王贵军，方旭
(东北轻合金有限责任公司特材公司，黑龙江哈尔滨150060)
摘要：原水压机的高压水泵站高压罐的水位指示器有缺陷，改进后，保证了系统的安全运行。
关键词：高压泵站；水位指示器；浮筒
高压泵站是我公司水压机的动力源，其额定工作压力为32MPa。站内的高压泵及高压罐的安全运行很重要，高压罐内水位的监测是重中之重。
图1
高压罐水位监测采用干簧管式水位指示器，其结构如图1所示。
该装置上端经气阀与高压罐上部的高压压缩空气相通。下端经水阀与高压罐内的高压水相通。由不锈钢管、浮筒、内磁钢、干簧继电器以及外辅助磁钢构成。
干簧管式水位指示器的作用是显示封闭于高压水罐内的液面高度，并通过干簧管继电器发出电信号，以控制高压泵系统的空转、带负荷或停机；控制高压水罐中最低和最高液位高度，保证高压泵系统的自动安全运行。浮筒材料为聚丙烯，密度小于水，浮筒内安置内磁钢，磁钢材料为AINiCo5。选用辅助外磁钢的作用是使干簧管继电器能在记忆状态下工作。水位上升时，浮筒上升，内磁钢随之上升，当逐渐靠近干簧管继电器时，总磁场强度加强，达到吸合值时，干簧管继电器吸合；水位继续上升时，干簧管继电器保持吸合，记忆水位上升状态。当水位降低时，浮筒下降，内磁钢随之下降。当逐渐靠近干簧管继电器时，总磁场强度降低，干簧管继电器释放。水位继续下降时，干簧管继电器保持释放，记忆水位下降状态。不锈钢管采用1Cr18Ni9Ti无缝管，既能满足机械性能要求，在常温下又具有良好的顺磁性以及极低的导磁系数。
此干簧管式水位指示器中浮筒原设计存在以下缺点。
原浮筒结构如图2所示，浮筒在不锈钢管内，上半部与高压气接触，浮筒内是高压压缩气体，通过高压水将浮筒内的气体与外部气体隔开。这样就带来一个问题，即随高压罐内高压水位的升降，整体系统压力将产生9%-10％的压差。按压力平衡原理，浮筒内气体压力与外界压力始终保持一致，因此浮筒内气体压力和体积也随着外界压力的变化而变化。按气体状态方程（等温状态）piVi=p2V2，当系统压力降低时，浮筒内的气体体积膨胀外逸；压力升高时，浮筒内的气体体积减小，高压水进入浮筒，使浮筒吃水深度发生变化。尤其是当系统压差较大需补充压力时，易造成浮筒下沉或滞后，发出低水位或带负荷水位信号，控制系统产生误动作，使高压泵系统持续工作，导致高压罐内水位不断上升，造成系统超压，严重影响系统的安全运行。为了保证系统的安全运行，规定每周必须对指示器系统进行检修，并且每次补压后须对浮筒重新充压。
图2
针对此问题，对浮筒结构作了改进，如图3所示。改进后的浮筒在上部有一通气孔，使浮筒内的空气与外部的空气相通，当高压水罐内压力随水位变化而发生变化时，通过通气孔的作用使浮筒内压力始终与外界压力保持相同，而不影响浮筒的吃水深度，浮筒在不锈钢管内移动更平稳。即使发生高压水进入浮筒气室的情况，当系统压力降低时，气室内气体体积膨胀，进入气室内的水也会通过通气管自动排出，具有一定的自我恢复能力。而且改进后的浮筒更便于加工维修。
通过1年的使用，没有发生误动作，保证了设备的安全运行，而且检修周期延长为两个月。
图3