RU2352908C2 - Устройство указателя уровня жидкости и/или газожидкости под давлением (варианты) - Google Patents

Abstract

Устройство указателей уровня жидкости и/или газожидкости под давлением относится к контрольно-измерительной технике, а именно к средствам измерения уровня и определения объема жидкости или газожидкости в процессах добычи, транспорта, хранения и реализации нефти и нефтегазовых продуктов, и может быть использовано в других отраслях промышленности. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении достоверности и точности измерений. Расширение функциональных возможностей достигается благодаря выполнению устройства по первому варианту: в виде коллектора, устанавливаемого вертикально и параллельно столбу жидкости под давлением в емкости и соединенного с верхом и низом этой емкости верхним и нижним соединительными трубопроводами, оборудованными запорными устройствами в виде и/или кранов, и/или задвижек и вентилями, боковая поверхность коллектора снабжена измерительной шкалой с отсчетным устройством, коллектор снабжен также секцией, включающей прозрачную трубку, установленную торцами в запорных устройствах, и защитный экран, закрепленный на этих запорных устройствах, при этом прозрачная трубка расположена в одной плоскости с измерительной шкалой, параллельна коллектору и соединена с ним вверху и внизу через запорные устройства и штуцера, а коллектор для обеспечения снятия давления и отключения устройства от емкости снабжен запорными устройствами в верхнем трубопроводе для выпуска газа, в нижнем трубопроводе для слива жидкости; и по второму варианту: в виде секции из прозрачной трубки с защитным экраном, при этом трубка установлена торцами в запорных устройствах вертикально и параллельно столбу жидкости в емкости и снабжена дополнительно верхним и нижним соединительными трубопроводами с возможностью подсоединения устройства к емкости через фланцы или муфты. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, средствам измерения уровня и определения объема жидкости или газожидкости в процессах добычи, транспорта, хранения и реализации нефти и нефтегазовых продуктов, и может быть использовано в других отраслях промышленности.

Из технического уровня известны указатели уровня в виде стеклянной трубки с поплавком, обеспечивающих визуальное измерение, или реостатных герконовых устройств, обеспечивающих дистанционное измерение. Недостатком известных устройств является то, что они применяются для чистых продуктов, сложны и не всегда могут применяться для загрязненных сред и двух жидкостей с разными плотностями, выполняют определенные функции, имеют большую дискретность отсчета ±1 см [Поплавковый индикатор уровня фирмы KROHNE BM26. Каталог KROHNE 07/2001, Каталог 1015-2 фирма KSR KUEBLER (КСР). Байпасные указатели уровня с.35].

Известно также устройство для измерения уровня жидкости в закрытом резервуаре под давлением, содержащее мерную трубку с трубопроводом для подключения к резервуару с жидкостью. Для расширения эксплуатационных возможностей за счет контроля резервуара под сверхвысоким давлением оно снабжено шлюзовой камерой с газовым и жидкостными входами, выполненной с возможностью подключения через клапан с газовой средой и связанной через введенный клапан с атмосферой, а также двумя клапанами в трубопроводе для подключения к жидкой среде, один из которых установлен между мерной трубкой и шлюзовой камерой, а другой - перед жидкостным входом шлюзовой камеры, при этом мерная трубка сообщается с атмосферой [А.С. №1688119, бюл. № 40, опубл. 30.10.91]. Недостатком известного устройства является сложность, возможность загрязнения, сложность эксплуатации и функция только контроля, а не измерения уровня.

Известен указатель уровня жидкости, который содержит запорные устройства, набор типовых рамок со смотровыми стеклами, расположенных в шахматном порядке. Смотровые окна рамок по высоте перекрывают друг друга. Для улучшения условий наблюдения и ремонтопригодности рамки установлены встречно боковыми поверхностями, скреплены между собой соединительными элементами и последовательно сообщены обводными каналами. Жидкость, поступающая из емкости или аппарата, через запорное устройство попадает в рамки и, перемещаясь по ним и обводным каналам обводных трубок, заполняет их до уровня этой емкости [А.С. №390372, бюл. №30, опубл. 11.08.1973.]. Недостатком известного устройства является сложность, возможность загрязнения, сложность эксплуатации и функция только контроля, а не измерения уровня.

Общими недостатками перечисленных аналогов устройств является сложность и несовершенство конструкции узлов и элементов, соединительные элементы имеют маленький диаметр и большое сопротивление трения о стенки каналов, отсутствуют шкалы, плохая видимость уровня жидкости в стеклах в процессе эксплуатации и необходимость трудоемких операций измерений и обработки результатов, сложность разборки и сборки при чистке и ремонте секций. Узлы имеют большую массу и могут использоваться для контроля - индикации и не могут применяться при измерении уровня продукции по шкале для расчета объема продукции. Сложно вести безопасный контроль, особенно во взрывоопасных зонах, низкие точность и достоверность, результатов измерения уровня, однофункциональность характеристик, маленькая чувствительность контроля, отсутствие равномерности уровня жидкости в указателе уровня и в сосуде (емкости).

В известном техническом уровне не обнаружен прототип для первого варианта заявляемого изобретения как по совокупности существенных признаков, так и по достигнутым техническим результатам.

В качестве прототипа для второго варианта изобретения принят указатель уровня криогенной жидкости, характеризующийся выполнением в виде секции из прозрачной. трубки. Трубка установлена торцами в запорных устройствах вертикально и параллельно столбу жидкости в емкости и снабжена дополнительно верхним и нижним соединительными трубопроводами с возможностью подсоединения устройства к емкости через фланцы и муфты [SU №1744501, опубл. 29.06.1992].

Недостатком прототипа является низкая достоверность и точность измерения уровня жидкости или газожидкости, невозможность измерения под давлением.

Из технического уровня известно также устройство для контроля отклонения формы торца текстильной паковки, которое включает стеклянную трубку, расположенную в защитном кожухе, защищающим эту мерную трубку от механических повреждений [RU №2257541, опубл. 27.07.2005].

Задачей изобретения является расширение арсенала устройств указателей уровня жидкости и/или газожидкости под давлением.

Техническими результатами, которые могут быть получены при реализации изобретения, являются:

- расширение функциональных возможностей;

- повышение точности;

- повышение надежности;

- повышение достоверности измерения уровня жидкости или газожидкости;

- повышение безопасности;

- удобство эксплуатации.

Решение указанной задачи и достижение вышеперечисленных результатов для первого варианта стало возможным благодаря тому, что устройство указателя уровня жидкости и/или газожидкости в емкости под давлением характеризуется наличием коллектора, устанавливаемого вертикально и параллельно измеряемому столбу жидкости под давлением в емкости и соединенного с верхом и низом этой емкости верхним и нижним соединительными трубопроводами, оборудованными запорными устройствами в виде и/или кранов, и/или задвижек, и/или вентилей, боковая поверхность коллектора снабжена измерительной шкалой с отсчетным устройством, коллектор снабжен также секцией, включающей прозрачную трубку, установленную торцами в запорных устройствах, и защитный экран, закрепленный на этих запорных устройствах, при этом прозрачная трубка расположена в одной плоскости с измерительной шкалой, параллельна коллектору и соединена с ним вверху и внизу через запорные устройства и штуцер, а коллектор для обеспечения снятия давления и отключения устройства от емкости связан через запорные устройства вверху с газовой линией для выхода газа, внизу - с дренажным трубопроводом для слива жидкости.

В частных примерах выполнения заявляемого устройства коллектор по высоте снабжен дополнительно не менее чем двумя штуцерами, двумя запорными устройствами, не менее чем одной секцией, с возможностью соединения его с емкостью для визуального контроля и измерения в ней раздела фаз жидкости и уровней, в верхней части коллектора установлен уровнемер. Прозрачные трубки в разных секциях имеют одинаковую или разную высоту. Секции установлены на коллекторе таким образом, что их прозрачные трубки частично перекрываются или разнесены. Измерительная шкала, расположенная на коллекторе, снабжена отсчетным устройством, закрепленным перпендикулярно измерительной шкале, с возможностью передвижения его по измерительной шкале и поверхности прозрачной трубки.

В нижнем соединительном трубопроводе может быть установлен карман с термометром и датчик температуры, а в верхнем - вентиль с манометром, датчик давления, датчик предельного уровня.

Устранение недостатков прототипа и повышение достоверности и точности при измерении жидкости и особенно газожидкости под давлением для второго варианта стали возможными благодаря тому, что в известном указателе уровня жидкости и/или газожидкости под давлением, включающем секцию из прозрачной трубки, установленную торцами в запорных устройствах вертикально и параллельно столбу жидкости в емкости и снабженную дополнительно верхним и нижним соединительными трубопроводами с возможностью подсоединения устройства к емкости через фланцы, или муфты, прозрачная трубка выполнена с нанесением на ее внешнюю поверхность вертикальной градуированной шкалы, снабжена экраном, на внутреннюю поверхность которого также нанесена градуированная шкала.

В частных примерах выполнения устройства прозрачная трубка имеет различную толщину стенок, рассчитанную на максимальное измеряемое давление, в качестве запорных устройств для установления прозрачной трубки использованы краны с предохранительными клапанами, в запорных устройствах установления прозрачной трубки установлены маслостойкие прокладки, а уплотнители прозрачной трубки выполнены из высокотемпературного материала. Соединительные трубопроводы, запорные устройства, фланцы, муфты и защитный экран устройства покрыты слоем светоотражающей краски, а защитный экран выполнен из стали или из сплавов. Градуированная шкала имеет зеркальную поверхность. Защитный экран выполнен или разъемным из уголков с соединительными элементами, или сплошным в виде трубки с вырезанной вертикальной щелью, диаметр которой больше диаметра прозрачной трубки. Наружные поверхности устройства выполнены обтекаемыми и покрыты антикоррозионными материалами. Секция также снабжена одним или несколькими оптронными фотодатчиками уровня.

Изобретательским шагом для первого варианта является снабжение устройства указателя уровня жидкости и/или газожидкости под давлением коллектором, расположение его вертикально и параллельно измеряемому столбу жидкости под давлением в емкости, соединение его через соединительные трубопроводы с верхом и низом этой емкости, а также на разных уровнях, установка на коллекторе уровнемера, одной или нескольких секций, включающих прозрачную трубку, закрепленную торцами в запорных устройствах, установление этих трубок вертикально, последовательно или с частичным перекрытием, выполнение прозрачных трубок разной длины, позволяющее повысить достоверность и точность измерения уровня жидкости и/или газожидкости под давлением.

Точность измерения также достигается за счет установления на измерительной шкале коллектора отсчетного устройства с возможностью движения его сторон по измерительной шкале и прозрачной трубке. Снабжение коллектора по высоте не менее чем одной дополнительной парой штуцеров и запорных устройств для связи с емкостью через дополнительные соединительные трубопроводы обеспечивает визуальный контроль (индикацию) и измерение раздела фаз и уровней жидкости в емкости.

Снабжение коллектора не менее чем одной секцией из прозрачной трубки, установленной торцами в запорных устройствах и фактическое соединение ее через коллектор с емкостью обеспечивает расширение функциональных возможностей, а именно обеспечивает возможность определения уровня как в жидкости, так и в газожидкости.

Установление не менее двух секций с перекрытием не менее 10 см обеспечивает возможность отсчета на границах раздела фаз (нефть, эмульсия, вода) в указанных секциях, когда раздел виден в двух секциях одновременно, а также способствует расширению функциональных возможностей, обеспечению достоверности и точности измерения раздела фаз.

Обеспечение безопасности и контроля качества отсчета уровня жидкости и/или газожидкости под давлением в секциях указателя уровня достигнуто за счет закрепления трубки через маслостойкие прокладки в запорных кранах с предохранительным клапаном и размещения ее так, что прозрачная трубка со шкалой имеют одну плоскость и параллельны, а также выполнения трубок различной длины, различной толщины стенок, рассчитанных на максимальное измеряемое давление.

Повышение надежности и безопасности устройства при измерении агрессивных жидкостей достигнуто за счет выполнения всех элементов, соприкасающихся с жидкостью, из нержавеющей, агрессивно-стойкой стали, а уплотнений - из агрессивно-стойких материалов.

Безопасность эксплуатации устройства и достоверность измерения достигнуты также за счет выполнения наружных поверхностей устройства обтекаемыми и покрытыми антикоррозионными материалами, теплоизоляцией, выполнения отводов, коллектора и запорных устройства (вентили, задвижки) одним диаметром.

Обеспечение визуального и дистанционного контроля состояния жидкости и расширения функций устройства достигнуто за счет установки в нижнем соединительном трубопроводе кармана с термометром, а на верхнем соединительном трубопроводе вентиля с манометром, датчиков уровня, температуры, давления, сигналы которых выведены на пульт управления

Изобретательским шагом для второго варианта является снабжение устройства указателя уровня жидкости и/или газожидкости под давлением секцией из прозрачной трубки с вертикальной градуированной шкалой с защитным экраном, на внутреннюю поверхность которого нанесена градуированная шкала, закрепленную торцами в запорных устройствах, установление ее вертикально и параллельно измеряемому столбу жидкости под давлением в емкости, соединение секции через соединительные трубопроводы с верхом и низом этой емкости через фланцы или муфты.

Повышение достоверности и точности измерения достигается за счет выполнения прозрачной трубки разной длины с нанесением на ее внешнюю поверхность вертикальной градуированной шкалы, нанесением на внутреннюю поверхность защитных экранов градуированной шкалы с зеркальной поверхностью, а также выполнение запорных устройств, штуцеров и соединительных трубопроводов одним диаметром.

Обеспечение безопасности, надежности и контроля качества отсчета уровня жидкости и/или газожидкости под давлением в секциях указателя уровня достигнуто за счет закрепления прозрачной трубки через маслостойкие или высокотемпературные прокладки в запорных устройствах с предохранительным клапаном и размещения ее так, что прозрачная трубка с градуированной шкалой и градуированная шкала защитного экрана имеют одну плоскость и параллельны, а также выполнения стенок прозрачной трубки различной толщиной, рассчитанной на максимальное измеряемое давление.

Обеспечение безопасности и удобства эксплуатации достигается также за счет выполнения защитных экранов из стали или сплавов, разъемными из уголков с соединительными элементами или сплошным в виде трубки с вырезанной вертикальной щелью, диаметр которой больше диаметра прозрачной трубки, наружные поверхности устройства выполнены обтекаемыми и покрыты антикоррозионными материалами.

Повышение надежности и безопасности устройства при измерении агрессивных жидкостей достигнуто за счет выполнения всех элементов, соприкасающихся с жидкостью, из нержавеющей, агрессивно-стойкой стали, а уплотнений - из агрессивно-стойких материалов.

Заявленное изобретение иллюстрируют следующие фигуры.

Фиг.1. Показан общий вид устройства указателя уровня жидкости и/или газожидкости, включающего коллектор, верхний соединительный трубопровод, нижний соединительный трубопровод, запорные устройства, секцию: защитный экран, прозрачная трубка, два запорных устройства; измерительную шкалу, отсчетное устройство, емкость, столб жидкости и/или газожидкости (первый вариант).

Фиг.2. Показана секция из прозрачной трубки, двух запорных устройств и защитного экрана, состоящего из двух элементов, связанная с коллектором через штуцера (первый вариант).

Фиг.3. Показан общий вид устройства указателя уровня жидкости и/или газожидкости, включающего коллектор, верхний соединительный трубопровод, нижний соединительный трубопровод, запорные устройства, двух последовательно с перекрытием установленных секций из прозрачной трубки, двух запорных устройств, защитного экрана, измерительную шкалу, отсчетное устройство, манометр, уровнемер, термометр, датчиков давления, предельного уровня, температуры, емкость, столб жидкости и/или газожидкости (первый вариант).

Фиг.4. Показан вид устройства указателя уровня жидкости, в котором для достоверности и точности измерения раздела фаз жидкости (нефть, эмульсия, вода) коллектор по высоте связан с емкостью дополнительными соединительными трубопроводами, оборудованными запорными устройствами, секции прозрачных трубок установлены с частичным перекрытием (первый вариант).

Фиг.5. Показан общий вид устройства указателя уровня жидкости и/или газожидкости, включающего верхний соединительный трубопровод, нижний соединительный трубопровод, фланцы, секцию из прозрачной трубки, двух запорных устройств, защитного экрана, емкость, столб жидкости и/или газожидкости (второй вариант).

Заявляемое устройство указателя уровня жидкости и/или газожидкости по первому варианту включает (фиг.1) коллектор 1, который установлен вертикально и параллельно измерительному столбу жидкости 2 под давлением в емкости 3. Коллектор 1 соединен с низом и верхом емкости 3 нижним соединительным трубопроводом 4 и верхним соединительным трубопроводом 5. Соединительные трубопроводы оборудованы запорными устройствами в виде задвижек 6, 7, вентилей 8, 9 и фланцами 10-13. На боковой поверхности коллектора 1 с помощью хомутов 14, 15 укреплена измерительная шкала 16 и для точности измерения установлено отсчетное устройство 17 с возможностью передвижения его по измерительной шкале 16. Вверху коллектор связан через запорные устройства в виде вентиля 8 с газовой линией 18, а внизу через вентиль 9 с дренажным трубопроводом 19. Коллектор снабжен одной (фиг.1, 2) секцией 20, которая включает прозрачную трубку 21, установленную торцами в запорные устройства в виде кранов 22, 23, снабженные предохранительным клапаном (на фиг. не показан) и уплотнительным кольцом 24, а также защитным экраном 25, с градуированной шкалой 26, нанесенной на внутреннюю поверхность экрана, закрепленные на запорных устройствах 22, 23 пластинами крепления 27, 38, гайкой 29 и болтом 30. Через запорные устройства 22, 23, штуцера 31, 32 прозрачная трубка 21 соединена с внутренней полостью коллектора 1.

В частных примерах выполнения устройства по первому варианту коллектор 1 снабжен не менее чем двумя дополнительными штуцерами 31, 32 и не менее чем одной дополнительной секцией 20. При этом секции 20 могут быть установлены или последовательно (на фиг. не показано) или с частичным перекрытием (фиг.4), прозрачные трубки 21 могут иметь различную длину. Верхний соединительный трубопровод оборудован манометром 33 с вентилем 34, датчиком давления 35, датчиком предельного давления 36, фланцем 37. Нижний соединительный трубопровод оборудован термометром 38, помещенным в карман для термометра 39, датчиком температуры 40. На коллекторе в верхней части установлен уровнемер 41. Для контроля и измерения раздела фаз жидкости в емкости коллектор по высоте связан с емкостью дополнительными соединительными трубопроводами, оборудованными запорными устройствами 42-45 (фиг.4). Наружные поверхности устройства выполнены обтекаемыми и покрыты антикоррозионными материалами

Устройство указателя уровня жидкости и/или газожидкости под давлением по первому варианту работает следующим образом. Устройство подключают верхним соединительным трубопроводом 5 и нижним соединительным трубопроводом 4 с верхом и низом емкости 3 с жидкостью и/или газожидкостью под давлением, через фланцы 12, 13, задвижки 6, 7, при этом запорные устройства 22, 23, вентили 8, 9 закрыты.

Открывают задвижки 6, 7, запорные устройства 22, 23 секции и продукция, например углеводородная - сжиженный газ (конденсат) под давлением, из емкости 3 поступает в коллектор 1 и секцию 20 устройства и после успокоения с помощью отсчетного устройства 17 определяют ее уровень по измерительной шкале 16, в единицах уровня или объема, а также в относительных единицах (%, 0,1-1 и др.).

Результаты достоверного и точного визуального измерения колебаний или устойчивого состояния уровня жидкости в емкости оператором передаются на пульт управления, где сравниваются с показаниями уровнемера 41, подключенного «параллельно». Оператор вносит результаты измерений в персональный компьютер, который по программе заложенной в нем градуировочной таблицы определяет точный объем продукции в емкости.

При необходимости отключения устройства (аварийное состояние, ремонт и т.д.) задвижки 6, 7 закрывают, а вентили 8, 9 открывают для «стравливания» избыточного давления в устройстве и слива остатков жидкости в дренажную емкость.

По гидроуровню выставляют и отмечают нуль измерительной шкалы по нижней внутренней поверхности емкости с учетом толщины ее стенки. При градуировке емкости показания нуля измерительной шкалы на коллекторе сравнивают с показаниями измерительной шкалы, введенной в емкость и определяющей нуль и уровень жидкости в емкости, который сравнивают с показаниями измерительной шкалы на коллекторе.

Заявляемое устройство указателя уровня жидкости и/или газожидкости по второму варианту (фиг.5) включает секцию 20, которая установлена вертикально и параллельно измерительному столбу жидкости 2 в емкости 3. Секция 20 соединена с низом и верхом емкости нижним соединительным трубопроводом 4 и верхним соединительным трубопроводом 5 через фланцы 12, 13. Секция (фиг.2) включает прозрачную трубку 21 с градуированной шкалой (на фигуре не показан), установленную торцами в запорные устройства 22, 23, снабженные предохранительным клапаном (на фиг. не показан) и уплотнительным кольцом 26, а также защитным экраном 25, с градуированной шкалой 26, нанесенной на внутреннюю поверхность экрана, закрепленные на запорных устройствах 22, 23 пластинами крепления 27, 28, гайкой 29 и болтом 30. Через запорные устройства 22, 23 и соединительные трубопроводы 4, 5 прозрачная трубка 21 соединена с внутренней полостью емкости 3, вентиль 9, дренажный трубопровод 19 для слива жидкости 2 из емкости 3.

В частных примерах выполнения устройства по второму варианту секция 20 к соединительным трубопроводам подсоединяется через фланцы 12, 13 или муфты (на фиг. не показано). При этом прозрачная трубка 21 может иметь различную длину. Для контроля и измерения уровня жидкости 2 в емкости 3 секция 20 устанавливается в верхней или нижней половине емкости 3 либо содержит прозрачную трубку 21, обеспечивающую возможность контроля и измерения уровня жидкости 2 во всем объеме емкости 3 (фиг.5).

Устройство указателя уровня жидкости и/или газожидкости под давлением по второму варианту работает следующим образом. Устройство подключают верхним соединительным трубопроводом 5 и нижним соединительным трубопроводом 4 с верхом и низом емкости 3 с жидкостью через фланцы 12, 13, и продукция, например углеводородная - сжиженный газ (конденсат), из емкости 3 поступает в секцию 20 устройства и после успокоения с помощью градуированной шкалы, нанесенной на. защитные экраны 25, 26 либо на боковую поверхность прозрачной трубки 21, определяют уровень жидкости в единицах уровня или объема, а также в относительных единицах (%, 0,1-1 и др.).

Результаты достоверного и точного визуального измерения колебаний или устойчивого состояния уровня жидкости в емкости оператором передаются на пульт управления. Оператор вносит результаты измерений в персональный компьютер, который по программе заложенной в нем градуировочной таблицы определяет точный объем продукции в емкости.

При разрушении прозрачной трубки 21 срабатывает предохранительный клапан (на фиг. не показан) запорных устройств 22, 23, что не позволяет вытеканию жидкости 2 из емкости 3. Для отключения устройства (аварийное состояние, ремонт и т.д.) от емкости 3 открывают вентиль 9, сливают жидкость 2 из емкости 3 в дренажный трубопровод 19, после чего отсоединяют фланцы 12, 13.

По гидроуровню выставляют и отмечают нуль градуированной шкалы по нижней внутренней поверхности емкости с учетом толщины ее стенки. При градуировке емкости показания нуля градуированной шкалы на защитных экранах сравнивают с показаниями измерительной шкалы, введенной в емкость и определяющей нуль и уровень жидкости в емкости, который сравнивают с показаниями градуированной шкалы на защитных экранах.

Практическая применяемость заявленных вариантов устройства показана на следующих примерах.

Пример 1 (первый вариант)

В емкости с высотой 3000 мм находится под давлением столб жидкости в виде бензина. Измерение уровня жидкости произведено устройством указателя уровня жидкости и/или газожидкости, включающим коллектор с измерительной шкалой, проградуированной в единицах длины, цена деления. 1 мм, уровнемер, секцию с прозрачной трубкой из стекла и защитным экраном, на внутренней зеркальной поверхности которого нанесена градуированная шкала, цена деления 1 мм. Коллектор с высотой 4200 мм через нижний соединительный трубопровод и верхний соединительный трубопровод подсоединяют к емкости, открывают запорные устройства. После установления уровня жидкости с помощью отсчетного устройства определяют значения уровня по измерительной шкале и градуированной шкале, в единицах уровня с точностью до 1 мм. Результаты записывают в журнал. Значения об измеренном уровне в емкости передают на пульт управления, где оператор по значению уровня и градуировочной таблице определяет объем продукции (жидкости) в емкости. При вводе значения плотности определяют массу продукции с занесением в базу данных персонального компьютера.

В дальнейшем при наливе, хранении и сливе жидкости в емкости пропорционально изменяется уровень в прозрачных трубках указателя уровня. Это изменение уровня фиксируют по измерительной шкале при помощи отсчетного устройства во времени (результаты записывают в журнал и вносят в базу данных персонального компьютера по измеряемой емкости).

Точность измерения до 1 мм.

Пример 2 (первый вариант)

В емкости с высотой 3000 мм находится под давлением в 3.5 МПа столб жидкости в виде сжиженного газа. Коллектор дополнительно снабжен двумя штуцерами и дополнительной секцией. Длина прозрачных трубок разная: верхняя - 1000 мм; нижняя - 2000 мм, прозрачные трубки выполнены из кварцевого стекла и установлены последовательно.

Для обеспечения достоверности измерения уровня газожидкости, для равномерности температуры жидкости элементы измерительного устройства и соединительные трубопроводы покрыты теплоизоляцией. Для контроля состояния газожидкости в нижнем соединительном трубопроводе установлен карман с термометром, а на верхнем - вентиль с манометром. Для дистанционного контроля на соединительных трубопроводах установлены датчики температуры и давления.

Точность измерения до 1 мм.

Пример 3 (первый вариант)

В емкости с высотой 3000 мм находится под давлением в 1.5 МПа столб жидкости в виде жидкости разных фаз (нефть, эмульсия, вода). Коллектор дополнительно снабжен двумя штуцерами и дополнительной секцией. Длина прозрачных трубок равна 1500 мм. Прозрачные трубки выполнены из кварцевого стекла и установлены с перекрытием не менее 10 мм.

Так как плотность фаз жидкости разная, поэтому жидкость в емкости будет разделена. Для контроля уровня, состояния и точности измерения раздела фаз коллектор по высоте связан с емкостью дополнительными соединительными трубопроводами, оборудованными запорными устройствами.

Для обеспечения безопасности прозрачная трубка из кварцевого стекла закреплена через маслостойкие прокладки в запорных кранах с предохранительным клапаном, наружные поверхности устройства выполнены обтекаемыми и покрыты антикоррозионными материалами, коллектор и все элементы, соприкасающиеся с агрессивной жидкостью, выполнены из нержавеющей агрессивно-стойкой стали, а уплотнения - из агрессивно-стойких материалов.

Отсчет необходимо проводить на границах секций прозрачных трубок, когда раздел виден в двух секциях.

Процесс измерения уровня аналогичен описанию, приведенному в примере 1.

Точность измерения до 1 мм.

Пример 4 (второй вариант)

В емкости с высотой 300 мм под давлением в 3.0 МПа находится газовый конденсат. Измерение уровня жидкости, образующейся на дне емкости, осуществляют устройством указателем уровня жидкости и/или газожидкости, включающим секцию с прозрачной трубкой из кварцевого стекла длиной 200 мм и защитным экраном, на внутренней поверхности которого нанесена градуированная шкала, цена деления 1 мм. Защитный экран выполнен из двух элементов. Секцию с прозрачной трубкой через нижний соединительный трубопровод и верхний соединительный трубопровод подсоединяют к емкости через фланцы. Ноль мерной шкалы определяют по нижней поверхности (дну) емкости.

Периодически с помощью прозрачной трубки, на внешней поверхности которой нанесена градуированная шкала, и градуированной шкалы на внутренней поверхности защитного экрана контролируют и замеряют с точностью до 1 мм уровень образующейся жидкости. Результаты записывают в журнал.

Точность измерения до 1 мм.

Как видно из представленных примеров, оба варианта заявленных устройств работоспособны и позволяют расширить функциональные возможности за счет размещения на коллекторе нескольких секций прозрачных трубок, расположения на прозрачной трубке и на внутренней поверхности защитного экрана градуированных шкал, градуированных в единицах длины или объема, применения секции с прозрачной трубкой как совместно с коллектором, так и самостоятельно, а также использования наряду с визуальными средствами измерения и контроля дистанционных: датчиков уровня, температуры, давления, предельного давления, сигналы которых выведены на пульт управления.

Повышение точности определения уровня жидкости и/или газожидкости под давлением в емкости до 1 мм получено за счет расположения коллектора и секции с прозрачной трубкой вертикально и параллельно измеряемому столбу жидкости под давлением, снабжения отсчетным устройством, установленного перпендикулярно измерительной шкале и закрепленным на ней, стороны которого двигаются по поверхности прозрачной трубки и по измерительной шкале, размещения на коллекторе нескольких секций прозрачных трубок, установленных с перекрытием либо без, подключения коллектора к емкости через несколько запорных устройств для контроля разных фаз жидкости, прозрачных трубок разной длины, нанесения на прозрачной трубке и на ее защитном экране градуированных шкал в единицах длины или объема, выполнением поверхности шкалы защитных экранов зеркальной, выполнением отводов коллектора и запорных устройств (вентили, задвижки) одним диаметром и покрытия теплоизоляцией или светоотражающей краской.

Обеспечение надежности и достоверности измерения уровня жидкости и/или газожидкости под давлением, повышения безопасности и удобства эксплуатации достигнуто за счет расположения на коллекторе нескольких секций, выполнения прозрачной трубки различной толщиной стенок, рассчитанной на максимальное измеряемое давление, выполнения коллектора и всех элементов, соприкасающихся с агрессивной жидкостью из нержавеющей агрессивно-стойкой стали, а уплотнений - из агрессивно-стойких материалов, снабжения запорных устройств секции предохранительным клапаном, выполнения защитных экранов из стали, или из сплавов, или из трубок с вырезанной щелью для контроля жидкости, выполнения отводов, коллектора и запорных устройств (вентили, задвижки) одним диаметром; покрытия трубопроводов и коллектора теплоизоляцией, установления отсчетного устройства, стороны которого двигаются по поверхности прозрачной трубки и градуированных шкал, нанесенных на прозрачную трубку и защитный экран градуированных в единицах длины или объема, выполнения экранов секций прозрачных трубок разъемными, подключения устройства к емкостью через запорные устройства (задвижки, вентили), фланцы, муфты.

Таким образом, реализация изобретения позволит расширить арсенал известных устройств устройством указателя уровня жидкости и/или газожидкости под давлением, обладающим надежностью, безопасностью, точностью, многофункциональностью, достоверностью измерения и удобством эксплуатации.

Claims (20)

1. Устройство указателя уровня жидкости и/или газожидкости под давлением характеризуется наличием коллектора, устанавливаемого вертикально и параллельно столбу жидкости под давлением в емкости и соединенного с верхом и низом этой емкости верхним и нижним соединительными трубопроводами, оборудованными запорными устройствами в виде и/или кранов, и/или задвижек и вентилями, боковая поверхность коллектора снабжена измерительной шкалой с отсчетным устройством, коллектор снабжен также секцией, включающей прозрачную трубку, установленную торцами в запорных устройствах, и защитный экран, закрепленный на этих запорных устройствах, при этом прозрачная трубка расположена в одной плоскости с измерительной шкалой, параллельна коллектору и соединена с ним вверху и внизу через запорные устройства и штуцера, а коллектор для обеспечения снятия давления и отключения устройства от емкости снабжен запорными устройствами в верхнем трубопроводе для выпуска газа, в нижнем трубопроводе для слива жидкости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено не менее чем одной секцией, секции трубок установлены под углом менее 180°.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что прозрачные трубки в разных секциях имеют разную длину.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что секции установлены на коллекторе таким образом, что прозрачные трубки частично перекрываются.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что штуцера, соединительные трубопроводы и запорные устройства имеют один диаметр.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коллектор по высоте снабжен не менее чем двумя штуцерами, двумя запорными устройствами с возможностью соединения с емкостью для визуального контроля и измерения в ней раздела фаз жидкости и уровней.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительная шкала, расположенная на коллекторе, снабжена отсчетным устройством, закрепленным перпендикулярно измерительной шкале, с возможностью передвижения его по измерительной шкале и поверхности прозрачной трубки.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в верхней части коллектора установлен уровнемер.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в верхнем соединительном трубопроводе установлен вентиль с манометром, датчик давления, датчик предельного уровня, а в нижнем соединительном трубопроводе - карман с термометром, датчик температуры.

10. Устройство указателя уровня жидкости и/или газожидкости под давлением, включающее секцию из прозрачной трубки, установленную торцами в запорных устройствах вертикально и параллельно столбу жидкости в емкости и снабженную дополнительно верхним и нижним соединительными трубопроводами с возможностью подсоединения устройства к емкости через фланцы или муфты, отличающееся тем, что прозрачная трубка выполнена с нанесением на ее внешнюю поверхность вертикальной градуированной шкалы и снабжена защитным экраном, на внутреннюю поверхность которого также нанесена градуированная шкала.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что прозрачная трубка имеет различную толщину стенок, рассчитанную на максимальное измеряемое давление.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в качестве запорных устройств для установления прозрачной трубки использованы краны с предохранительными клапанами.

13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в запорных устройствах установления прозрачной трубки установлены маслостойкие прокладки.

14. Устройство по п.10, отличающееся тем, что уплотнители прозрачной трубки выполнены из высокотемпературного материала.

15. Устройство по п.10, отличающееся тем, что соединительные трубопроводы, запорные устройства, фланцы, муфты и экраны покрыты слоем светоотражающей краски.

16. Устройство по п.10, отличающееся тем, что экраны выполнены из стали или сплавов.

17. Устройство по п.10, отличающееся тем, что экран выполнен или разъемным из уголков с соединительными элементами, или сплошным в виде трубки с вырезанной вертикальной щелью, диаметр которой больше диаметра прозрачной трубки.

18. Устройство по п.10, отличающееся тем, что градуированная шкала имеет зеркальную поверхность.

19. Устройство по п.10, отличающееся тем, что наружные поверхности устройства выполнены обтекаемыми и покрыты антикоррозионными материалами.

20. Устройство по п.10, отличающееся тем, что секция снабжена одним или несколькими оптронными фотодатчиками уровня.

Images