RU2321831C2 - Sensor for control and signaling about border of interface between mediums petroleum product-water - Google Patents
Sensor for control and signaling about border of interface between mediums petroleum product-water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321831C2 RU2321831C2 RU2006107964/28A RU2006107964A RU2321831C2 RU 2321831 C2 RU2321831 C2 RU 2321831C2 RU 2006107964/28 A RU2006107964/28 A RU 2006107964/28A RU 2006107964 A RU2006107964 A RU 2006107964A RU 2321831 C2 RU2321831 C2 RU 2321831C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- water
- flange
- screen
- electrode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относиться к контрольно-измерительной технике и предназначено для сигнализации и контроля верхнего и нижнего положения границы раздела сред нефтепродукт-вода, выработки управляющего сигнала и выдачи его в систему автоматического управления нефтеводяных сепарационных установок и в других случаях, например для контроля границы раздела вода-воздух.The invention relates to measuring and control equipment and is intended for signaling and monitoring the upper and lower position of the oil-water medium interface, generating a control signal and outputting it to the automatic control system of oil-water separation plants and in other cases, for example, for controlling the water-air interface .
Известны контактные датчики уровня, принцип действия которых основан на замыкании электрической цепи при погружении электродов датчика в контролируемую жидкость.Contact level sensors are known whose operating principle is based on the closure of an electrical circuit when the sensor electrodes are immersed in a controlled fluid.
Известно устройство контроля, содержащее электрод со стаканом в нижней части, заполненный чистой водой, изолятор электрода, а в качестве второго электрода используется корпус емкости, в которой находится контролируемая нефтеводяная среда (СССР, а.с. №1442837, кл. G01F 23/24).A control device is known that contains an electrode with a glass in the lower part filled with pure water, an electrode insulator, and a container body in which a controlled oil-water medium is located (USSR, AS No. 144,42837, class G01F 23/24, is used as the second electrode). )
Наиболее близким к предлагаемой конструкции является устройство контроля и сигнализации положения границы сред нефтепродукт-вода (Евразийский патент №001683 от 28.03.2001 г., кл. G01F 23/24).Closest to the proposed design is a device for monitoring and signaling the position of the boundary of the media of oil-water (Eurasian patent No. 001683 dated 03/28/2001, class G01F 23/24).
Указанная конструкция содержит фланец с сальниками-изоляторами, электроды со стаканами, покрытыми снаружи изоляцией, заполненными чистой водой и размещенными в защитном экране с диафрагменным кольцом, систему очистки электродов, выполненную в виде одной или нескольких вертикальных трубок с отверстиями по всей длине, нижний торец которых выполнен зубчатым и установлен на конусный отбойник-отражатель, расположенный в нижнем торце трубы экрана, а верхний соединен с подводящим радиальным каналом, выполненным во фланце, и снабженный пропускным клапаном. Электроды выполнены разными по длине и верхним концом закреплены посредством сальников-изоляторов во фланце, а один из электродов, являющийся общим и соединенный с фланцем без изолятора, снабжен дополнительным стаканом с чистой водой, смонтированным на уровне стакана короткого электрода.The specified design contains a flange with gaskets-insulators, electrodes with cups coated on the outside with insulation, filled with clean water and placed in a protective screen with a diaphragm ring, an electrode cleaning system made in the form of one or more vertical tubes with holes along the entire length, the lower end of which made of gear and mounted on a conical baffle-reflector located in the lower end of the screen tube, and the upper one is connected to the inlet radial channel made in the flange and equipped with a prop knym valve. The electrodes are made different in length and the upper end is fixed by means of glands-insulators in the flange, and one of the electrodes, which is common and connected to the flange without an insulator, is equipped with an additional glass with clean water mounted at the level of the glass of the short electrode.
Данная конструкция обладает рядом недостатков, к которым относятся:This design has several disadvantages, which include:
1. Сложность, громоздкость и неудовлетворительная эффективность системы очистки электродов от нефтепродуктов, отложения солей, механических частиц;1. The complexity, bulkiness and unsatisfactory efficiency of the system for cleaning electrodes from oil products, the deposition of salts, mechanical particles;
2. Пропускной клапан требует тщательной притирки и, как правило, не обеспечивает герметичности;2. The check valve requires careful lapping and, as a rule, does not provide tightness;
3. При большой длине электродов под воздействием вибрации и качки расстояние между электродами меняется, что приводит к изменению сопротивления электропроводной среды и, как следствие, к ложным срабатываниям устройства;3. With a large length of the electrodes under the influence of vibration and pitching, the distance between the electrodes changes, which leads to a change in the resistance of the conductive medium and, as a consequence, to false responses of the device;
4. Стаканы соединяются с электродами с помощью резьбы, а для их стопорения используются шайбы Гровера. В морской воде шайбы разрушаются и стаканы при вибрации самопроизвольно откручиваются с электродов;4. The glasses are connected to the electrodes using threads, and Grover washers are used to lock them. In seawater, the washers break down and the glasses spontaneously unscrew from the electrodes upon vibration;
5. Общий электрод, имеющий два стакана, относительно сложен в изготовлении, а второй верхний стакан не требуется;5. A common electrode having two glasses is relatively difficult to manufacture, and a second upper glass is not required;
6. При изменении солености воды между электродами со стаканами изменяется величина тока между электродами, а это приводит к нестабильности срабатывания устройства;6. When the salinity of the water between the electrodes with glasses changes, the magnitude of the current between the electrodes changes, and this leads to instability of the device;
7. При нагреве контролируемой среды удельная электропроводность изменяется, что приводит к ложным срабатываниям устройства.7. When the controlled medium is heated, the electrical conductivity changes, which leads to false positives of the device.
Цель изобретения - улучшение конструкции, повышение надежности и устранение отмеченных недостатков.The purpose of the invention is to improve the design, increase reliability and eliminate the noted disadvantages.
Поставленная цель достигается тем, что датчик содержит фланец с отверстиями по периметру для крепления его к горловине резервуара или сепаратора, над которым крепится крышка с помощью шпильки и гайки, три электрода со стаканами, заполненными чистой водой и размещенными на их нижних концах, при этом короткий электрод верхнего уровня и длинный электрод нижнего уровня закреплены во фланце посредством сальников-изоляторов, третий - общий электрод - выполнен той же длины, что и электрод нижнего уровня, защитный экран в виде короткой трубы, соединенный в верхней части с фланцем, причем электроды со стаканами размещены внутри экрана, имеющего в верхней части диафрагменное кольцо с отверстиями, совпадающими с отверстиями на трубе экрана, установленное с возможностью поворота для изменения проходного сечения отверстий с образованием компенсатора качки, причем третий электрод также крепится во фланце с помощью сальника-изолятора, при этом стакан электрода верхнего уровня и стакан электрода нижнего уровня снаружи покрыты диэлектрической изоляцией, все стаканы крепятся к электродам с помощью резьбы, стопорятся контргайками и фиксируются в экране с помощью одной или нескольких распорок из диэлектрического материала, причем на нижнем торце экрана установлена крупноячеистая защитная сетка. Кроме того, электроды со стаканами с чистой водой совместно с электронной частью образуют колебательный контур, входящий в резонанс при наличии электропроводной среды (воды) между электродами и приводящий к срыву резонанса при наличии диэлектрической среды (нефтепродукта).This goal is achieved in that the sensor contains a flange with holes around the perimeter for fastening it to the neck of the tank or separator, over which the lid is fastened with a stud and nut, three electrodes with glasses filled with clean water and placed at their lower ends, while the upper level electrode and the long lower level electrode are fixed in the flange by means of gaskets-insulators, the third - the common electrode - is made of the same length as the lower level electrode, the protective screen in the form of a short pipe, nenny in the upper part with a flange, and the electrodes with the glasses are placed inside the screen, having in the upper part a diaphragm ring with holes matching the holes on the screen tube, mounted to rotate to change the bore of the holes with the formation of the pitching compensator, and the third electrode is also attached in the flange with an insulating gland, while the glass of the upper level electrode and the glass of the lower level electrode are coated with dielectric insulation from the outside, all glasses are attached to the electro am by threads, the stopper lock nuts and fixed to the screen via one or more spacers of a dielectric material, wherein the bottom end of the screen is set coarse protective mesh. In addition, the electrodes with glasses with clean water together with the electronic part form an oscillatory circuit that enters into resonance in the presence of an electrically conductive medium (water) between the electrodes and leads to a breakdown of resonance in the presence of a dielectric medium (oil product).
Отверстия экрана и диафрагменного кольца обеспечивают свободное переливание нефтеводяной среды и перекрываются диафрагменным кольцом при его повороте до 95% от полного проходного сечения, в результате экран с отверстиями и диафрагменное кольцо с отверстиями образуют компенсатор ложных срабатываний при качке корабля с одновременной защитой электродов со стаканами от механических частиц, вязких и липких нефтяных конкреций.The openings of the screen and the diaphragm ring provide free transfusion of the oil-water medium and are blocked by the diaphragm ring when it rotates up to 95% of the full bore, as a result, the screen with holes and the diaphragm ring with holes form a false positive compensator during rolling of the ship while protecting electrodes with glasses from mechanical particles, viscous and sticky oil nodules.
Для предотвращения самопроизвольного откручивания стаканов с электродов при вибрации предусмотрены контргайки, а для более точной фиксации верхней и нижней границы раздела сред нефтепродукт-вода стаканы верхнего (короткий электрод) и нижнего положения (длинный электрод) снаружи покрыты диэлектрической изоляцией, а стакан общего (длинного) электрода такого покрытия не имеет.To prevent spontaneous unscrewing of the glasses from the electrodes during vibration, locknuts are provided, and for a more accurate fixation of the upper and lower oil-water media interfaces, the glasses of the upper (short electrode) and lower position (long electrode) are coated with dielectric insulation from the outside, and the general (long) glass the electrode does not have such a coating.
Электроды в верхней части крепятся во фланце с помощью сальников-изоляторов, обеспечивая тем самым герметичность и диэлектрическую развязку между электродами и фланцем.The electrodes in the upper part are mounted in the flange using insulating glands, thereby ensuring tightness and dielectric isolation between the electrodes and the flange.
Для предотвращения колебаний электродов со стаканами при вибрации и качке корабля предусмотрена одна или несколько распорок из диэлектрического материала.To prevent vibrations of the electrodes with cups during vibration and rocking of the ship, one or more spacers of dielectric material are provided.
На чертеже представлена конструкция датчика. Датчик содержит фланец 1 с отверстиями 2 по периметру для крепления в вертикальном положении к горловине сепаратора или резервуара, сальники-изоляторы электродов 3, диафрагменное кольцо 4 с отверстиями 5, защитный экран 6, представляющий собой открытую в нижней части трубу с защитной крупноячеистой сеткой 9, соединенную винтами в верхней части с фланцем 1, стаканы 10 с диэлектрической изоляцией 11, электроды 12, клеммы электродов 13, крышку 14, шпильку с гайкой 15. Электроды 12 верхними концами крепятся во фланце 1 посредством сальников-изоляторов 3, переходя над фланцем в клеммы 13, а на нижних концах электродов с помощью резьбы крепятся стаканы 10, стопорящиеся от самопроизвольного откручивания контргайками 7. Стаканы 10 электродов верхнего и нижнего уровней покрыты диэлектрической изоляцией 11, а стакан общего электрода диэлектрической изоляции не имеет. С целью исключения раскачивания при вибрации и качке корабля электроды закреплены одним или несколькими упорами 8. Клеммы 13 электродов 12 защищены от посторонних предметов клеммной крышкой, издерживаемой шпилькой с гайкой 15.The drawing shows the design of the sensor. The sensor contains a flange 1 with holes 2 around the perimeter for mounting in a vertical position to the neck of the separator or tank, glands-insulators of electrodes 3, a diaphragm ring 4 with holes 5, a protective screen 6, which is an open pipe at the bottom with a protective coarse mesh 9, connected by screws in the upper part with flange 1, glasses 10 with dielectric insulation 11, electrodes 12, terminals of electrodes 13, cover 14, stud with nut 15. Electrodes 12 are mounted with upper ends in flange 1 by means of glands-insulators 3, p Passing over the flange in the terminal 13 and at the lower ends of the electrodes threadedly attached cups 10, the locking against inadvertent loosening lock nuts 7. Beakers 10 upper and lower level electrodes 11 covered with dielectric isolation, and the glass of the common electrode has no dielectric insulation. In order to prevent rocking during vibration and rocking of the ship, the electrodes are fixed with one or more stops 8. Terminals 13 of the electrodes 12 are protected from foreign objects by a terminal cover, which is consumed by a stud with a nut 15.
В основу работы датчика положена удельная электропроводность воды с образованием совместно с электронной частью резонансного колебательного контура, при наличии воды между электродами со стаканами.The sensor is based on the electrical conductivity of water with the formation, together with the electronic part of the resonant oscillatory circuit, in the presence of water between the electrodes with glasses.
Работает датчик следующим образом. Перед началом работы стаканы 10 электродов 12 заполняются чистой водой, датчик в вертикальном положении с помощью фланца 1 закрепляется на горловине сепаратора или резервуара, в котором находится контролируемая нефтеводяная среда, а на клеммы 13 подается ток с определенной частатой и напряжением.The sensor operates as follows. Before starting work, the glasses 10 of the electrodes 12 are filled with clean water, the sensor in the vertical position with the help of the flange 1 is fixed on the neck of the separator or reservoir, in which the controlled oil-water medium is located, and a current with a certain frequency and voltage is supplied to the terminals 13.
При заполнении сепаратора или резервуара нефтеводяной средой нижняя часть датчика до фланца также заполняется средой, а при последующем разделении среды на воду и нефтепродукт пространство между электродами 12 со стаканами 10 заполняется то водой, то нефтепродуктом. В нефтеводяной среде в стаканах 10 всегда находится чистая вода, предотвращая загрязнение внутренней поверхности стакана и части электрода в нем, а при подъеме границы раздела фаз нефтепродукт-вода зеркало стаканов освобождается от нефтепродукта. При заполнении пространства между электродами 12 со стаканами 10 водой электрическая цепь замыкается, колебательный контур, образованный электродами и электронной частью датчика, входит в резонанс, по цепи начинает течь максимальный ток и срабатывает соответствующий исполнительный элемент. По мере опускания границы разделела фаз нефтепродукт-вода нефтепродукт покрывает зеркало стаканов 10 (сначало верхнего, а затем нижних) и электрическая цепь разрывается, в колебательном контуре резонанс прекращается, ток в электрических цепях контура снижается до 0 и наоборот. В колебательном контуре переменной величиной, в основном, является сопротивление среды между электродами со стаканами, то снижаясь до очень малых величин при наличии воды, то увеличиваясь до очень большой величины (почти до бесконечности) при наличии нефтепродукта.When filling the separator or reservoir with oil-water medium, the lower part of the sensor to the flange is also filled with medium, and with the subsequent separation of the medium into water and oil product, the space between the electrodes 12 with glasses 10 is filled with water or oil. In the oil-water medium, the glasses 10 always contain pure water, preventing contamination of the inner surface of the glass and part of the electrode in it, and when the oil-water phase boundary rises, the glass mirror is freed from the oil product. When filling the space between the electrodes 12 with the glasses 10 with water, the electric circuit closes, the oscillating circuit formed by the electrodes and the electronic part of the sensor resonates, the maximum current begins to flow along the circuit and the corresponding actuator is activated. As the boundary drops, the oil product-water phases separate the oil product covers the mirror of the glasses 10 (first the upper and then the lower ones) and the electric circuit breaks, the resonance stops in the oscillating circuit, the current in the electric circuits of the circuit decreases to 0 and vice versa. In the oscillatory circuit, a variable is mainly the resistance of the medium between the electrodes with cups, then decreasing to very small values in the presence of water, then increasing to a very large value (almost to infinity) in the presence of an oil product.
При качке корабля и размещенных в нем сепаратора или цистерны с датчиком «линза» отделенного от воды нефтепродукта в них, стремясь занять горизонтальное положение, будет синхронно качаться, перемещаясь в вертикальной плоскости с определенной амплитудой и периодом, зависящим от силы качки, а нефтепродукт во внутренней полости экрана 6 датчика будет синхронно повторять перемещение основной «линзы» нефтепродукта, перемещаясь из внутренней или во внутреннюю полость экрана через отверстия 5 экрана 6 и диафрагменного кольца 4, совместно образующих компенсатор ложных срабатываний датчика при качке корабля. Компенсация ложных срабатываний датчика при качке корабля происходит за счет дросселирования нефтепродукта при его перетекания через регулируемое проходное сечение отверстий 5 в экране 6 и диафрагменном кольце 4 при его заблоговременном развороте и стопорении винтом. Разворотом диафрагменного кольца 4, исходя из вязкости нефтепродукта, опытным путем подбирают такое проходное сечение отверстий 5, что время перетекания нефтепродукта из полости экрана 6 датчика в «линзу» и наоборот значительно отстает от времени перемещения основной «линзы» нефтепродукта в сепараторе или цистерне, а амплитуда колебаний нефтепродукта в полости экрана 6 значительно меньше амплитуды колебаний «линзы» нефтепродукта в сепараторе или цистерне, что приводит к уменьшению ложных срабатываний датчика.When the ship is rolling and the separator or tank placed in it with a “lens” sensor, the oil product separated from the water in them, trying to occupy a horizontal position, will synchronously swing, moving in a vertical plane with a certain amplitude and period, depending on the rolling force, and the oil product in the internal the cavity of the screen 6 of the sensor will synchronously repeat the movement of the main "lens" of the oil product, moving from the internal or internal cavity of the screen through the holes 5 of the screen 6 and the diaphragm ring 4, together uyuschih compensator false positives when the ship rolling. Compensation of false responses of the sensor during ship rolling occurs due to throttling of the oil product when it flows through the adjustable bore of the holes 5 in the screen 6 and the diaphragm ring 4 when it is turned around early and locked by the screw. By turning the diaphragm ring 4, based on the viscosity of the oil product, experimentally select such a passage section of the holes 5 such that the time of the oil product flowing from the cavity of the sensor screen 6 into the “lens” and vice versa is significantly behind the time of moving the main “lens” of the oil product in the separator or tank, and the amplitude of the oscillations of the oil product in the cavity of the screen 6 is significantly less than the amplitude of the oscillations of the "lens" of the oil in the separator or tank, which leads to a decrease in false responses of the sensor.
Изобретение обеспечивает четкий, надежный контроль положения границы раздела фаз нефтепродукт-вода при качке корабля до ±45° периодом 2...9 с и при изменении температуры контролируемой среды.The invention provides a clear, reliable control of the position of the oil-water phase interface when the ship is rolling up to ± 45 ° for a period of 2 ... 9 s and when the temperature of the controlled medium changes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006107964/28A RU2321831C2 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Sensor for control and signaling about border of interface between mediums petroleum product-water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006107964/28A RU2321831C2 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Sensor for control and signaling about border of interface between mediums petroleum product-water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006107964A RU2006107964A (en) | 2007-09-20 |
RU2321831C2 true RU2321831C2 (en) | 2008-04-10 |
Family
ID=39366899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006107964/28A RU2321831C2 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Sensor for control and signaling about border of interface between mediums petroleum product-water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2321831C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2509985C2 (en) * | 2011-06-22 | 2014-03-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | Media interface sensor (mis) for oil-water filtering plant (owfp) |
-
2006
- 2006-03-15 RU RU2006107964/28A patent/RU2321831C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2509985C2 (en) * | 2011-06-22 | 2014-03-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | Media interface sensor (mis) for oil-water filtering plant (owfp) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006107964A (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9453754B2 (en) | Multi-conductor water in fuel sensor for fill rate detection | |
US9731236B2 (en) | Filter cartridge and filter group with water sensor fixed to the filter core | |
US5187979A (en) | Multi-sensor probe assembly and method for fuel storage system including overflow protection means | |
US4749484A (en) | Home water filter | |
US9109938B2 (en) | Level sensor and associated control circuit, in particular for a filter for vehicles | |
US10982988B2 (en) | Sensor adapter | |
CN102021018A (en) | Novel and efficient electrostatic pre-coalescence method and device applied to dehydration and desalt of crude oil | |
RU2321831C2 (en) | Sensor for control and signaling about border of interface between mediums petroleum product-water | |
EP0107725A1 (en) | Apparatus and method for determining the charge condition of a fluid. | |
SU508231A3 (en) | Device for measuring fluid flow | |
US9504943B2 (en) | Filter group with presence sensor of water in diesel fuel | |
US3674677A (en) | Electrically energized petroleum de-emulsifier | |
JPS58154650A (en) | Method and device for detecting conductive fluid | |
EA001683B1 (en) | Device for controlling and monitoring the position of separation between water and oil product | |
BR102015020730B1 (en) | DESALINATION AND DEHYDRATION SYSTEM AND METHOD | |
WO2016124800A1 (en) | Method for measuring the presence of water in gas oil filters and water sensor for carrying out said method | |
JP6008589B2 (en) | Lubrication device | |
JP3417660B2 (en) | Capacitive liquid level sensor | |
JP3442729B2 (en) | Electrode level gauge | |
US1179387A (en) | Strainer for cream-separators. | |
RU169438U1 (en) | DEVICE FOR ADJUSTING THE MEDIUM SECTION LEVEL IN THE SEPARATOR | |
SU1442837A1 (en) | Transducer for checking level of water - petroleum separating boundary | |
RU2636254C1 (en) | Method for detecting leakages of technological liquids | |
RU164203U1 (en) | DEVICE FOR ADJUSTING THE MEDIUM SECTION LEVEL IN THE SEPARATOR | |
RU2011125870A (en) | MEDIUM BORDER SENSOR (DGS) FOR OIL AND WATER FILTER INSTALLATION (НВФУ) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20090520 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20090520 Effective date: 20110310 |
|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20121004 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180316 |