CN105151587B - 光电式储油罐切水装置 - Google Patents

Abstract

一种光电式储油罐切水装置，在储油罐底部位置设有用于切水的管路，管路中至少有一部分为透明材质，在管路上设有用于检测含油率的光电检测装置，光电检测装置与控制装置电连接，控制装置与位于管路的排液电磁阀电连接。本发明提供的一种光电式储油罐切水装置，通过设置的光电检测装置，能够方便检测到切水操作的液体中的含油率，从而根据含油率控制排液电磁阀的启闭，从而实现切水自动控制。设置的混合筒有利于液体的充分混合，从而提高检测精度。光电检测装置，采用色选或光栅位移检测的方式，由于光电检测装置不与混合液体接触，因此持续工作时间长。

Description

光电式储油罐切水装置

技术领域

本发明涉及石油采掘领域，特别是一种光电式储油罐切水装置，本发明还可以用于比重不同、且互不相溶的两种液体分离。

背景技术

储油罐切水就是将沉积在储油罐底部的积水从油罐中排放的过程。在石油、石化及油田开发、化工、炼油等领域的储运系统中，常常会遇到油品 ( 如 ：原油、柴油、汽油、煤油、蜡油、润滑油等 ) 需要切水的问题。 现有的切水方法主要有两种，一种是普遍采用的人工切水，通过人工开关设置在罐体底部的阀门，将罐内的水排除；另一种是自动切水，主要有浮体式、机械式、电子式等几种方法，来实现罐内水的切除。人工切水要求操作人员切水时不能离开现场，否则，储罐内的水切完后，油品就会被切出，造成跑油事故，劳动强度高。自动切水的方法，目前效果尚不理想而没有推广使用。多数的原因是安装不便、维护困难、检测不灵敏，油品附着后造成失灵、造价昂贵等。

机械式的自动切水装置，其中的活动部件易受到油液的包覆，从而影响活动部件的动作，切水不够可靠，持续工作时间短。

中国专利文献CN 203128170 U，公开了“一种储油罐无动力安全型智能切水装置”，通过设置在管路中的传感器对水中的含油率进行检测，能够实现自动切水，存在的问题是，由于管路中的空间较小，传感器的检测不灵敏，且油品易漂浮在传感器的周围，从而使切水效率较低，并且在切水过程中无法自动回油，油品存在浪费的问题。该文献中也未公开传感器的具体结构。

中国专利文献CN 204027650 U，公开了“一种用于检测油水分界面的传感器”，其能够精确检测出油水分界面，并且效率高、劳动强度小、安全性高。通过从上到下多个传感器的方式，检测水和油的分界面，存在的问题是油液进入到这种结构的传感器中不易清理，造成检测精度不高，从而影响持续工作时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光电式储油罐切水装置，能够实现自动切水，并且持续工作时间长，在优选的方案中，能够实现自动回油，且检测不影响切水操作，能够实现自动连续切水操作。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种光电式储油罐切水装置，在储油罐底部位置设有用于切水的管路，管路中至少有一部分为透明材质，在管路上设有用于检测含油率的光电检测装置，光电检测装置与控制装置电连接，控制装置与位于管路的排液电磁阀电连接。

所述的管路包括第一管路、第二管路和第三管路；

第一管路连接储油罐和混合筒的顶部，第一管路上设有截止阀；

第二管路连接混合筒的底部和缓冲罐的顶部，第二管路上设有光电检测装置；

缓冲罐的底部设有第三管路，第三管路上设有排液电磁阀。

混合筒的顶端低于储油罐的底端。

第一管路与混合筒的顶部切向连接，以使液体流动过程中在混合筒的混合腔内充分混合。

在缓冲罐内设有加热管。

第二管路上设有并联的第一支路管和第二支路管；

第一支路管上设有光电检测装置，第二支路管上设有检测阀。

所述的光电检测装置中，包括透明的供液体通过的检测狭隙，在检测狭隙的一侧设有标尺光栅和光传感器，检测狭隙的另一侧设有透镜和光电管。

所述的光电检测装置中，包括透明的供液体通过的检测狭隙，在检测狭隙的一侧设有光传感器，检测狭隙的另一侧设有光电管。

在检测狭隙与光电管之间设有匀光板。

所述的排液电磁阀为开度控制电磁阀。

本发明提供的一种光电式储油罐切水装置，通过设置的光电检测装置，能够方便检测到切水操作的液体中的含油率，从而根据含油率控制排液电磁阀的启闭，从而实现切水自动控制。设置的混合筒有利于液体的充分混合，从而提高检测精度。光电检测装置，采用色选或光栅位移检测的方式，由于光电检测装置不与混合液体接触，因此持续工作时间长。设置的缓冲罐能够避免因为光电检测装置检测以及自动控制的滞后性而造成的跑油浪费，而且当排液电磁阀被关闭后，在缓冲罐内的油能够通过浮力回流到储油罐内，进一步减少浪费。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中光电检测装置的结构示意图。

图3为本发明中光电检测装置的另一种结构示意图。

图4为本发明的控制流程示意图。

图中：混合筒1，混合腔2，第一管路3，检测电路板4，控制装置5，第二管路6，检测阀61，第一支路管62，光电检测装置63，检测狭隙631，透镜632，光电管633，标尺光栅634，光传感器635，第二支路管64，缓冲罐7，加热管8，排液电磁阀9，储油罐10，油101，水102，截止阀11，第三管路12，过滤器13。

具体实施方式

实施例1：

参见图1，一种光电式储油罐切水装置，在储油罐10底部位置设有用于切水的管路，管路上设有截止阀11，管路中至少有一部分为透明材质，在管路上设有用于检测含油率的光电检测装置63，光电检测装置63与控制装置5电连接，控制装置5与位于管路的排液电磁阀9电连接。

本例中用于切水的管路也可以直接利用储油罐的排污管，管路上的截止阀利用法兰结构与储油罐的排污管连接。

控制流程如图4中所示，当储油罐10的底部具有较多的水102，开启截止阀11，水从管路流过，光电检测装置63检测到水中的含油率，光电检测装置63将检测到的模拟信号发送至控制装置5，在控制装置5中与预设的阈值进行比对，若小于阈值，则控制装置5控制排液电磁阀9保持开启，若大于阈值，则控制装置5控制排液电磁阀9关闭，在一定时间后，重新开启排液电磁阀9，重复以上的步骤。

优选的方案中，所述的排液电磁阀9为开度控制电磁阀。阈值也相应为两组，一组为上限阈值，一组为下限阈值，当大于上限阈值，排液电磁阀9完全关闭，当小于下限阈值则排液电磁阀9完全开启，当位于上限阈值与下限阈值之间，则使排液电磁阀9趋于完全开启。排液电磁阀9关闭一定时间后，重新开启，重复以上的步骤。

控制装置5还与显示装置或网络连接，例如控制装置5采用无线局域网组网，然后与总控制室的终端连接，实现远程监控。

实施例2：

在实施例1的基础上如图1中，所述的管路包括第一管路3、第二管路6和第三管路12；

第一管路3连接储油罐10和混合筒1的顶部，第一管路3上设有截止阀11，混合筒1采用聚四氟乙烯材质，以提高防腐性能，且油不易附着在混合筒1的内壁，不会影响到光电检测装置63的检测精度。

进一步优选的，第一管路3上还设有过滤器13，可以对油中的杂质进行过滤,以免影响测量效果。

第二管路6连接混合筒1的底部和缓冲罐7的顶部，在第二管路6上设有光电检测装置63；

缓冲罐7的底部设有第三管路12，第三管路12上设有排液电磁阀9。

混合筒1的顶端低于储油罐10的底端，由此结构，利于切水和回油。

优选的方案中，第一管路3与混合筒1的顶部切向连接，以使液体流动过程中在混合筒1的混合腔2内充分混合，经过充分混合的混合液，使油在水中的分布更为均匀，从而利于色彩的均匀，或者油101与水102之间的边界排列更为均匀。

在缓冲罐7内设有加热管8，加热管8内通有热水或蒸汽，以使油101加热后粘度降低。

由上述的结构，当排液电磁阀9完全关闭后，油能够从缓冲罐7的顶部回流至混合筒1的混合腔2，在缓冲罐7内被加热管8加热的油有利于将传感器极板上附着的油加热并清洗。

实施例3：

在实施例2的基础上，第二管路6上设有并联的第一支路管62和第二支路管64；

第一支路管62上设有光电检测装置63，第二支路管64上设有检测阀61。由此结构，使光电检测装置63的检测不会影响正常的切水操作，提高切水的效率。

实施例4：

可用于实施例1~3的可选的方案如图2中，所述的光电检测装置63中，包括透明的供液体通过的检测狭隙631，检测狭隙631使混合后的液体更容易被观测，尤其是使水和油之间的分界更为明显，检测狭隙631的两端优选的与管路形成平滑过渡，此处的管路包括实施例1中所称的管路、实施例2中所称的第二管路6和实施例3中所称的第一支路管62。在检测狭隙631的一侧设有标尺光栅634和光传感器635，检测狭隙631的另一侧设有透镜632和光电管633。

由于本例中的油101与水102不相溶，因此在混合腔2内均匀混合后的混合液体的油101与水102之间存在界面，该界面较为均匀，在界面的位置会使光线的透射产生干扰，以油101与水102的界面替代不断移动的指示光栅，光电管633发出检测光经过透镜632后，成为一组平行光，经过油101与水102的界面与标尺光栅634的狭缝，使光传感器635接收的光线产生衍射变化，光传感器635根据衍射变化产生的脉冲，即可推算出水中的含油率，即该脉冲与含油率正相关。检测后的具体控制方法与实施例1中所描述的相同。

实施例5：

可用于实施例1~3的另一可选的方案如图3中，所述的光电检测装置63中，包括透明的供液体通过的检测狭隙631，检测狭隙631的两端优选的与管路形成平滑过渡，此处的管路包括实施例1中所称的管路、实施例2中所称的第二管路6和实施例3中所称的第一支路管62。在检测狭隙631的一侧设有光传感器635，检测狭隙631的另一侧设有光电管633。

优选的方案中，在检测狭隙631与光电管633之间设有匀光板。设置的匀光板使入射的光源保持均匀，以提高测量精度。

本例的方案采用色选检测的方式检测水中的含油率，适用于与水102色差较大的原油、柴油、煤油、蜡油、润滑油的检测。检测后的具体控制方法与实施例1中所描述的相同。光电管633优选采用与油101的色相相反的色光，例如对于黄色的煤油，可以采用蓝色光作为光电管633的光色，根据黄色的煤油对于蓝色光吸收的程度判断水中的含油率，即光强与含油率成反相关。

实施例6：

可用于上述各个实施例的方案中，第三管路12通过三通阀门分别与截止阀和排液电磁阀9连接。该截止阀的作用一是清洁切水装置时用于排放，二是当排液电磁阀9发生故障时,或者根据需要时,方便人工切水。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种光电式储油罐切水装置，其特征是：在储油罐（10）底部位置设有用于切水的管路，管路中至少有一部分为透明材质，在管路上设有用于检测含油率的光电检测装置（63），光电检测装置（63）与控制装置（5）电连接，控制装置（5）与位于管路的排液电磁阀（9）电连接；

所述的管路包括第一管路（3）、第二管路（6）和第三管路（12）；

第一管路（3）连接储油罐（10）和混合筒（1）的顶部，第一管路（3）上设有截止阀（11）；

第一管路（3）与混合筒（1）的顶部切向连接，以使液体流动过程中在混合筒（1）的混合腔（2）内充分混合；

第二管路（6）连接混合筒（1）的底部和缓冲罐（7）的顶部，缓冲罐（7）的底部设有第三管路（12），第三管路（12）上设有排液电磁阀（9）；

第二管路（6）上设有并联的第一支路管（62）和第二支路管（64）；

第一支路管（62）上设有光电检测装置（63），第二支路管（64）上设有检测阀（61）；

所述的光电检测装置（63）中，包括透明的供液体通过的检测狭隙（631），在检测狭隙（631）的一侧设有标尺光栅（634）和光传感器（635），检测狭隙（631）的另一侧设有透镜（632）和光电管（633）。

2.根据权利要求1所述的一种光电式储油罐切水装置，其特征是：混合筒（1）的顶端低于储油罐（10）的底端。

3.根据权利要求1所述的一种光电式储油罐切水装置，其特征是：在缓冲罐（7）内设有加热管（8）。

4.根据权利要求1所述的一种光电式储油罐切水装置，其特征是：所述的排液电磁阀（9）为开度控制电磁阀。