一种新型船用自闭式液位计的研制

王志军，丰 轩，葛小明，印 俊

(中船绿洲镇江船舶辅机有限公司， 江苏 镇江 212006)

0 引言

目视液位计是一种常用的安装在液体容器壁上的仪器，用来观察容器内液体的液位变化。目前，机械设备油箱使用的液位计为有机玻璃型液位计[1-2]。该型液位计能够用于常规设备，但是对于像船舶机械等需要安装在室外并且移动的设备，液位计的壳体因为是有机玻璃的，所以很容易被撞坏。壳体损坏以后会导致工作液体泄漏，主机无法工作，同时泄漏的液体也会造成资源浪费和环境污染。国外某船级社在规范中明确规定：安装在船用设备油箱上的液位计必须带自闭功能，即液位计壳体损坏以后液位计能自动关闭，工作液体不能外泄。液位计生产厂家为了满足该规范要求，研发了一系列船用自闭式液位计[3]。本文就目前市场供应的船用自闭式液位计在实用中存在的一些不足之处进行了分析并提出了改进方案。

1 研制新型液位计的必要性

目前市场上供应的船用自闭式玻璃管液位计虽然具备自闭功能，满足船级社规范要求，但使用在船舶机械油箱上还存在以下几个问题：

(1)该型液位计同常规使用的有机玻璃型液位计相比，由于要安装自闭阀，所以它不是贴合在油箱表面的，而是悬在油箱外部，因而其外形尺寸较大，在船上狭小的空间内更容易被撞到。

(2)玻璃管型液位计的安装方式和有机玻璃型不同。玻璃管型液位计采用的是法兰联结或直接焊接在油箱壁上，有机玻璃型液位计采用螺纹联结。为满足船级社规范要求，将油箱上原来安装的有机玻璃液位计更换为玻璃管型液位计时，安装孔需要重新机加工。

(3)在使用过程中，如果玻璃管型液位计被撞坏需要更换液位计时，在拆除损坏的液位计之前必须先把容器中的工作液放掉一部分，防止在更换过程中工作液通过安装孔外流[3]。

(4)玻璃管型液位计在观察液位时，要先将自闭阀的两个手轮同时按下，开启自闭阀后使容器内的液体流入液位计。同时按下手轮需要用很大的力，操作不是很方便。

2 双自闭液位计的结构和工作原理

针对市场现有的有机玻璃型液位计和玻璃管型液位计在使用过程中存在的不足之处，研究开发一种全新的双自闭液位计，以满足船舶机械的使用要求[4]。

新型液位计的结构见图1。技术方案如下:

(1)本液位计整体是在有机玻璃型液位计的基础上改装的，这样可以提高标准化和通用性。件6液位计壳体采用原液位计壳体，其余零部件均要重新设计制造。

(2)本液位计由油箱内和油箱外两大部分组成。油箱内元件通过件8阀套与油箱壁螺纹孔联接，油箱外元件通过件5空心螺栓与油箱壁螺纹孔联接。

(3)件1为推杆。要观察油箱内液位，首先将上下两个推杆同时向里按到底。推杆的末端与件9阀芯通过螺纹联结，推杆向里运动时通过件9阀芯压缩件10弹簧。件9阀芯开启，油箱内的液体通过件8阀套与阀芯之间的环形间隙流入液位计透明壳体。因为液位计上下两个推杆是同时顶开的，壳体内形成连通器，此时便可以通过液位计观察到油箱内的液位。

(4)观察完毕，将液位计件1推杆松开，件9阀芯在件10弹簧复位力的作用下与件8阀套形成锥面密封。此时，如果因为外力作用使液位计壳体意外破裂，油箱内的液体在锥面密封的作用下不会外泄，形成自闭。

(5)如果要更换损坏的壳体，液位计油箱内的元件不动，只需将件1推杆向外旋出，之后将件5空心螺栓从油箱壁上旋下即可更换新的壳体。在更换壳体过程中，油箱内的液体还是通过件8阀套与阀芯形成的锥面密封形成自闭，液体也不会外泄。

(6)件4、件7均为密封件，其作用是防止油箱内工作液体在液位计使用过程中外泄。件3为垫圈，上面加工有两道O型圈槽，分别为轴向密封和径向密封。如果O型圈损坏需要更换时，要先将件2套管从件5空心螺栓上旋下取出，之后再将件3垫圈从套管上拆下后即可更换。

3 结语

本设计在市场广泛使用的有机玻璃型液位计的基础上增加了双自闭功能。液位计壳体损坏时，油箱内工作液体不会外泄。更换液位计时，也不必将工作液先放掉。新型船用自闭式液位计特点如下：

(1)外形小巧，能与油箱壁紧密贴合，不容易被撞到，同时因为弹簧力较小，工作人员操作时也比较轻松。

(2)安装方便。使用原来有机玻璃型液位计的两个安装孔，原油箱不需要做任何改动即可将非自闭式液位计更换为自闭式液位计，通用化程度高。

用简单的方法成功解决了现在市场供应的有机玻璃型液位计和玻璃管型液位计在使用中存在的不足之处，适用范围非常广。按照本设计方案制造的液位计已经安装在船舶机械上,使用效果良好。