dāng)開拓橫向視角和實(shí)現(xiàn)相對(duì)兩面監(jiān)視；可直接接受光照，用鍋爐房自備普通光源而不必設(shè)置同水位計(jì)一體的專用光源，在光源故障或停電時(shí)不會(huì)失效。主要以汽紅、水白顯示雙色水位，在鍋爐管理人員自行選擇汽紅、水其它色來顯示雙色水位時(shí)，汽相仍固定為紅色，不致誤判斷，增加安全性。方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)的孔柱中心線和汽水流通中心線同軸，能有效地沖洗內(nèi)槽，不會(huì)因污垢造成汽、水界線的模糊。本實(shí)用新型與“ZL 92 2 30526.9”實(shí)用新型相比較，有在我國當(dāng)前水位計(jì)配套閥門以鋼球防護(hù)裝置來提高安全性的要求尚未完全實(shí)現(xiàn)的實(shí)際情況下，以加強(qiáng)雙色水位計(jì)自身的安全性來保證鍋爐管理人員的安全和鍋爐設(shè)備的安全；降低玻璃元件鋼化過程中的廢品率、降低玻璃元件材料消耗和生產(chǎn)成本等積極效果。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)和制造工藝都很簡單，套筒(2)可采用國家標(biāo)準(zhǔn)系列的無縫鋼管來制造，孔槽銑削加工，兩端內(nèi)螺紋車削加工；壓帽(3)、密封盤(4)和連接管(7)車削加工；方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)現(xiàn)生產(chǎn)槽形玻璃的廠家能生產(chǎn)；對(duì)需要進(jìn)行鋼化的玻璃元件進(jìn)行鋼化是一般工藝；在玻璃平面上著濾光紅色我國已有多家企業(yè)能以多種方法進(jìn)行；本實(shí)用新型的組裝和各項(xiàng)試驗(yàn)、檢驗(yàn)可用常規(guī)設(shè)備和工具在任一個(gè)玻璃板式或雙色水位計(jì)制造廠家進(jìn)行。
權(quán)利要求1.一種以不同顏色顯示汽相和水相，用來監(jiān)視蒸汽鍋爐水位的輕型雙色水位計(jì)，其特征在于采用了方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)為光學(xué)元件，其外形是圓形玻璃柱，其縱向中心位置有一個(gè)貫通的正方形孔柱，其兩端是密封平面，在其外表面相對(duì)兩個(gè)方向(B方向)，以平行于其縱向中心線、垂直于其正方形孔柱截面的一根對(duì)角線、和以等于或適當(dāng)寬于正方形孔柱截面對(duì)角尺寸為寬度著以濾光紅色，套筒(2)套在方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)的外部并與其中心線重合，其兩端有內(nèi)螺紋，其筒壁上延方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)外表面著紅色位置的方向和與其垂直的方向(B方向和A方向)各開有一個(gè)平行于縱向中心線、長度符合“ZBN12004-88”標(biāo)準(zhǔn)、寬度等于或適當(dāng)小于方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)正方形孔柱截面對(duì)角尺寸的長方形孔槽，兩個(gè)壓帽(3)的外螺紋與套筒(2)兩端的內(nèi)螺紋配合，用于調(diào)整和施加壓力給中心有通孔的兩個(gè)密封盤(4)，并通過密封盤(4)施加壓力給兩片大密封墊片(5)，對(duì)方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)的兩端密封平面進(jìn)行夾持和密封，兩根中心有通孔的連接管(7)的有外螺紋的一端同兩個(gè)壓帽(3)的內(nèi)螺紋配合，施加壓力給兩片小密封墊片(6)來同兩個(gè)密封盤(4)密封，兩根連接管(7)的另外一端分別同蒸汽鍋爐通汽閥門和通水閥門連接使用，使用時(shí)方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)和套筒(2)的縱向中心線垂直安裝。
專利摘要一種監(jiān)視蒸汽鍋爐水位的輕型雙色水位計(jì)，以方形內(nèi)槽玻璃圓管(1)為光學(xué)玻璃元件，同套筒(2)、壓帽(3)、密封盤(4)、密封墊片(5和6)、連接管(7)等組成，取消金屬表體，輕型化、簡單化和延長壽命；視界滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，可從相對(duì)兩個(gè)方向觀察；不需專用光源；可有效沖洗避免汽、水界線模糊；主要以汽紅、水白顯示雙色增加安全性。適用于蒸汽鍋爐監(jiān)視水位，也可用于壓力容器或儲(chǔ)液罐槽的液位監(jiān)視。
文檔編號(hào)G01F23/02GK2160103SQ9321894
公開日1994年3月30日 申請(qǐng)日期1993年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月21日
發(fā)明者鄭憶祖 申請(qǐng)人:鄭憶祖