DE2624758A1

DE2624758A1 - Vorrichtung zur ueberwachung eines fluessigkeitsstromes

Info

Publication number: DE2624758A1
Application number: DE19762624758
Authority: DE
Inventors: Roy Charles Gold
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1975-06-11
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1976-12-23
Also published as: IT1061532B; NL7606006A; BE842894A; FR2331028A1; US4065675A

Description

PAT ENTA N WA LT E

DR. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER REINER F. MEYER

DlPL-ING. (1934-1974) DIPL-CHEM. DIPL-ING.

8000 MÜNCHEN

LUCILE-GRAHN-STRASSE22

TELEFON: (039)472947 TELEX: 524624 LEDER D TELEGR.: LEDERERPATENT

31. Mai 1976 Dl/L/Hö ENG.3958

The British Petroleum Company Ltd.

Britannic House

Moor Lane

London, EC2Y 9BU

England

Vorrichtung zur Überwachung eines Flüssigkeitsstromes

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung eines Flüssigkeitsstromes, wobei es sich im besonderen um eine Vorrichtung zur überwachung eines pulsierenden Flüssigkeitsstromes handelt.

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Herkömmlich verfügbare Vorrichtungen zum selbsttätigen Abzug einer repräsentativen Flüssigkeitsprobe, wie z. B. von Rohöl, das eine Pipeline durchströmt oder aus einem anderen Behälter abgezogen wird, besitzen den Nachteil, daß weder an Ort und Stelle noch an einem entfernt gelegenen Punkt für eine Bestätigung Sorge getragen wird, daß die abgezogene Probe auch wirklich in einen Behälter eingesammelt wird, während darüber hinaus keine F4öglichkeit besteht, festzustellen, wenn dieser Behälter voll ist.

Es wurde nun herausgefunden, daß diese Aufgabe, im besonderen soweit es sich um die kontinuierliche überwachung eines Flüssigkeitsstromes handelt, durch ein einziges Gerät gelöst werden kann, das in einen automatischen Probennehmer oder eine andere Vorrichtung eingebaut wird, bei welcher die Überwachung einer pulsierenden Strömung erstrebenswert erscheint. Dementsprechend handelt es sich bei der Erfindung um eine Vorrichtung zur Überwachung eines Flüssigkeitsstromea um ein mit einem Einlaß und einem Auslaß versehenes Gehäuse, innerhalb dessen eine Sonde angeordnet ist, die im Abstand voneinander einen Energieabstrahier sowie einen Empfänger trägt, wobei sich die Öffnung der Flüssigkeitszuführung zwischen dem Energieabstrahier und dem Empfänger befindet und die in das Gehäuse eintretende Flüssigkeit den Zwischenraum zur Abgabe eines Signales durch die Sonde überbrückt.

Die Sonde besitzt vorzugsweise die Form einer Gabel mit zwei im wesentlichen parallelen Schenkeln. Dabei trägt einer der

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Schenkel den Abstrahler, während der andere den Empfänger aufnimmt. Die Überbrückung des Zwischenraumes zwischen den Schenkeln der Gabel, nämlich durch die zu überwachende Flüssigkeit, löst ein elektrisches Signal aus, das an eine akkustische und/oder eine visuelle Alarmiervorrichtung angeschlossen sein kann. Die Dimensionen und die Form des Einlasses und der Sonde können der Art der jeweils zu untersuchenden Flüssigkeit angepaßt sein, Die Auslegung kann nach Erfahrungswer» ten bezüglich der ungefähren Viskosität der zu untersuchen-

den Flüssigkeit erfolgen. Wenn die oben beschriebene Sondenart eingesetzt wird, bildet man den Einlaß für die Beschickung der Probe so aus und ordnet diesen in Bezug auf die Schenkel der Gabel in der Weise an, daß die austretende Probe den Zwischenraum zwischen den Schenkeln überbrückt und dadurch ein elektrisches Signal auslöst, das anzeigt, daß die Flüssigkeit strömt. Die Art des Abstrahlers und des Empfängers der Sonde hängt auch- von der Art der zu überwachenden Flüssigkeit ab. So kann beispielsweise für bestimmte Flüssigkeiten die Sonde als optische Sonde mit photoelektrischen Zellen ausgebildet sein, die als Abstrahler und Empfänger wirken. Andererseits kann bei anderen Flüssigkeiten im besonderen solchen, die hochviskos und lichtundurchlässig sind, es zweckmäßig sein, eine Ultraschallsonde für die Überwachung der Flüssigkeitsströmung einzusetzen. Für andere Einsatzgebiete können beispielsweise Thermistoren, die nach dem Prinzip der thermischen Leitfähigkeit arbeiten, und Einrichtungen zur Messung der Veränderung der dielektrischen Konstanten verwendet wer—

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aen_f obwohl hierbei eine etwas breitere Interpretation der Begriffe "Energieabstrahier" und "Empfänger" erforderlich ist.

Die Ausrichtung der Sonde innerhalb der Vorrichtung ist derart, daß die in die Kammer eingeführte Probe unter dem Einfluß der Schwerkraft frei durch den Zwischenraum hindurchfällt, der schnell wieder aufgebaut wird, unmittelbar nachdem die Flüssigkeit aufhört zu strömen. Die austretende Flüssigkeit kann in der Kammar oder in einem geeigneten Behälter gesammelt werden.

Die von der Sonde ausgehenden Signale können durch eine Steuereinheit verstärkt werden und ein Relais betätigen, welches Pumpen, Ventile, Anzeigevorrichtungen, Steuervorrichtungen, Zählgeräte, Alarmiervorrichtungen oder andere maschinelle Einrichtungen, Aufzeichnungsvorrichtungen oder Steuerinstrumente in Betrieb setzt.

Die Kammer kann aus einem Metall wie beispielsweise Edelstahl oder auch aus geeigneten synthetischen Materialien wie Nylon oder Polytetrafluoräthan bestehen. Außerdem kann die Kammer mit einem Überdruckventil versehen sein, um einen sich in dem Sammelbehälter aufbauenden Druck auszugleichen. Die Sonde kann innerhalb des Gehäuses mit Hilfe einer Schraubverbindung gehalten werden, so daß sie in einer vertikalen Lage innerhalb der Kammer eingeschraubt werden kann, wobei die Meßstelle nach unten in Richtung der die Zelle durchströmenden Flüssigkeit

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zeigt.

Obwohl es denkbar ist, das Gehäuse des Gerätes einstückig auszubilden, erscheint es zur Vereinfachung der Reinigung oder eines Auswechselns der Sonde zweckmäßig, die obere Hälfte mit dem Einlaß von der unteren Hälfte mit dem Auslaß lösbar auszugestalten. Dies kann geschehen, indem man den oberen und den unteren Teil der Zelle mit einem Gewinde versieht. Andererseits könnte die Verbindung auch in Form einer Muffe ausgebildet sein, die mit entsprechenden flüssigkeitsdichten Abdichtungen versehen ist. Die gesamte Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie innerhalb des Probenbehälters angeordnet ist oder dessen Abschlußkappe bildet.

Bei den nach der Erfindung in Betracht zu ziehenden automatischen Probennehmern handelt es sich um solche, die mit einem Probenentnahmeventil versehen sind, welches innerhalb oder außerhalb der Förderleitung angeordnet sein kann, wobei das Ventil automatisch geöffnet und geschlossen wird, wie dies z. B. beim Einsatz eines Magnetventils der Fall ist, das durch ein elektrisches Signal betätigt wird. Die Probe kann durch einen solchen selbsttätigen Probennehmer wiederholt abgezogen werden und zwar entweder mit einer veränderlichen Frequenz, entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit, oder indem man die Öffnungsfrequenz konstant hält, jedoch die Dauer der Öffnung

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des Ventils der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Leitung proportional wählt. Ohne Rücksicht auf die eingesetzte Technik können die von der Vorrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitstromes abgegebenen Signale zu der Anzeige verwendet werden, daß die Proben durch den Probennehmer abgezogen werden. An die Vorrichtung zur Überwachung der Probenentnahme kann beispielsweise eine elektronische Schaltung angeschlossen werden, die ein elektrisches Signal erzeugt, welches eine Alarmvorrichtung für den Fall betätigt, wenn eine Probe den Zwischenraum zwischen dem Empfänger und dem Abstrahler nicht innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit überbrückt, nachdem ein "Probeentnahme" Signal von der selbsttätigen Probeentnahmesteuereinheit empfangen worden ist.. Anschließend kann unter Verwendung des "Probenströmungs"-Signals das "Alarmsignal" aufgehoben werden, das durch das ursprüngliche "Probenentnahme"-Signal eingeleitet wurde. Wenn nach einem entsprechenden Zeitabschnitt keine Flüssigkeit strömt, dann wird, ohne daß das Alarmsignal aufgehoben worden ist, der Alarm ausgelöst. Da es sich bei dem Probenströmungssignal normalerweise um ein intermittierendes handelt, das nur dann vorliegt, wenn eine Probe genommen wird, können entsprechende elektronische Schaltungen angeschlossen werden, die anzeigen, daß der Behälter voll ist, wenn die Flüssigkeit ein solches Niveau erreicht, daß der Zwischenraum zwischen dem Abstrahler und dem Empfänger fortlaufend überbrückt ist.

Das "Probenströmungs^-Signal kann einem Zählsystem zugeführt

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werden, um somit kontinuierlich eine Anzeige für das Ansteigen des Probenniveaus innerhalb des Sammelbehälters zu geben und bei einer vorbestimmten Anzahl von Zählungen, die einem gewünschten Niveau entsprechen, oder nach einem bestimmten Zeitablauf können Vorrichtungen betätigt werden, die den Brobenfluß in einen anderen Behälter ableiten.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Augführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt im einzelnen:

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgernäßen Vorrichtung und

Figur 2 eine Seitenansicht der Sonde in Richtung des Pfeiles A gemäß Figur 1 gesehen.

Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsfqrm ist das Gehäuse 1 als Abschlußkappe des Probenbehälters 5 ausgebildet. Das Gehäuse besitzt einen Einlaß 2, einen Auslaß 3, eine Ultraschallsonde4 sowie ein Überdruckventil 6. Der Auslaß 3 ist Teil eines lösbaren unteren Teils des Gehäuses 1, das durch eine Schraubverbindung 12 gehalten wird. Die Ultraschallsonde besitzt zwei Schenkel, von denen einer einen Empfängerkristall 8 trägt, während der andere mit einem Ultraschallkristallabstrahler 7 versehen ist. Die beiden Schenkel bilden einen Spalt oder

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Zwischenraum 11, durch welchen eine Probe der Zelle über die Zi^uleitungsöffnung 10 der Beschickungsleitung 9, die mit einer (nicht dargestellten) Pipeline verbunden ist, zugeführt wird. Die Ultraschallsonde ist über Leitungen 13 an ein elektronisches Überwachungssystem angeschlossen, das auf von der Sonde ausgehende elektrische Signale reagiert.

Beim Betrieb werden gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die intermittierenden Probenströme durch die Zuleitungsöffnung 10 geführtem den engen Spalt 11 zwischen dem Ultraschallkristallabstrahler 7 und dem Empfängerkristall 8 zu überbrücken. Hierdurch wird ein "Probenströmungs"-Signal initiiert. Es handelt sich hierbei um ein intermittierendes Signal, das nur dann vorliegt, wenn eine Probe abgezogen wird, da, wenn die Probe den Spalt 11 durchlaufen hat, der anschließend wieder frei wird, diese die Sonde verläßt und durch den Auslaß 3 in den Behälter überführt wird. Wenn der Probenbehälter 5 gefüllt ist, kann die Probe nicht mehr über den Auslaß 3 dem Behälter 5 zugeführt werden und der Spalt 11 wird somit kontinuierlich überbrückt. Hierdurch wird ein kontinuierliches Alarmsignal ausgelöst, welches der Bedienungsperson anzeigt, daß der Probenbehälter gefüllt ist.

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Claims

Patentansprüche

ρ 1.J Vorrichtung zur Überwachung eines Flüssigkeitsstromes, gekennzeichnet durch ein mit einem Einlaß (2) und einem Auslaß (3) versehenes Gehäuse (1), innerhalb dessen eine Sonde (4) angeordnet ist, die im Abstand voneinander einen Energieabstrahier (7) sowie einen Empfänger (8) trägt, wobei sich die Öffnung (10) der Flüssigkeitszuführung (9) zwischen dem Energieabstrahier (7) und dem Empfänger (8) befindet und die in das Gehäuse (1) eintretende Flüssigkeit den Zwischenraum (11) zur Abgabe eines Signals durch die Sonde (4) überbrückt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (4) eine optische Sonde ist, die als Abstrahler (7) und als Empfänger (8) photoelektrische Zellen trägt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (4) eine Ultraschallsonde ist;, die einen Abstrahler (7) sowie einen Empfänger (8) trägt.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine obere den Einlaß (2) tragende Hälfte besitzt, die lösbar mit der unteren den Auslaß (3) tragenden Hälfte verbunden ist.

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5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einem Überdruckventil (6) versehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da— durcn gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) innerhalb des Probenbehälters (5) angeordnet ist oder dessen Verschlußkappe bildet.

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