CS237597B1 - Indikátor kapalných uhlovodíků na vodní hladině - Google Patents

Abstract

Indikátor kapalných uhlovodíků na vodní hladině, jehož účelem je bezpříkonové, dlouhodobé zachováni stavu pohotovosti k signalizaci výskytu ropných produktů v hydrogeologických vrtech a studních. Je zavěšen na ústí vrtu konzolovým závěsem, v němž je upevněna centrální nemagnetičká trubka s jiskrově bezpečným spínačem. Na ní je suvně uložen nemagnetický jezdec s trvalým magnetem a závěsným třmenem. Trvalý magnet ovládá spínač a poutá ke konzolovému závěsu závěsný třmen s vodicím lankem, napnutým ponornou zátěžkou. Na vodicím lanku je volně navlečené plovákové čidlo s průtokovou štěrbinou, zcelenou vodoizolační látkou rozpustnou v uhlovodících. Rozpustí- -li se vodoizolační látka, plovákové čidlo dosedne na ponornou zátěžku, odtrhne trvalý magnet od závěsu a jiskrově bezpečný spínač sepne signalizační obvod. Vynález je využitelný v oboru výroby laboratorních přístrojů a použitelný v oboru hydrogeologie a komunální hygieny.

Description

vynález se týká Indikátoru kapalných uhlovodíků na vodní hladině, jehož součástí je jiskrově bezpečný spínač s vývody uspořádaný v centrální nemagnetické trubce a ovládaný magnetickým polem trvalého magnetu.

Tvoří součást kontrolního systému pro ochranu vod před úniky ropných látek z rafinerií, skladišť a překladišť pohonných hmot, letišť, produktovodů apod.

Znečištění podzemních vod se kontroluje v Indikačních vrtech, ve studnách nebo v jímkách měřicími přístroji nebo indikátory. Zatímco indikátory poskytují zpravidla jen základní informaci typu ano - ne, měřicí přístroje udávají nadto hodnoty množství, koncentrace a hustoty znečišťujících látek, jejich změny v závislosti na čase a umožňují i automatickou registraci naměřených hodnot /USA 4 223 552/.

Vyšší úrovni informací však odpovídá i větší složitost přístrojů, nákladnost a cena. Vzhledem k ceně těchto přístrojů by bylo nehospodárné nasazovat měřicí přístroj tam, kde se nepožaduje více než základní informace o výskytu kapalných«uhlovodíků na vodní hladině a kde indikační vrty, jímky nebo studny, ve kterých se znečištění vod sleduje, jsou na ne.-* chráněném území, většinu doby bez dozoru a nelze vyloučit poškození přístrojů nepovolanými osobami.

Je známý indikátor výskytu kapalných uhlovodíků sestávající z odpružených kontaktů elektrického zapojení, uspořádaných v botnavém pouzdře, uloženém v ochranném koši. Při styku s kapalnými uhlovodíky botnavé pouzdro zvětší svůj objem, stiskne odpružené kontakty a elektrické zapojení signalizuje výskyt kapalných uhlovodíků.

Nevýhodou známého indikátoru je, že odpružené kontakty nejsou jiskrově bezpečné a nelze proto ve výbušném prostředí, např. u těkavých ropných produktů vyloučit možnost exploze.

Přímý styk kontaktů s těžkými ropnými látkami zase způsobuje usazování olejového filmu na kontaktech, které se stávají nevodivými a indikátor ztrácí svou funkci.

Je také známé zařízení pro identifikaci výskytu filmu organických látek na hladině odpadních vod, které tvoří dole uzavřená kovová trubka, v níž je Izolovaně upevněna elektroda a v jejímž těle je upravena drážka krytá rozpustnou membránou /čs. autorské osvědčení č. 172 418/.

Při styku s organickou látkou se naruší rozpustná membrána, směs vody a organických látek vnikne dovnitř trubky a spojí elektrodu s .tělesem kovové trubky.

Nevýhodou druhého známého indikačního zařízení je, že pro identifikaci kapalných uhlovodíků na vodní hladině jsou nutné relativně složité měřicí přístroje pro měření elektrické kapacity, vodivosti nebo napětí.

Zařízení není uzpůsobeno pro kolísání vodní hladiny ve větším rozpětí a není způsobilé funkce v případech, kdy na vodní hladině se vytvoří silná vrstva, např. ropných produktů, které zcela zaplní kovovou trubku a jako elektrický izolant nevytvoří spojení mezi elektrodou a trubkou.

Uvedené nevýhody odstraňuje indikátor kapalných uhlovodíků na vodní hladině podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jeho součástí je centrální nemagnetické trubka s jiskrově bezpečným spínačem ovládaným magnetickým polem, která je upevněna horním koncem v konzolovém závěsu, na jejímž dolním konci je upraven kovový doraz a na níž je suvně uložen nemagnetický jezdec se závěsovým třmenem, opatřený trvalým magnetem pro ovládání prvého jiskrově bezpečného spínače a pro uchycení nemagnetického jezdce ke konzolovému závěsu, přitom k závěsnému třmenu je upoutáno vodicí lanko s ponornou zátěžkou, na němž je volně navlečené duté plovákové čidlo s odvzdušňovacim otvorem a alespoň s jednou průtokovou štěrbinou Ústící do plovákové dutiny a zacelenou vodoizolační látkou rozpustnou v uhlovodících.

Pro vyloučení chybných indikací v případě poruch signalizační části indikátoru je výhodné, když nad koncovým dorazem je v centrální nemagnetické trubce uspořádaný druhý jiskrově bezpečný spínač.

Výhody indikátoru podle vynálezu spočívají ve spolehlivosti a jednoznačnosti indikace, v jednoduchosti jeho výroby, instalace i obsluhy. Je použitelný v otevřených nádržích, ve studnách i ve štíhlých vrtech.

Plní svou funkci jak ve vrtech s ustálenou vodní hladinou, tak ve vrtech, kde vodní hladina anomálně kolísá. Reaguje na stopové množství kapalných uhlovodíků na vodní hladině i na jejich katastrofální výskyt.

I když se plováková dutina naplní pouze kapalnými uhlovodíky, klesne duté plovákové čidlo k vodní hladině á do plovákové dutiny vniká voda, která postupně vytěsňuje ropné produkty unikající odvzdušňovacím otvorem.

Indikátor lze zapojit do centrální hydrogeologické měřicí ústředny nebo jej využít pro individuální dozorování. Indikační signál je v obou případech zjistitelný jednoduchým přístrojem, např. optickým měřidlem zkratu.

Při provedení se dvěma jiskrově bezpečnými spínači signalizuje indikátor i poruchy c na elektrické instalací. Elektrické zapojení indikátoru je bezpečné a umožňuje tudíž jeho použití i ve výbušném prostředí.

Příklad konkrétního provedení indikátoru kapalných...uhlovodíků na vodní hladině podle vynálezu je zobrazen na přiložených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje signalizační část indikátoru ve výchozí poloze v částečném podélném řezu a v částečném nárysu, obr. 2 znázorňuje duté plovákové čidlo indikátoru rovněž v částečném podélném řezu a v částečném nárysu a obr. 3 znázorňuje variantu signalizační části indikátoru se dvěma jiskrově bezpečnými spínači,

V poloze signalizující výskyt ropných produktů, v podélném řezu.

Indikátor podle vynálezu sestává ze signalizační části £ a z dutého plovákového čidla £. Součástí signalizační části £ je centrální nemagnetická trubka 3, upevněná horním koncem £ v konzolovém závěsu £ a opatřená na dolním konci £ koncovým dorazem £.

Na centrální nemagnetické trubce £ je suvně uložen nemagnetlcký jezdec £, opatřený trvalým magnetem £ a závěsovým třmenem £0, zasahujícím pod dolní konec £ centrální nemagnetické trubky £.

Magnetickou silou trvalého magnetu £ je jednak uohyoen nemagnetlcký .jezdec £ na konzolovém závěsu £, jednak jsou ovládány prvý jiskrově bezpečný spínač ££, uspořádaný v horním konci £ centrální nemagnetické trubky £ a druhý jiskrově bezpečný spínač 12, uspořádaný nad koncovým dorazem £, v dolním konci £ centrální nemagnetické trubky £, obr. 3.

Vývody 13 od obou spínačů ££, 12 jsou vedeny do vnější svorkovnice ££. K závěsnému třmenu 10 je upoutáno lanko 15 s ponornou zátěžkou ££, volně provlečené dutým plovákovým čidlem £.

Duté plovákové čidlo £ sestává ze středové trubky 17 pro vodicí lanko 15 a na ní upevněného plovákového tělesa 18 se snímatelným víkem ££, opatřeným těsněním 20. V plovákovém tělese 18 je upravena plováková dutina 21 a ve snímatelném víku 19 do ní ústící odvzdušňovací otvor 22.

Na povrchu plovákového tělesa 18 jsou uspořádány stabilizační křídla 23 a mezi nimi upraveny průtokové štěrbiny 24, ústící rovněž do plovákové dutiny ££. Průtokové štěrbiny 24 jsou zaceleny vodoizolační látkou 25 rozpustnou v kapalných uhlovodících £6, vyskytujících na vodní hladině 27. Indikátor podle vynálezu se instaluje v hydrogeologickém vrtu, na obr. nezakresleném, zavěěenín konzolového závěsu £ za okraj pažnice vrtu. Použije se tak dlouhé vodicí lanko 15, které umožní ponoření ponorné zátěžky 16 i pod nejnižSí stav vodní hladiny 27. Ponorná zátěžka 16 napíná vodicí lanko 15 a duté plovákové čidlo £ plove na vodní hladině 27. Trvalý magnet £ drží nemagnetický jezdec £ ve výchozí poloze pod konzolovým závěsem 6, obr. 1, a současně působí svým magnetickým polem na prvý jiskrově bezpečný spínač II» který se nachází v sepnutém stavu.

Připojením kontrolního přístroje, např. optického měřidla zkratu na obr. nezakresleného, k vnější svorkovnici 14 lze zjistit sepnutý stav prvého jiskrově bezpečného spínače 11, který sgnalizuje, že na vodní hladině 27 se nevyskytují kapalné uhuhlovodíky 26.

Nastane-li přítok kapalných uhlovodíků 26 do vrtu, usadí se na vodní hladině 27 a uhlovodíky v nich přítomné rozpouštějí vodoizolační látku 25 v průtokové štěrbině 24. Otevřenou průtokovou štěrbinou 24 proudí do plovákové dutiny 21 směs vody a kapalných uhlovodíků 26, např. ropných produktů. Plováková dutina 21 se odvzdušňovacím otvorem 22 odvzdušňuje a zaplňuje se.

Duté plovákové čidlo £ klesá pod vodní hladinu 27, posouvá se po vodicím lanku 15 . až dosedne na ponornou zátěžku 16. Tíhovým působením zaplněného dutého plovákového čidla £ a ponorné zátěžky 16 se odtrhne pomocí vodicího lanka 15 a závěsového třmenu 13 trvalý magnet £ od konzolového závěsu £ a nemagnetický jezdec £ se posunuje společně s trvalým magnetem £ po centrální nemagnetické trubce £,až dosedne na její koncový doraz £.

Odsunem trvalého magnetu 9 se rozpojí prvý jiskrově bezpečný spínač 11. Rozpojený stav prvého jiskrově bezpečného spínače 11, zjištěný zapojením kontrolního přístroje do vnější svorkovnice 14 indikuje výskyt kapalných uhlovodíků 26 na vodní hladině 27.

D varianty indikátoru podle vynálezu se dvěma jiskrově bezpečnými spínači ££, 12, obr. 3_, je indikace výskytu kapalných uhlovodíků 26 na vodní hladině 27 pojištěna proti poruchám signalizační části £, především proti poruchám vývodů 13.

Ve výchozí poloze indikátoru podle vynálezu, tj. za situace, kdy na vodní hladině 27 se nenacházejí kapalné uhlovodíky 26, kdy průtoková štěrbina 24 je zacelena vodoizolační látkou 25 a duté plovákové čidlo £ plove na vodní hladině £7, je první jiskrově bezpečný spínač 11 působením trvalého magnetu £ sepnut a druhý jiskrově bezpečný spínač 12 rozpojen.

Objeví-li se na vodní hladině 27 kapalné uhlovodíky 26 a duté plovákové čidlo £ se ponoří, posune se způsobem popsaným u základního provedení nemagnetický jezdec £ s trvalým magnetem £ ke koncovému dorazu £.

První jiskrově bezpečný spínač 11 se rozpojí a druhý jiskrově bezpečný spínač 12 se působením magnetického pole sepne. Indikace nekontaminované vodní hladiny 27, jakož i indikace výskytu kapalných uhlovodíků 26 na vodní hladině 27 je zjistitelná dvojím způsobem zapojení kontrolního přístroje do vnější svorkovnice 14

I když k vlastní indikaci je dostatečný vždy jeden ze způsobů zapojení, při druhém způsobu zapojení se získá potvrzovací signál.

Byl.-li zjištěn výskyt kapalných uhlovodíků 26 na vodní hladině £7, indikátor podle vynálezu se z vrtu vytáhne a očistí. Snímatelné víko 19 je možno lehce oddělit od plovákového tělesa 18 a zpřístupnit plovákovou dutinu 21 pro očistu.

Po zacelení průtokové štěrbiny 24 novou vodoizolační látkou 25 je indikátor podle vynálezu znovu použitelný. Indikátor lze použít nejen ke sledování čistoty podzemních vod, ale i ke sledování čistoty a kontaminace povrchových vod ve vodotečích a nádržích.

Na lokalitách s větších počtem nasazení indikátorů podle vynálezu lze zapojit vývody £3 do registračních automatizovaných centrál a měřicích hydrogeologických ústředen.

Claims (2)

1. Indikátor kapalných uhlovodíků na vodní hladině, jehož součástí je jiskrově bezpečný spínač s vývody, uspořádaný v centrální nemagnetické trubce a ovládaný magnetických polem trvalého magnetu, vyznačený tím, že na centrální nemagnetické trubce /3/, která je upevněna horním koncem /4/ v konzolovém závěsu /6/ a na jejímž dolním konci /5/ je upraven koncový doraz /7/, je suvně uložen nemagnetický jezdec /8/ se závěsným třmenem /10/, opatřený trvalým magnetem /9/ pro ovládání prvého jiskrově bezpečného spínače /11/ a pro uchycení nemagnetického jezdce /8/ ke konzolovému závěsu /6/, přitom k závěsnému třmenu /10/ je upoutáno vodicí lanko /15/ a ponornou zátěžkou /16/, na němž je volně navlečené duté plovákové čidlo /2/ s odvzdušňovacím otvorem /22/ a alespoň s jednou průtokovou štěrbinou /24/ Ústící do plovákové dutiny /21/ a zoelenou vodoizolační látkou /25/ rozpustnou v uhlovodících.

2. Indikátor podle bodu 1, vyznačený tím, že nad koncovým dorazem /7/ je v^oentrální nemagnetické trubce /3/ uspořádán druhý jiskrově bezpečný spínač /12/.