PL214780B1 - Temperaturowy czujnik poziomu cieczy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest temperaturowy czujnik poziomu cieczy, mający zastosowanie przy określeniu momentu napełnienia gorącym produktem petrochemicznym, zwłaszcza stopionym asfaltem zbiornika, jakim może być np. cysterna samochodowa lub kolejowa, napełniana w stacji nalewczej rafinerii nafty lub zakładów petrochemicznych lub odpowiedniej bazy materiałowej.

Znane są różnego typu czujniki pomiaru poziomu cieczy w zbiornikach zamkniętych włazami. Jednoznacznie określające poziom cieczy w zbiorniku są czujniki wypornościowe (pływakowe), posiadające ruchomy element wypierany przez nalewaną ciecz do zbiornika. Takie czujniki pływakowe są znane na przykład z opisu ochronnego wzoru użytkowego Ru 111948, czy z opisu patentowego polskiego nr 153993. Osiągnięcie określonego poziomu jest sygnałem osiągnięcia poziomu cieczy.

Znane są też czujniki pomiaru poziomu cieczy, które bazują na wykorzystaniu zjawiska odbicia fal dźwiękowych, elektromagnetycznych (radarowe) i inne. Czujniki pomiaru poziomu cieczy, których zasada działania opiera się na pomiarze zmian parametrów fal elektromagnetycznych doprowadzanych bezpośrednio do cieczy, są znane z opisów patentowych polskich nr 155803 oraz nr 155804.

W przypadku produktów petrochemicznych w postaci cieczy, jakim jest przykładowo płynny asfalt, o temperaturze na poziomie 190°C (do 250°C) problemem jest tworząca się wskutek nalewania asfaltu mgła. złożona z drobnych kropelek asfaltu, która może pokryć przesuwające się elementy mechaniczne, uniemożliwiając ich niezawodne działanie. W urządzeniach stosowanych w rafinerii, które bazują na zablokowaniu wylotu gazu zasilającego czujnik i wzrostu jego ciśnienia w momencie osiągnięcia poziomu cieczy, problemem jest „zarastanie stałym asfaltem wylotu króćca czujnika, czyli zmniejszenie jego przekroju wewnętrznego.

Ze względu na wymagania ochrony środowiska konieczne jest uszczelnienie grzybka urządzenia nalewczego w rafinerii i króćca wlotowego cysterny w celu niedopuszczenia do emisji związków chemicznych pochodzących z rozkładu i utlenienia asfaltu oraz samego asfaltu wydobywającego się w postaci mgły asfaltowej. Niezbędne jest w tym przypadku niezawodne określenie momentu osiągnięcia górnego poziomu asfaltu, czyli napełnienia cysterny.

Głównym urządzeniem określającym osiągnięcie poziomu nalewanego asfaltu do cysterny jest czujnik pływakowy. Ze względu na uzyskanie wysokiej niezawodności konieczne jest zainstalowanie drugiego czujnika poziomu cieczy, działającego na zupełnie innej zasadzie fizycznej i odpornego na uszkodzenia mechaniczne.

Temperaturowy czujnik poziomu cieczy według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera metalową rurową obudowę, korzystnie stalową, szczelnie zamkniętą z jednego końca głowicą pomiarową, korzystnie mosiężną. Wewnątrz głowicy pomiarowej znajduje się czujnik temperatury, korzystnie termopara typu K. Wewnątrz metalowej rurowej obudowy jest umieszczona centralnie rurka, korzystnie mosiężna, odizolowana termicznie, korzystnie taśmą teflonową. W górnej części rurki znajduje się wlot powietrza prowadzący do głowicy pomiarowej, zaś pomiędzy metalową rurową obudową a umieszczoną centralnie rurką znajduje się przewód odprowadzający powietrze.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia półprzekrój półwidok górnej części temperaturowego czujnika poziomu cieczy a fig. 2 przedstawia półprzekrój półwidok dolnej części temperaturowego czujnika poziomu cieczy.

Temperaturowy czujnik poziomu cieczy, w pierwszym przykładzie wykonania, zawiera stalową rurową obudowę 1, szczelnie zamkniętą z jednego końca mosiężną głowicą pomiarową 2. Wewnątrz mosiężnej głowicy pomiarowej 2 znajduje się termopara typu K 4. Wewnątrz stalowej rurowej obudowy 1 jest umieszczona centralnie mosiężna rurka 3. odizolowana termicznie za pomocą taśmy teflonowej 5. W górnej części mosiężnej rurki 3 znajduje się wlot powietrza prowadzący do głowicy pomiarowej 2, zaś pomiędzy stalową rurową obudową 1 a umieszczoną centralnie mosiężną rurką 3 znajduje się przewód odprowadzający powietrze 6, zakończony wylotem powietrza.

Strzałki wskazują kierunek przepływu wprowadzanego powietrza oraz kierunek ruchu odprowadzania powietrza.

Podczas pomiaru poziomu gorącego asfaltu od góry temperaturowego czujnika poziomu cieczy wlotem powietrza jest doprowadzane powietrze w ilości 500 litrów w ciągu godziny. Powietrze to przechodzi wnętrzem mosiężnej rurki 3 w dół do głowicy 2 chłodząc ją. Termopara typu K 4 umieszczona w głowicy 2 rejestruje temperaturę. Ogrzane powietrze kieruje się przewodem odprowadzającym 6 przez wylot powietrza na zewnątrz czujnika. Chłodny koniec termopary typu K 4 znajduje się w pobliżu wylotu powietrza. Zmiany temperatur rejestruje się i podaje w postaci wartości pochodnej temperatury

PL 214 780 B1 po czasie. Moment kontaktu gorącego asfaltu z głowicą 2 objawia się w postaci gwałtownego wzrostu wartości pochodnej.

Temperaturowy czujnik poziomu cieczy, w drugim przykładzie wykonania, jest zbudowany tak samo jak w przykładzie pierwszym i zasada działania jest taka sama, z tą różnicą, że do temperaturowego czujnika poziomu cieczy doprowadza się powietrze w ilości 1500 litrów w ciągu godziny.

Claims (6)

1. Temperaturowy czujnik poziomu cieczy zawiera rurową obudowę, znamienny tym, że rurowa obudowa (1) jest metalowa, szczelnie zamknięta z jednego końca głowicą pomiarową (2), wewnątrz której znajduje się czujnik temperatury (4), zaś wewnątrz metalowej rurowej obudowy (1) jest umieszczona centralnie rurka (3) odizolowana termicznie, posiadająca w górnej części wlot powietrza prowadzący do głowicy pomiarowej (2) oraz pomiędzy metalową rurową obudową (1) a umieszczoną centralnie rurką (3) znajduje się przewód odprowadzający powietrze (6).

2. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa rurowa (1) jest stalowa.

3. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym,. że głowica pomiarowa (2) jest mosiężna.

4. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że rurka (3) jest mosiężna.

5. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że czujnikiem temperatury (4) jest termopara typu K.

6. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że centralnie umieszczona rurka (3) jest odizolowana termicznie taśmą teflonową (5).