CS203401B1 - Dálkový hladinoměr mrazem tuhnoucích kapalin, zejména pro záznam hladiny vodních toků - Google Patents

Description

Vynález se týká dálkového hladimoměru mrazem tuhnoucích kapalin, zejména hladiny vodních toků, anebo hladiny agresivních či hořlavých kapalin, vhodného pro měření, kde má být snímač vzdálen od místa měření ať z důvodů provozních, zdravotních nebo bezpečnosti obecně.

Nedostatkem přístrojů, sloužících pro záznam výšky hladiny kapalného· média — obecně hladin,oměrů, limnigrafů, vodočtů a podobně je, že, jsou vyřazovány z provozu v období, kdy klesá okolní teplota pod bod mrazu, kdy tuhnou kapalná média, zejména voda. Pro plovákové snímače registračních přístrojů, instalovaných ve vodních tocích jsou budovány zděné nebo betonové šachty, do nichž je voda přiváděna kanálem, vyúsťujícím do koryta vodního toku až na jeho dno, kde voda, zejména hlubších toků, nezamrzá. U menších toků, kde je zpravidla šachta nahrazena ocelovou pažnicí, se používá nemrznoucí vrstvy kapaliny plovoucí na hladině. Funkce nemrznoucí vrstvy není zcela spolehlivá, zvláště při větší rozkolísanioBti vodní hladiny, kdy vrstva nemrznoucí kapaliny je při značném poklesu vodní hladiny odplavována.

V případě použití dálkových hladinoměrů kapacitních, induktivních nebo· odporových, kdy snímač bývá instalován přímo ve vodním toku a je zaplavován říční vodou, nastává obvykle ucpání snímače ledovou zátkou, která se vytvoří ve výšce kolísání vodní hladiny. Kromě toho· do· takového snímače všechny nečistoty, ale i chemické látky, mnohdy agresivní.

Problematika zamrzávání kapalného média, zejména vody v tocích a podobně, je tíživá v celosvětovém měřítku, nebot zamrzlé snímače registrátorů hladiny, jejichž údaje slouží pro dlouhodobá statistická zpracování pro důležitá odvětví národního hospodářství, jsou takto vyřazovány z provozu. To je z hlediska hospodaření vodou v celosvětovém měřítku velmi nežádoucí.

Konečně všechny Stávající typy přístrojů k měření hladiny libovolných kapalných médií mají nevýhodu v tom, že snímače jsou v bezprostředním styku s měřeným médiem, které může být agresivní, výbušné, silně znečišťující.

Známá zařízení pro měření a registraci hladiny kapalného· média, která uvedené nedostatky částečně odstraňují, jsou například podle čs. patentu č. 108 937 a autorského osvědčení SSSR č. 504 935, používající pružný vak jako čidlo. Podle čs. patentu č. 108 937 je pružný vak ve zvláštní nádobě spojené potrubím s nádrží nebo· tokem. Pružný Vak je plněn: zčásti plynem, popřípadě částečně i kapalinou. Pro stanovení hydrostatického tlaku je použit diferenciální manometr plněný rtutí.

Podle autorského osvědčení SSSR číslo

504 935 je pružný vak ponořen v toku nebo nádrži a je spojen potrubím s vlnovcem, který je součástí registračního- přístroje. Soustava vlnovec, potrubí a pružný vak obsahuje jen plynné médium.

V obou uvedených případech je nedostatkem, že nelze jednoduše nastavit přizpůsobení rozkyvu měřené hladiny od minima do maxima a že není řešena otázka zamrzávání hladiny při nízkých teplotách. To* vyžaduje vždy vhlodné umístění pružného vaku těsně u dna toku. Takové umístění pružného vaku je téměř nesplnitelné v obou výše uvedených případech. V čs. patentu č. 108 937 navíc přistupuje problematika, jak se dlostat s nádobou, obsahující pružný vak s připojeným diferenciálním manometrem, do úrovně dna, bez budování šachty mimo tok. Je též nevýhodná rtuťová náplň diferenciálního manometru.

Oba vynálezy mají jako náplň pružného vaku plynné médium pod tlakem, jehož dlouhodobé utěsnění může být problematické.

V případě tohoto vynálezu tvoří dálkový snímač s pružným vakem spojité nádoby, s náplní oddělenou od znečišťujícího¹ agresivního nebo výbušného pro-středí. Podstatou vynálezu je dálkový snímač, spojený komunikační spojkou s čidlem, tvořeným pružným vakem, naplněným nemrznoucím rqíztokem, přičemž podélná osa dálkového snímače je nastavitelná vůči vodorovině o úhel menší 90°. Je-li dálkový snímač kapacitní snímač, je tvořen trubkou s centrálně uloženým izolovaným vodičem a nemrznoucí roztok sestává ze směsi vody a methylalkoholu v poměru 1 : 1 a na jeden litr této směsi 0,75 až 1 ccm petroleje pro snížení odpařování methylalkoholu a snížení absorpce vzduchu po odplynění směsi, načež je roztok doplněn chloridem sodným na měrhiou hmotnost vody, je-li pro tuto kapacitní snímač cejchován.

’ Technický pokrok daný vynálezem se vyznačuje vyššími účinky technickoi-ekonomickými. Tyto spočívají v tom, že snímače nezamrzávají při měření hladiny mrazem tuhnoucích médií, že tedy přístroje nejsou vyřazovány z provozu, čímž je zabráněno ztrátám vzniklým porušováním víceletých řad záznamů, určených pro statistické zpracování. Kromě toho lze snímač instalovat i mimo kapalné médium měřené a ve zvláštních případech může být i součástí celého přístroje, tj. registrátoru, což má význam pro speciální účely. Takové oddělení má výhodu při manipulaci, výměně a podobně. Použije-li se dálkový snímač kapacitní, tvořený trubkovým kondenzátorem, možno ekvivalentní náplní soustavy — pružný vak, komunikační spojka a kapacitní snímač — měřit libovolné kapalné médium.

Konkrétní provedení vynálezu je schematicky zobrazeno na výkresech, kde znázorňuje obr. 1 nárys dálkového snímače hladiny mrazem tuhnoucích kapalin, zejména pro záznam hladiny vodních toků, obr. 2, 3 a 4 různé typy pružných vaků a obr. 5 dálkový snímač hladiny pro měření v nádrži a podobně, zejména je-li kapalné médium agresivní, výbušné a jiné.

Dálkový snímač hladiny mrazem tuhnoucích kapalin podle obr. 1 je tvořen pružným vakem 1 typu podle obr. 2 hranOlovitého, podle obr. 3 diskového a podle obr. 4 válcového. Každý z uvedených typů pružného vaku 1 je opatřen nátrubkem 11, pro připojení komunikační spojky 12, jejíž druhý konec je nasazen na nátrubek 31 v daném případě dálkového, kapacitního snímače 3,tvořeného trubkou a v ní centrálně uloženým izolovaným vodičem. Podélná osa snímače 3 je nastavitelná vůči vodorovině o úhel menší 90°. KOnec snímače 3 je obvykle opatřen hlavicí 32 se zesilovačem, přívodním kabelem 33 pro připojení zdroje proudu a větvemi signalizujícími stav hladiny. Druhý konec kabelu 33 je připojen k nezobrazenému registrátoru a podobně. Pružný vak 1 je chráněn krytem 2 s bočními komunikačními otvory pro měřené kapalné médium 6.

Podle obr. 5 sestává dálkový snímač hladiny mrazem tuhnoucích kapalin nebo agresivních či hořlavých kapalin opět z vhodného pružného vaku 1 uloženého ňa dně nádrže 5 a podobně, připojeného komunikační spojkou 12 k nátrubku 11 pružného vaku 1 a druhým koncem opět k nátrubku 31 snímače 3 kapacitního, jako v provedení předešlém. Nátrubek 11 pružného vaku 1 je utěsněn průchodkou 51. Dálkový snímač 3 kapacitní je zobrazen jako součást registračního přístroje 4 a lze jej nastavit o úhel alfa od svislice. Vzdálenost mezi nádrží 5 a registračním přístrojem 4 je omezena jen s ohledem na zpoždění dJaném setrvačností. Musí být splněna podmínka, že při minimální hladině, označené na snímači 3 kapacitním z vnějšku, musí být pružný vak 1 měřeným médiem zcela zatopen. Přizpůsobení ríozkyvu hladiny k rozsahu registračního přístroje se řídí s výhodou opět nakloněním snímače 3 o úhel alfa tak, aby pro požadovaný rozkyv hladiny kapalného média 6 bylo dosaženo maximální citlivosti, aby byl využit snímač 3 v celé své účinné délce, tedy od maxima do minima, kteréžto hodnoty jsou vyznačeny na trubce dálkového snímače 3.

Plnění všech typů pružných vaků podle obr. 2, 3, 4 nemrznoucím roztokem 13· je provedeno tak, že klesne-li hladina kapalného média 6 na označené minimum, musí být ještě pružný vak 1 zatopen a registrátor udává minimální stav hladiny. Tato podmínka musí být splněna při umístění pružného vaku 1 na dně toku nebo na dně nádrže, vodojemu nebo jiného zásobníku a podobně.

Maximální Fozkyv hladiny kapalného média 6 je s výhodou seřiditelný sklonem dálkového snímače 3. To je značná výhoda oproti běžným snímačům kolmým, které jslou pro menší rozkyvy hladiny kapalného média 6 máto citlivé.

Funkce dálkového hladinoměru mrazem tuhnoucích kapalin je následující. V instalovaném stavu dálkového snímače 3 je pružný vak 1, komunikační .spojka 12 a dálkový snímač 3 kapacitní naplněn nemrznoucím roztokem 13. Dálkový snímač 3 kapacitní je tvořen trubkou a v ní centrálně uloženým izolovaným vodičem. Podle toho, jak se mění výška hladiny nad pružným vakem 1, je zaplavován i dálkový snímáč 3 kapacitní. Jehlo zaplavováním se mění kapacita, která je úměrná výšce hladiny, registrované přístrojem nebo jiným ukazatelem.

Pokud se týká pružného vaku 1, je použitelný typ podle obr. 2, 3, 4, a to podle rozkyvu měřené hladiny kapalného média 6. Cim větší je rtazkyv této hladiny, tím větší objem musí mít pružný vak 1. Válcový typ vaku podle ohr. 4 je tedy použitelný pro značné rozkyvy hladiny kapalného média 6 a potom se blíží úhel alfa, pod kterým je skloněn dálkový snímač 3 od svislice, nule.

Je samozřejmé, že do rozsahu vynálezu spadají i jiné dálkové snímače než kapacitní, například odporové a podobně. Pružný vak s komunikační spojkou ke snímači je použit pro oddělení nebezpečného měře8 ného kapalného média (hořlavého, výbušného, agresivního). Není-li požadován nemrznoucí roztok, může být- provedena náplň indiferentním roztokem a rozsah přístroje vůči rozkyvu hladiny měřeného^{1 2} kapalného média se přizpůsobí sklonem snímače., Je samozřejmé, že pružný vak s příslušenstvím musí odolávat měřenému médiu. Půjde-li navíc o měření hladiny v uzavřené nádřži, kde nad hladinou kapalného média panuje přetlak plynu, potom prostor s přetlakem plynu musí být spojen komunikační spojkou s prostorem nad náplní snímače.

Předmět vynálezu je významný i z hlediska bezpečnosti práce a její hygieny, neboť místa se zdravotně závadným prostředím možno oddělit od části s registrátorem, ukazatelem a podobně.

Kromě běžného využití předmětu vynálezu pro měření hladiny vodních toků, v nádržích, ve vodojemech a podobně, je další využitelnost důležitá tam, kde se měří, signalizuje, zabezpečuje nebo zajišťuje výška hladiny kapalin hořlavých, agresivních a podobně, anebo tam, kde je třeba oddělit část registrační nebo signalizační s případnou , regulací od provozů zdravotně závadných. V takovém prostředí zůstane jen pružný vak s komunikační spojkou, kdežto dálkový snímač může být mimo toto prostředí, i když není přímou součástí registrátoru a podobně.

Claims (2)

předmEt

1. Dálkový hladinoměr mrazem tuhnoucích kapalin, zejména pro záznam hladiny vodních toků, sestávající z dálkového snímače, pružného vaku a kapalné náplně, vyznačený tím, že dálkový snímač (3) je spojen komunikační spojkou (12] s čidlem, tvořeným pružným vakem [1] naplněným nemrznoucím roztokem [13], přičemž podélná osa dálkového snímače (3] je nastavitelná vůči vodiořovině o úhel menší 90°.

2. Dálkový hladinoměr mrazem tuhnouYNÁLEZU cích kapalin podle bodu 1, vyznačený tím, že dálkový snímač (3) je kapacitní snímač, tvořený trubkou s centrálně uloženým izolovaným vodičem a nemrznoucí roztok (13) sestává ze směsi vody a methylalkoholu v poměru 1 : 1 na jeden litr této směsi 0,75 až 1,0 ccm petroleje, načež je roztok doplněn chloridem sodným na měrnou hmotnost vody, pro kterou je kapacitní snímač cejchován.