浮球式液位计及机床用双水箱液位平衡装置的制作方法

1.本实用新型涉及机床领域，具体是一种浮球式液位计，以及使用该浮球式液位计的机床用双水箱液位平衡装置。


背景技术：

2.为了解决加工时刀具缠屑问题，可以选择主轴刀具中心出水。主轴刀具中心出水系统需要用到主水箱和副水箱。主水箱容积较大，是冷却液的主要贮存处，功能是向副水箱补充冷却液。副水箱进行冷却液杂质的过滤，然后输送到主轴刀具，通过刀具中心孔高压喷水。中国专利文献cn208696982u，于2019年4月5日公开了“一种结构紧凑的复合型自动刮屑水箱”，包括水箱、鼓式过滤机、磁分支架、磁分器，所述水箱包括主水箱和副水箱，主水箱上安装有鼓式过滤机、冷却机、挡水板、若干带出水口的水泵，所述副水箱上安装有抽水泵，所述鼓式过滤机上设有若干连接法兰和由电机控制转动的刮屑轴，鼓式过滤机和主水箱相连通，鼓式过滤机上端固定安装有磁分支架，磁分支架上设有漏水槽，漏水槽上设有若干漏水口，漏水口和连接法兰之间用水管相连，所述磁分器固定安装在磁分支架上，磁分器上设有进水口，进水口和副水箱上的抽水泵之间用连接管相连。本实用新型具有结构紧凑，实现自动排屑，整体维护清洗方便等优点。如上所述的现有技术中，主水箱和副水箱的液位要实现平衡是主轴刀具中心出水系统稳定运行的关键，一般机床水箱储存切削液水箱液位高低是通过液位计显示，人工肉眼观察液体的高低，以决定是否要增加或者减少切削液。传统的浮球式液位计，浮球连杆的侧壁粗糙，套接在连杆滑槽或连杆套管内上下滑动很生涩，容易产生卡滞，因此不能准确的显示真实的液位高度，在机床上使用很不安全。而这样的人工观察方式无法实时监控机床的用水情况，很难现实工厂自动化生产。


技术实现要素：

3.基于以上问题，本实用新型提供一种浮球式液位计，可以消除卡滞现象，提高显示精度；机床用双水箱液位平衡装置可以实时监测副水箱的液位，自动补充冷却液，确保机床安全稳定。
4.为了实现发明目的一，本实用新型采用如下技术方案：一种浮球式液位计，包括纵置的浮球连杆，浮球连杆下端固定有浮球，上端连接指示机构，还包括连杆套管；连杆套管为纵置的中空管，内壁截面形状为圆形；浮球连杆间隙套设在连杆套管内；浮球连杆上固定有限位结构；所述限位结构包括限位轮安装杆，限位轮安装杆的内侧端与浮球连杆固定，外侧端通过转轴安装有限位滚轮，所述限位滚轮的滚动方向为竖直方向；限位轮安装杆的数量至少为3个，各限位轮安装杆在以浮球连杆的轴心为圆心的圆周上等角度排列；各个限位滚轮的外侧端均与连杆套管的内侧壁搭接。
5.作为优选，所述限位滚轮为球形。
6.作为优选，所述限位结构为多个，在浮球连杆的轴线上上下排列。
7.作为优选，还包括液位计外壳；连杆套管固定在液位计外壳的下方；液位计外壳上
设有贯通的指针通孔，指针通孔为长孔，长孔的长度方向为竖直向；所述指示机构为指针，指针通过指针连柄与浮球连杆的上端固定连接，指针连柄穿过指针通孔，在指针通孔的长度方向可自由升降。
8.作为优选，液位计外壳上固定有上接近开关安装座和下接近开关安装座；上接近开关安装座位于指针通孔的正上方，上接近开关固定在上接近开关安装座上；下接近开关安装座位于指针通孔的正下方，下接近开关固定在下接近开关安装座上。
9.作为优选，上接近开关安装座的形状为横片和竖片相连的l形，l形的横片的根部与液位计外壳固定，竖片的根部与横片的端部连接，竖片向下延伸，上接近开关固定在竖片上；下接近开关安装座的形状为横片和竖片相连的l形，l形的横片的根部与液位计外壳固定，竖片的根部与横片的端部连接，竖片向上延伸，下接近开关固定在竖片上。
10.作为优选，连杆套管的底部与连接法兰固定连接；所述连接法兰的安装面沿水平方向延伸。
11.本方案的浮球式液位计，包括一个纵置的连杆套管，连杆套管内间隙套接有纵置的浮球连杆。浮球连杆上端与指示机构连接，下端与浮球连接。其中，为了减小浮球连杆在连杆套管内的纵向运动的阻力，本方案定义连杆套管的内壁截面形状为圆形，在浮球连杆上设计有限位结构。限位结构包括在浮球连杆上沿径向伸出至少3根限位轮安装杆，每个限位轮安装杆的外侧端均通过横向的转轴安装有一个限位滚轮，使限位滚轮仅可以上下滚动，而所有限位滚轮的外侧端均与连杆套管的内侧壁搭接，因此将浮球连杆在连杆套管内的升降动作的摩擦力限定为限位滚轮的滚动摩擦。限位轮安装杆要求长度相等，采用3个或以上限位轮安装杆，在以浮球连杆的轴心为圆心的圆周上等角度排列的意义，在于提高稳定性，消除可能的偏转。为了减少接触面，即减小摩擦力，限位滚轮推荐使用球形。而这样的限位结构可以是两个甚至更多，在浮球连杆的轴线上上下排列，进一步保证了浮球连杆在连杆套管内直上直下，对液位升降变化更加敏感。在显示方面，本方案在液位计外壳上设计了长度方向沿竖直向延伸的指针通孔，指针连柄贯通指针通孔可自由上下滑动，指针连柄的内侧端与浮球连杆的上端固定连接，外侧端与指针连接。当浮球升降的时候，通过浮球连杆、指针连柄，带动指针在液位计外壳的外侧同步升降。为了正确感应、识别到指针的升降，本方案在液位计外壳的指针通孔上、下方案分别设有上接近开关安装座和下接近开关安装座。上接近开关安装座和下接近开关安装座的形状均为l形，l形的横片的根部与液位计外壳固定，端部向外延伸，与l形的竖片连接：上接近开关安装座的l形的竖片向下延伸，用来安装上接近开关；下接近开关安装座的l形的竖片向上延伸，用来安装下接近开关。指针在指针通孔的范围内上下升降，至上方设定位置时，被上接近开关感应到，至下方设定位置时，被下接近开关感应到。因此指针需要选择与接近开关的感应原理匹配的材料或结构，例如磁力、光学、电感等等，此类材料或结构均为常见的现有技术，本领域技术人员可以根据实际需要选择。上、下的设定位置将决定浮球式液位计发出信号的液位高度，本领域技术人员也可以根据设计要求自行决定。此外，在浮球式液位计的固定安装方式上，本方案是设计了连接法兰，通过连接法兰可以牢固的固定在经过找平的水箱上，安装维护也很方便。
12.为了实现发明目的二，本实用新型采用如下技术方案：一种机床用双水箱液位平衡装置，包括主水箱、副水箱、抽水马达和浮球式液位计，还包括控制中心；所述液位计包括安装在主水箱上的主水箱液位计和安装在副水箱上的副水箱液位计；主水箱液位计和副水
箱液位计为如前所述的浮球式液位计；主水箱液位计和副水箱液位计上的上接近开关和下接近开关均与控制中心信号连接；抽水马达与控制中心信号连接。
13.在本方案中，设计有主水箱、副水箱和抽水马达，主水箱配设有主水箱液位计，副水箱配设有副水箱液位计，且主水箱液位计和副水箱液位计均为上文介绍的浮球式液位计，均有上、下接近开关。此外本方案中设置有控制中心，控制中心可以采用plc等无人控制技术，与水箱液位计和副水箱液位计的上、下接近开关、与抽水马达均信号连接，可以在收到信号后自动执行操作程序。例如，当副水箱液位计的下接近开关检测到指针靠近时，即为副水箱内液位偏低，此时控制中心控制抽水马达将冷却液从主水箱抽至副水箱中；当副水箱液位计的上接近开关检测到指针靠近时，即为副水箱内液位即将到达上限，此时控制中心控制抽水马达停止抽水动作；当主水箱检测到高液位时，也会启动抽水马达将冷却液抽送至副水箱；当主水箱长时间显示处于高液位或副水箱长时间显示处于低液位时，提示故障，提醒操作人员检查设备；等等。
14.综上所述，本实用新型的有益效果是：浮球式液位计可以减小摩擦，消除卡滞现象，提高显示精度；机床用双水箱液位平衡装置可以实时监测副水箱的液位，自动补充冷却液，确保机床安全稳定。
附图说明
15.图1是本实用新型浮球式液位计的结构示意图（低液位时）。
16.图2是本实用新型浮球式液位计的结构示意图（高液位时）。
17.图3是浮球式液位计中连杆套管、浮球连杆、限位轮安装杆和限位滚轮的配合关系示意图。
18.图4是图3的俯视图。
19.图5是本实用新型机床用双水箱液位平衡装置的结构示意图。
20.其中：1液位计外壳，11指针通孔，12上接近开关安装座，13下接近开关安装座，21浮球，22浮球连杆，23连杆套管，24指针，25限位轮安装杆，26限位滚轮，3连接法兰，41上接近开关，42下接近开关，a主水箱，b副水箱，c1主水箱液位计，c2副水箱液位计，d抽水马达，e控制中心。
具体实施方式
21.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
22.实施例1
23.实施例1为一种浮球式液位计。如图1所示，本例的浮球式液位计包括一个纵置的连杆套管23，连杆套管23的上方固定有液位计外壳1。在连杆套管23内，间隙套接有浮球连杆22，浮球连杆22下端固定连接浮球21，上端连接指示机构。
24.如图3、图4所示，在浮球连杆22上安装有上下两套限位结构。在限位结构中包括内侧端固定在浮球连杆22上的限位轮安装杆25。限位轮安装杆25的数量至少为3个，各限位轮安装杆25在以浮球连杆22的轴心为圆心的圆周上等角度排列，本例中限位轮安装杆25的数量为4个。每个限位轮安装杆25的外侧端上均通过横向的转轴安装有限位滚轮26，本例中的限位滚轮26为球形。
25.如图1所示，液位计外壳1为长方体的壳体，在其中一侧的侧壁上贯通的设有指针通孔11。指针通孔11的长度方向为竖直方向。浮球连杆22的上端位于液位计外壳1内，与指针连柄的内侧端连接，指针连柄横向延伸，从指针通孔11内伸出，外侧端连接有指针24，当浮球21随着液面升降时，通过浮球连杆22和指针连柄，带动指针24自由升降。液位计外壳1上，在指针通孔11上方固定有上接近开关安装座12。上接近开关安装座12的截面形状为l形，包括横向延伸的横片和纵向延伸的竖片，横片的内侧端与液位计外壳1固定，外侧端连接竖片的上端。在竖片上固定有上接近开关41。类似的，在指针通孔11下方固定有下接近开关安装座13。下接近开关安装座13的截面形状同样为l形，包括横向延伸的横片和纵向延伸的竖片，横片的内侧端与液位计外壳1固定，外侧端连接竖片的下端。在竖片上固定有下接近开关42。本例中，选择指针的材质为，通过的原理可以被上接近开关41、下接近开关42感应到，在接近时可以触发上接近开关41或下接近开关42产生信号。
26.本例的浮球式液位计采用的是法兰安装。在连杆套管23的底部固定有连接法兰3，连接法兰3的安装面沿水平方向延伸，连接法兰3可以与已经找平的水箱固定，实现浮球式液位计的安装。
27.本例的浮球式液位计，当液位偏低时的状态如图1所示，此时浮球21位于低位，暴露出大部分浮球连杆22，指针24也下降至靠近下接近开关42处；当液位偏高时的状态如图2所示，此时浮球21位上升至靠近上接近开关41处。当页面升降变化时，浮球21带动浮球连杆22同步升降，此时浮球连杆22与连杆套管23的内侧壁之间为滚动摩擦，摩擦阻力小，升降灵活，不容易产生卡滞问题。
28.实施例2
29.如图5所示的实施例2为一种机床用双水箱液位平衡装置，包括了主水箱a、副水箱b、安装在主水箱a上的主水箱液位计c1、安装在副水箱b上的副水箱液位计c2，还包括抽水马达d和控制中心e。本例的控制中心e包括有plc，通过预设程序设定成根据特定信号触发特定操作动作。其中，主水箱液位计c1和副水箱液位计c2均为实施例1中介绍的浮球式液位计；且，主水箱液位计c1和副水箱液位计c2上的上接近开关41和下接近开关42、抽水马达d均与控制中心e信号连接。
30.本例的机床用双水箱液位平衡装置可以实现主、副水箱的自动供给：当副水箱液位计c2的下接近开关检测到指针靠近时，即为副水箱b内液位偏低，此时控制中心e控制抽水马达d将冷却液从主水箱a抽至副水箱b中；当副水箱液位计c2的上接近开关检测到指针靠近时，即为副水箱b内液位即将到达上限，此时控制中心e控制抽水马达d停止抽水动作；当主水箱a检测到高液位时，也会启动抽水马达d将冷却液抽送至副水箱b；当主水箱a长时间显示处于高液位或副水箱b长时间显示处于低液位时，提示故障，提醒操作人员检查设备；等等。