RU2808444C1 - Liquid level gauge operating over wide range of pressures, temperatures and volumes - Google Patents

Liquid level gauge operating over wide range of pressures, temperatures and volumes Download PDF

Info

Publication number
RU2808444C1
RU2808444C1 RU2023113460A RU2023113460A RU2808444C1 RU 2808444 C1 RU2808444 C1 RU 2808444C1 RU 2023113460 A RU2023113460 A RU 2023113460A RU 2023113460 A RU2023113460 A RU 2023113460A RU 2808444 C1 RU2808444 C1 RU 2808444C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tube
magnetic
level gauge
fixed
washer
Prior art date
Application number
RU2023113460A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Авангардович Лапин
Игорь Павлович Мухин
Олег Вячеславович Стаценко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром"
Application granted granted Critical
Publication of RU2808444C1 publication Critical patent/RU2808444C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: devices for measuring liquid level. The device contains a reservoir (1), on which a non-magnetic body (2) is fixed, as well as a non-magnetic tube (3). One end of the tube (3) is plugged, and the other is hermetically fixed to the body (2) and connects the internal volume of the tube with the atmosphere and the optical output of the laser rangefinder (4). The tube (3) is fitted with a freely moving washer (5) made of magnetic stainless steel. Along the outer perimeter of the washer (5), floats (6) with an open bottom, made of non-magnetic material, are evenly distributed. Inside the tube (3) there is a permanent magnet (9) freely moving in it, on which a reflector (8) of the laser beam generated by the laser rangefinder (4) is fixed.
EFFECT: increase of the accuracy of measurements and an expansion of functionality.
2 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к высокоточным уровнемерам с непрерывной шкалой измерения, предназначенных для измерения уровня жидкости, в том числе агрессивной, в сосудах объемом от доли литра до тысяч литров находящихся под высоком давлением и при высокой температуре.The invention relates to high-precision level gauges with a continuous measurement scale, designed to measure the level of liquid, including aggressive liquid, in vessels with a volume from a fraction of a liter to thousands of liters under high pressure and at high temperature.

Уровень техникиState of the art

Известен уровнемер по А.с. №732677, G01F 23/05 от 05.05.80.A known level gauge according to A.S. No. 732677, G01F 23/05 from 05/05/80.

Недостатком данного уровнемера является то, что его идеология и конструкция адаптированы под байпасные указатели уровня, регистрирующие верхние и нижние значение уровня жидкости, которые абсолютно непригодны для работы с вязкими жидкостями, такими как нефть, которые имеют большое усилие поверхностного натяжения, приводящие к прилипанию поплавка к корпусу резервуара особенно в крайних положениях. Осаждения на поверхности поплавка тяжелых компонентов, таких как битумы и кокс, приводит к потере плавучести и необходимости периодической промывки элементов конструкции уровнемера, что требует периодическое разборки и сборки с заменой уплотнительных элементов и испытаний на герметичность устройства, работающего под большим давлением. Основным недостатком байпасного поплавкового уровнемера является его большой объем, обусловленный необходимостью за счет размеров гарантировать плавучесть поплавка, что неприемлемо для сепараторов высокого давления, объем которых, обычно не превышает 1 л.The disadvantage of this level gauge is that its ideology and design are adapted for bypass level indicators that record the upper and lower values of the liquid level, which are absolutely unsuitable for working with viscous liquids such as oil, which have a large surface tension force, leading to the float sticking to the tank body, especially in extreme positions. Deposition of heavy components, such as bitumen and coke, on the surface of the float leads to loss of buoyancy and the need for periodic washing of the level gauge structural elements, which requires periodic disassembly and reassembly with replacement of sealing elements and leak testing of the device operating under high pressure. The main disadvantage of a bypass float level gauge is its large volume, due to the need to ensure the buoyancy of the float due to its size, which is unacceptable for high-pressure separators, the volume of which usually does not exceed 1 liter.

Известен также патент на изобретение номер 2625262 от 12.07.2017 г. Уровнемер для работающей в непрерывном режиме системы автоматического перелива вязкой жидкости находящейся под высоким давлением. Недостатком данного уровнемера является его специалитет то есть он предназначен для решения конкретной задачи и не предназначен для широкого применения.There is also a patent for invention number 2625262 dated July 12, 2017. A level gauge for a continuous automatic transfer system for viscous liquid under high pressure. The disadvantage of this level gauge is its specialty, that is, it is designed to solve a specific problem and is not intended for widespread use.

Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention

Целью предлагаемого изобретения является создание универсального уровнемера отличающегося:The purpose of the present invention is to create a universal level gauge characterized by:

- высокой точностью измерения при широком диапазоне измеряемых объемов;- high measurement accuracy over a wide range of measured volumes;

- широким спектром жидкостей, уровень которых необходимо измерить;- a wide range of liquids whose level needs to be measured;

- широким диапазоном давления в сосудах, на которые устанавливаются уровнемер;- a wide range of pressure in the vessels on which the level gauge is installed;

- широким диапазоном температур сосудов, в которых устанавливаются уровнемер.- wide range of temperatures of vessels in which the level gauge is installed.

Указанная цель достигается тем, что уровнемер состоит из поплавка и немагнитной трубки один из концов который заглушен, а второй герметично закреплен на корпусе и соединяет с атмосферой внутренний объем трубки, на которую одета свободно перемещающиеся по ней шайба из магнитной нержавеющей стали по наружному периметру которой равномерно распределены и закреплены несколько поплавков, выполненных из немагнитного инертного материала, а внутри трубки помещен свободно перемещающиеся в ней постоянный магнит с закрепленным на нем отражателем лазерного луча, формируемого лазерным дальномером, закрепленным на корпусе напротив связанного с атмосферой конца трубки, на заглушенном конце которой соосно с ней закреплено немагнитное кольцо, наружный диаметр которого больше чем внутренний диаметр шайбы из магнитной нержавеющей стали.This goal is achieved by the fact that the level gauge consists of a float and a non-magnetic tube, one of the ends of which is plugged, and the second is hermetically sealed to the body and connects the internal volume of the tube with the atmosphere, on which there is a washer made of magnetic stainless steel that moves freely along it along the outer perimeter of which evenly several floats made of non-magnetic inert material are distributed and fixed, and inside the tube there is a permanent magnet freely moving in it with a reflector of a laser beam mounted on it, formed by a laser range finder, mounted on the body opposite the end of the tube connected to the atmosphere, at the plugged end of which is coaxial with it secures a non-magnetic ring, the outer diameter of which is greater than the inner diameter of the magnetic stainless steel washer.

Описание чертежейDescription of drawings

На фиг. 1 Изображен уровнемер жидкости, работающий в широком диапазоне давлений, температур и объемов.In fig. 1 Shown is a liquid level gauge operating over a wide range of pressures, temperatures and volumes.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Устройство состоит из закрепленного на резервуаре 1 немагнитного корпуса 2 уровнемера на котором герметично закреплен незаглушенный конец немагнитной трубки 3, соединяющий ее внутренний объем с атмосферой и оптическим выходом лазерного дальномера 4, луч которого расположен коаксиалыю внутри трубки 3. На трубку 3 одета шайба 5 из магнитной нержавеющей стали свободно перемещаемая по трубке 3 немагнитными поплавками 6 с открытым дном, закрепленными по наружному периметру шайбы 3. На заглушенном конце трубки 3 соосно с ней закреплено немагнитное кольцо 7 наружный диаметр которого больше, чем внутренний диаметр шайбы 5, что исключает несанкционированное снятие шайбы 5 с трубки 3. Внутри трубки 3 расположен отражатель 8 лазерного луча дальномера 4 выполненный в виде катушки, что исключает его перекашивание и заклинивание при движении внутри трубки 3. Внутри катушки расположен постоянный магнит 9, взаимодействующий посредством магнитного поля с шайбой 5. Длина трубки 3 выбрана таким образом, что при касании катушки отражателя 8 дна трубки 3, магнит 9 располагается напротив шайбы 5 и при движении шайбы 5 вверх вместе с всплывающими поплавками 6, двигается вместе с ней и отражателем 8 в соответствии с изменением уровня жидкости в резервуаре 1.The device consists of a non-magnetic level gauge housing 2 attached to the tank 1, on which the unplugged end of the non-magnetic tube 3 is hermetically sealed, connecting its internal volume with the atmosphere and the optical output of the laser range finder 4, the beam of which is located coaxially inside the tube 3. The tube 3 is fitted with a washer 5 made of magnetic stainless steel, freely movable along the tube 3 by non-magnetic floats 6 with an open bottom, fixed along the outer perimeter of the washer 3. At the plugged end of the tube 3, a non-magnetic ring 7 is fixed coaxially with it, the outer diameter of which is greater than the inner diameter of the washer 5, which prevents unauthorized removal of the washer 5 from tube 3. Inside tube 3 there is a reflector 8 of the laser beam of the rangefinder 4 made in the form of a coil, which prevents it from warping and jamming when moving inside tube 3. Inside the coil there is a permanent magnet 9 that interacts through a magnetic field with washer 5. The length of tube 3 is selected in such a way that when the reflector coil 8 touches the bottom of the tube 3, the magnet 9 is located opposite the washer 5 and when the washer 5 moves upward together with the pop-up floats 6, it moves together with it and the reflector 8 in accordance with the change in the liquid level in the tank 1.

Устройство работает следующим образомThe device works as follows

Луч дальномера 4 проходит внутри трубки 3, достигает отражателя 8 и отражаясь от него, возвращается в дальномер 4, измеряя с точностью до долей миллиметра расстояние от дальномера до отражателя 8. При изменении уровня жидкости в резервуаре 1 поплавки 6 приходят в движение, перемещая вдоль трубки 3 шайбу 5, которая посредством магнитного поля постоянного магнита 4 взаимодействует с ним, перемещая его вместе с отражателем 8 внутри трубки 3.The beam of the rangefinder 4 passes inside the tube 3, reaches the reflector 8 and, reflecting from it, returns to the rangefinder 4, measuring the distance from the rangefinder to the reflector 8 with an accuracy of fractions of a millimeter. When the liquid level in the reservoir 1 changes, the floats 6 begin to move, moving along the tube 3 washer 5, which interacts with it through the magnetic field of the permanent magnet 4, moving it together with the reflector 8 inside the tube 3.

Изменение положения отражателя 8 будет фиксироваться дальномером 4, сигнал которого обратно-пропорционален высоте положения отражателя 8 и соответствует уровню жидкости в резервуаре 1.The change in the position of the reflector 8 will be recorded by the range finder 4, the signal of which is inversely proportional to the height of the position of the reflector 8 and corresponds to the liquid level in tank 1.

В исходном состоянии резервуар 1 пуст и поплавки 6 опираются своей открытой частью на дно резервуара 1, а постоянный магнит 4 расположен напротив шайбы 5 и взаимодействует с ней посредством магнитного поля. Работа уровнемера начинается с калибровки, которая включает взвешивание мерной емкости с жидкостью, которая будет находиться в резервуаре. Жидкость из мерной емкости медленно переливается в резервуар 1 до тех пор, пока поплавки 6 не начнут всплывать, т.е. лазерный дальномер 4 зафиксирует движение магнита 9 и отражателя 8. В этот момент перелив жидкости прекращается, и остатки жидкости в мерной емкости взвешиваются, т.е. определяется мертвый объем, не измеряемый уровнемером, который должен плюсоваться ко всем дальнейшим показаниям уровнемера. Второй этап это калибровка дальномера в мл/мм для чего остатки жидкости из мерной емкости выливаются в резервуар 1, фиксируются показания дальномера 4 и вычисляется соотношение изменения объема к показаниям дальномера.In the initial state, the tank 1 is empty and the floats 6 rest with their open part on the bottom of the tank 1, and the permanent magnet 4 is located opposite the washer 5 and interacts with it through a magnetic field. The operation of the level gauge begins with calibration, which includes weighing a measuring container with liquid that will be in the tank. The liquid from the measuring container is slowly poured into tank 1 until the floats 6 begin to float, i.e. the laser rangefinder 4 will record the movement of the magnet 9 and the reflector 8. At this moment, the overflow of liquid stops, and the remaining liquid in the measuring container is weighed, i.e. The dead volume not measured by the level gauge is determined, which must be added to all further readings of the level gauge. The second stage is the calibration of the rangefinder in ml/mm, for which the remaining liquid from the measuring container is poured into reservoir 1, the readings of the rangefinder 4 are recorded and the ratio of the change in volume to the rangefinder readings is calculated.

Если резервуар 1 имеет сложную геометрическую форму, то необходимо произвести калибровку по всей шкале уровнемера.If tank 1 has a complex geometric shape, then it is necessary to calibrate the entire scale of the level gauge.

Предлагаемый уровнемер не имеет ограничений при применении и может быть использован:The proposed level gauge has no restrictions on application and can be used:

- для измерения уровня в диапазоне объемов от мл до м3;- for level measurement in the volume range from ml to m3;

- при любых давлениях в резервуаре;- at any pressure in the tank;

- в широком диапазоне температур жидкости;- over a wide range of liquid temperatures;

- для измерения уровня агрессивных жидкостей;- for measuring the level of aggressive liquids;

- для измерения с высокой точностью определяемой точностью дальномера.- for measuring with high accuracy determined by the accuracy of the range finder.

Claims (2)

1. Уровнемер, состоящий из поплавка с открытым дном и немагнитной трубки, один из концов которой заглушен, а второй герметично закреплен на корпусе и соединяет с атмосферой внутренний объем трубки, отличающийся тем, что на трубку надета свободно перемещающаяся по ней шайба из магнитной нержавеющей стали, по наружному периметру которой равномерно распределены и закреплены несколько поплавков с открытым дном, выполненных из немагнитного инертного материала, а внутри трубки помещен свободно перемещающийся в ней постоянный магнит с закрепленным на нем отражателем лазерного луча, формируемого лазерным дальномером, закрепленным на корпусе напротив связанного с атмосферой конца трубки.1. A level gauge consisting of a float with an open bottom and a non-magnetic tube, one of the ends of which is plugged, and the second is hermetically fixed to the body and connects the internal volume of the tube to the atmosphere, characterized in that a freely moving magnetic stainless steel washer is put on the tube , along the outer perimeter of which several floats with an open bottom, made of non-magnetic inert material, are evenly distributed and fixed, and inside the tube there is a permanent magnet freely moving in it with a reflector of a laser beam attached to it, formed by a laser range finder, mounted on the body opposite the one connected to the atmosphere end of the tube. 2. Уровнемер по п. 1, отличающийся тем, что на заглушенном конце трубки из немагнитного материала соосно с трубкой закреплено немагнитное кольцо, наружный диаметр которого больше, чем внутренний диаметр шайбы из магнитной нержавеющей стали.2. A level gauge according to claim 1, characterized in that at the plugged end of a tube made of non-magnetic material, a non-magnetic ring is fixed coaxially with the tube, the outer diameter of which is larger than the inner diameter of the magnetic stainless steel washer.
RU2023113460A 2023-05-23 Liquid level gauge operating over wide range of pressures, temperatures and volumes RU2808444C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808444C1 true RU2808444C1 (en) 2023-11-28

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0052960A1 (en) * 1980-11-20 1982-06-02 Atlantic Richfield Company Apparatus for monitoring float level and method for detecting leaks by use of the apparatus
RU2625262C1 (en) * 2016-10-28 2017-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром" Level meter for system of automatic transfer of viscous liquid under high pressure operating in continuous mode
RU178306U1 (en) * 2016-10-12 2018-03-29 Альберт Галиуллович Абдуллин LASER LIQUID LEVEL METER

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0052960A1 (en) * 1980-11-20 1982-06-02 Atlantic Richfield Company Apparatus for monitoring float level and method for detecting leaks by use of the apparatus
RU178306U1 (en) * 2016-10-12 2018-03-29 Альберт Галиуллович Абдуллин LASER LIQUID LEVEL METER
RU2625262C1 (en) * 2016-10-28 2017-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром" Level meter for system of automatic transfer of viscous liquid under high pressure operating in continuous mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mohindru Development of liquid level measurement technology: A review
CN104677432A (en) Magnetostrictive displacement sensing flowmeter and flow measuring method
RU2808444C1 (en) Liquid level gauge operating over wide range of pressures, temperatures and volumes
CN102252730B (en) Software tank liquid level measuring instrument and method
RU2285908C1 (en) Device for measuring level and density of liquid (variants)
CN208736524U (en) A kind of high precision and large measuring range Weighing type float level meter
CN209247127U (en) A kind of liquid level measuring system
US20030029236A1 (en) Liquid volume measurement
JP2006194609A (en) Liquid level indicator
US3721125A (en) Thermal actuator for a meter temperature compensating mechanism
US3769841A (en) Device for automatic sampling and measurement of liquid volumes
USRE18514E (en) Assigutob
US1777415A (en) Gauge
CN203857991U (en) Magnetostriction displacement transduction flow meter
CN110554447A (en) magnetostrictive rain gauge and rain sensing method
US3279254A (en) Liquid level gauge
Eren Density measurement
SU620828A1 (en) Ultrasonic level indicator
US4375765A (en) Level indicating device
CN1233992C (en) Liquid level measurer based on eddy effect
SU1608494A1 (en) Meter of density of liquids
US2767585A (en) Tank gauge
US1874205A (en) Differential pressure gauge
RU2273829C2 (en) Device for measuring level and density of fluid
SU798543A1 (en) Transparant liquid density sensor