CS237597B1

CS237597B1 - Liquid hydrocarbons indicator on water level

Info

Publication number: CS237597B1
Application number: CS834028A
Authority: CS
Inventors: Pavel Hejcman; Jiri Domansky; Jan Dolezel
Original assignee: Pavel Hejcman; Jiri Domansky; Jan Dolezel
Priority date: 1983-06-03
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1985-09-17
Also published as: CS402883A1

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.Water hydrocarbon liquid indicator long term keep the signaling status alert occurrence of petroleum products in hydrogeological wells. He's hanging on the borehole of the borehole in which it is fixed central non-magnetic tube with spark safe switch. It is slipped on it non-magnetic slider with permanent magnet and suspension stirrup. The permanent magnet controls the switch and binds to cantilever suspension bracket with guide with a strand tensioned cable. On the guides The cable is a loose-fitting float sensor with flow slot, integral waterproofing hydrocarbon-soluble substance. Dissolve if waterproofing material, float sensor he lands on a submerged load, tears off the permanent hinge magnet and intrinsically safe switch the signaling circuit closes. The invention is applicable in the field of laboratory equipment manufacturing and applicable in the field of hydrogeology and communal hygiene.

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.The present invention relates to a liquid hydrocarbon level indicator comprising an intrinsically safe terminal switch arranged in a central non-magnetic tube and controlled by a permanent magnet magnetic field.

Tvoří součást kontrolního systému pro ochranu vod před úniky ropných látek z rafinerií, skladišť a překladišť pohonných hmot, letišť, produktovodů apod.It forms part of a control system for the protection of water against oil spills from refineries, warehouses and transhipments of fuel, airports, pipelines, etc.

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/.Groundwater contamination is checked in indicator wells, wells or wells by measuring instruments or indicators. While the indicators usually provide only basic yes - no information, the measuring instruments also give the values of pollutant quantities, concentrations and densities, their changes over time and also allow the automatic registration of the measured values (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.However, the higher the level of information, the greater the complexity of equipment, cost and cost. Given the cost of these instruments, it would be wasteful to deploy a measuring instrument where no more than basic information about the presence of liquid «hydrocarbons on the water surface is required and where indicator wells, wells or wells in which water pollution is monitored are not. protected area, most of the time unattended and damage to the device by unauthorized persons cannot be excluded.

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.A liquid hydrocarbon presence indicator is known, consisting of spring-loaded electrical wiring contacts arranged in a swellable housing housed in a protective basket. On contact with liquid hydrocarbons, the swellable casing increases its volume, squeezes the spring contacts, and electrical wiring signals the presence of liquid hydrocarbons.

Nevýhodou známého indikátoru je, že odpružené kontakty nejsou jiskrově bezpečné a nelze proto ve výbušném prostředí, např. u těkavých ropných produktů vyloučit možnost exploze.A disadvantage of the known indicator is that the spring-loaded contacts are not intrinsically safe and therefore the possibility of an explosion cannot be excluded in an explosive environment, for example for volatile petroleum products.

Přímý styk kontaktů s těžkými ropnými látkami zase způsobuje usazování olejového filmu na kontaktech, které se stávají nevodivými a indikátor ztrácí svou funkci.Direct contact of heavy oil contacts in turn causes the oil film to settle on the contacts, which become non-conductive and the indicator loses its function.

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/.There is also a known device for identifying the occurrence of a film of organic matter at the level of waste water, which is formed by a closed metal tube in which an electrode is insulatedly fixed and in which a groove covered by a soluble membrane / MS is provided. Certificate No. 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.Upon contact with the organic substance, the soluble membrane is disrupted, a mixture of water and organic substances penetrates inside the tube and connects the electrode to the metal tube body.

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.A disadvantage of the second known indicating device is that relatively complex measuring instruments for measuring electrical capacity, conductivity or voltage are required to identify liquid hydrocarbons on the water surface.

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.The device is not adapted to fluctuate the water level over a larger span and is not capable of functioning in cases where a thick layer is formed on the water surface, eg petroleum products, which completely fills the metal tube and does not form an electrical insulator between the electrode and the tube.

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.These disadvantages are overcome by the liquid hydrocarbon level indicator according to the invention, which comprises a central non-magnetic tube with an intrinsically safe magnetic field controlled switch fixed by an upper end in a cantilever hinge with a metal stop at its lower end and on which a non-magnetic slider with a hinge bracket is mounted, provided with a permanent magnet for actuating the first intrinsically safe switch and for attaching the non-magnetic slider to the cantilever hinge, with a plunger guide wire attached to the hinge bracket. with a vent hole and at least one flow slot opening into the float cavity and sealed with a hydrocarbon-soluble waterproofing material.

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.In order to avoid erroneous indications in the event of faults in the indicator portion of the indicator, it is advantageous if a second intrinsically safe switch is arranged in the central non-magnetic tube above the end stop.

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.The advantages of the indicator according to the invention lie in the reliability and uniqueness of the indication, in its ease of manufacture, installation and operation. It can be used in open tanks, wells and slender wells.

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.It performs its function both in wells with a steady water surface and in wells where the water surface anomalously fluctuates. It reacts to trace amounts of liquid hydrocarbons on the water surface and to their catastrophic occurrence.

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.Even if the float cavity is filled only with liquid hydrocarbons, the hollow float sensor drops to the water surface and water enters the float cavity, which gradually displaces oil products escaping through the vent hole.

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.The indicator can be connected to a central hydrogeological measuring center or used for individual monitoring. In both cases, the indication signal is detectable by a simple device, eg an optical short-circuit meter.

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.In the version with two intrinsically safe switches, the indicator i indicates faults c on the electrical installation. The electrical wiring of the indicator is safe and thus allows its use in an explosive environment.

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,An example of a specific embodiment of a liquid-hydrocarbon indicator at the water surface according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the indicator portion of the indicator in its initial position in partial longitudinal section and in partial elevation; Fig. 3 shows a variant of the signaling part of the indicator with two intrinsically safe switches,

V poloze signalizující výskyt ropných produktů, v podélném řezu.In the position indicating the presence of petroleum products, in longitudinal section.

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 £.The indicator according to the invention consists of a signaling part 6 and a hollow float sensor 6. The signaling part 6 comprises a central non-magnetic tube 3, fixed by the upper end 6 in the cantilever hinge 6 and provided with an end stop 6 at the lower end 6.

Na centrální nemagnetické trubce £ je suvně uložen nemagnetlcký jezdec £, opatřený trvalým magnetem £ a závěsovým třmenem £0, zasahujícím pod dolní konec £ centrální nemagnetické trubky £.A non-magnetic slider 4 is provided on the central non-magnetic tube 4, provided with a permanent magnet 4 and a hinge bracket 60 extending below the lower end 8 of the central non-magnetic tube 4.

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.On the one hand, the non-magnetic slide 4 on the cantilever hinge 4 is operated by the magnetic force 6, and the first intrinsically safe switch 8, arranged in the upper end 8 of the central non-magnetic tube 8, and the second intrinsically safe switch 12 above the end stop 6 are operated. the lower end 6 of the central non-magnetic tube 4, FIG. 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 £.Leads 13 from the two switches 12, 12 are routed to the external terminal block 16. Attached to the suspension bracket 10 is a strand 15 with a plunger load, loosely threaded through the hollow float sensor.

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.The hollow float sensor 6 consists of a central tube 17 for the guide wire 15 and a float body 18 with a removable lid 20 provided thereon with a seal 20. A float cavity 21 is provided in the float body 18 and a vent opening 22 is provided in the removable lid 19. .

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.Stabilizing wings 23 are disposed on the surface of the float body 18 and flow slots 24 are disposed therebetween, also extending into the float cavity. The flow slots 24 are sealed with a waterproofing substance 25 soluble in liquid hydrocarbons 36 occurring on the water surface 27. The indicator according to the invention is installed in a hydrogeological well, not shown in FIG. Thus, a long guide wire 15 is used which allows the immersion load 16 to be submerged even below the lowest level of the water level 27. The immersion load 16 tensiones the guide wire 15 and the hollow float sensor 6 floats on the water level 27. 1, while simultaneously acting with its magnetic field on the first intrinsically safe switch II, which is in the closed state.

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.By connecting a monitoring device, such as an optical short-circuit meter not shown in the drawing, to the outer terminal 14, the closed state of the first intrinsically safe switch 11 can be detected, indicating that there are no liquid hydrocarbons 26 on the water surface.

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.When liquid hydrocarbon feed 26 enters the borehole, it settles on the water surface 27 and the hydrocarbons present therein dissolve the waterproofing agent 25 in the flow slot 24. Through the open flow slot 24, a mixture of water and liquid hydrocarbons 26, e.g. . The float cavity 21 is vented and filled through the vent hole 22.

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 £.The hollow float sensor 6 sinks below the water surface 27, sliding along the guide wire 15. By means of the gravity action of the filled hollow float sensor 6 and the immersion load 16, the permanent magnet 6 is pulled off the bracket 6 by means of a guide wire 15 and a hinge bracket 13 and the non-magnetic slider 6 is moved along the permanent magnet 6 along the central non-magnetic tube. Until it reaches its end stop £.

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.The withdrawal of the permanent magnet 9 disengages the first intrinsically safe switch 11. The disconnected state of the first intrinsically safe switch 11, as detected by the connection of the control device to the external terminal 14, indicates the presence of liquid hydrocarbons 26 on the water surface 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.D of the indicator according to the invention with two intrinsically safe switches 12, 12, FIG. 3, the indication of the presence of liquid hydrocarbons 26 on the water surface 27 is insured against disturbances of the signaling part 6, in particular against disturbances of the outlets 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.In the initial position of the indicator according to the invention, i.e. in the situation where there are no liquid hydrocarbons 26 on the water surface 27, the flow slot 24 is sealed with waterproofing substance 25 and the hollow float sensor 6 floats on water surface 7, the first intrinsically safe switch 11 the second intrinsically safe switch 12 is opened by the action of the permanent magnet 8.

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 £.If liquid hydrocarbons 26 appear on the water surface 27 and the hollow float sensor 6 is immersed, the non-magnetic slider 6 with the permanent magnet 6 moves to the end stop 6 as described in the basic embodiment.

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 14The first intrinsically safe switch 11 is opened and the second intrinsically safe switch 12 is closed by magnetic field. Indication of uncontaminated water level 27, as well as indication of the presence of liquid hydrocarbons 26 on water level 27, is detectable in two ways by connecting the control apparatus to the external terminal block 14

I když k vlastní indikaci je dostatečný vždy jeden ze způsobů zapojení, při druhém způsobu zapojení se získá potvrzovací signál.Although one of the connection methods is always sufficient for the actual indication, a confirmation signal is obtained with the other connection method.

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.If the presence of liquid hydrocarbons 26 has been detected at the water surface 73, the indicator according to the invention is withdrawn from the borehole and cleaned. The removable lid 19 can be easily detached from the float body 18 and the float cavity 21 can be accessed for cleaning.

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.After sealing the flow slot 24 with a new waterproofing substance 25, the indicator according to the invention is reusable. The indicator can be used not only to monitor the purity of groundwater, but also to monitor the purity and contamination of surface water in streams and reservoirs.

Na lokalitách s větších počtem nasazení indikátorů podle vynálezu lze zapojit vývody £3 do registračních automatizovaných centrál a měřicích hydrogeologických ústředen.In locations with a greater number of indicator deployments according to the invention, terminals 38 can be connected to automated registration centers and metering hydrogeological centers.

Claims

Liquid hydrocarbon indicator on a water surface comprising an intrinsically safe switch with outlets, arranged in a central non-magnetic tube and controlled by a permanent magnet magnetic field, characterized in that on a central non-magnetic tube (3) which is fixed by its upper end (4) in the cantilever hinge (6) and at the lower end (5) of which there is provided an end stop (7), a non-magnetic slider (8) with a suspension yoke (10), fitted with a permanent magnet (9) for actuating the first intrinsically safe switch 11) and for attaching the non-magnetic slider (8) to the cantilever hinge (6), while the hanger bracket (10) is secured with a guide wire (15) and a plunger (16) on which the hollow float sensor (2) s vent hole (22) and with at least one flow slot (24) opening into the float cavity (21) and a green hydrocarbon-soluble waterproofing substance (25).

2. Indicator according to claim 1, characterized in that a second intrinsically safe switch (12) is arranged above the end stop (7) in the central non-magnetic tube (3).