Устройство для определения уровней подтоварной воды и нефти в резервуаре

Предполагаемая полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к средствам определения уровня жидкости, и может быть применена в нефтяной промышленности для определения уровня подтоварной воды в резервуарах с нефтью.
Известно устройство для определения уровня жидкости в емкостях (метршток) [В.Г. Коваленко и др. Автозаправочные станции: Оборудование. Эксплуатация. Безопасность. СПб.: НПИКЦ, 2003 год].
Метршток состоит из нескольких металлических труб различного диаметра, установленных телескопически, с нанесенной на них измерительной шкалой. Для определения уровня подтоварной воды нижнюю часть метрштока обрабатывают водочувствительной пастой, изменяющей свой цвет при контакте с водой.
Недостатками этого устройства являются:
1. Сложность применения в резервуарах большой вместимости.
2. Невозможность применения в резервуарах с нефтью вследствие того, что водочувствительная паста при прохождении через слой нефти обволакивается ей, из-за чего подтоварная вода не контактирует с пастой и возникает ошибка измерения.
Также известно устройство для определения уровня жидкости в резервуарах [Бондарь В.А. и др. Операции с нефтепродуктами. Автозаправочные станции. М.: Паритет, 1999 год].
Устройство включает гибкую металлическую рулетку (ГОСТ 7502-89) длинной 10, 20, 30 метров с шириной ленты 10-12 мм с закрепленным в нижней части лотом. Лот служит для натяжения ленты рулетки при замере взлива нефтепродукта и для нанесения водочувствительной пасты с целью определения количества подтоварной воды в резервуаре. Наиболее распространены лоты двух типов: цилиндрические (монолитные или полые) и прорезные.
Недостатками этого устройства являются:
1. Низкая эффективность применения в резервуарах с нефтью и вязкими нефтепродуктами.
2. Отсутствие взаимодействия водочуствительной пасты с водой при опускании лота в резервуар с нефтью.
Также для определения наличия воды на дне резервуара может использоваться металлический переносной пробоотборник [В.Г. Коваленко и др. Автозаправочные станции: Оборудование. Эксплуатация. Безопасность. СПб.: НПИКЦ, 2003 год].
Пробоотборники изготавливаются емкостью 1,1 и 0,5 л. Пробоотборник вместимостью 1,1 литра имеет наклонную крышку, расположенную на вращающейся оси. Края крышки плотно пригнаны к стенке цилиндра во избежание пропуска нефтепродуктов. На крышке имеются кольца для спусковых тросов и втулка - для крепления ленты рулетки. Для отбора донной пробы пробоотборник опускают на 250 мм выше днища резервуара. Затем открывают крышку, заполняют пробоотборник и поднимают его.
Недостатком данного пробоотборника являются:
1. Отсутствие возможности определения уровня нефти в резервуаре.
2. Отсутствие возможности определения уровня воды в резервуаре.
3
Также известно универсальное устройство для определения уровня воды и нефтепродукта в резервуарах вместимостью до 100 м [Еланский И.А., Матвеев Ю.А. и др. Патент на полезную модель №48058 от 10.09.2005 года].
Устройство содержит основной метршток с металлической опорой. В опоре имеется прорезь, выполненная по окружности для вставки дополнительного метрштока. Метршток большего диаметра с помощью ручки имеет возможность перемещения относительно оси основного метрштока. Герметичность метрштоков обеспечивается за счет применения уплотнительных колец. Крепление метрштоков друг с другом происходит за счет фиксатора. Фиксатор вставляется сначала в отверстие дополнительного метрштока, а затем в отверстие основного метрштока.
Универсальное устройство работает следующим образом. Устройство при помощи ручки опускается на дно резервуара, при этом герметичность основного и дополнительного метрштоков обеспечивается за счет уплотнительных колец и прорези. При достижении опорой дна из устройства вынимается фиксатор.
После этого дополнительный метршток плавно поднимается по оси основного метрштока, обеспечивая поступление воды к водочувствительной пасте, нанесенной на внутренний метршток. Затем метршток большего диаметра опускается в прорезь опоры, вставляется фиксатор и устройство поднимается из резервуара. После чего дополнительный метршток вновь поднимается а уровень подтоварной воды определяется по цвету водочувствительной пасты.
Недостатками этого устройства являются:
3
1. Низкая эффективность при применении в резервуарах вместимостью более 100 м в связи с тем, что метршток имеет высоту от 3 до 5 метров и недостает до дна резервуара.
2. Трудности с перевозкой устройства к месту применения.
Наиболее близким по технической сущности предполагаемой полезной модели является устройство для определения уровня подтоварной воды в резервуаре [Еланский И.А., Матвеев Ю.А. и др. Патент на полезную модель №46352 от 27.06.2005 года].
Устройство содержит лот с нанесенной водочувствительной пастой, установленный в полости внутреннего цилиндра с выполненным основанием и продольной прорезью. Внутренний цилиндр размещен в полости внешнего цилиндра, имеющего возможность перемещения относительно оси внутреннего цилиндра. Герметичность цилиндров обеспечивается за счет применения уплотнительных прокладок и соединений типа «шип-паз». Перемещение устройства в резервуаре обеспечивается при помощи троса, а перемещение внешнего цилиндра относительно внутреннего - при помощи троса. Внешний цилиндр имеет фиксатор, установленный внутри прорези.
Данное устройство работает следующим образом: устройство при помощи троса опускается на дно резервуара, при этом герметичность внутренней полости обеспечивается за счет уплотнительных прокладок. При достижении устройством дна внешний цилиндр плавно поднимается по соединению типа «шип-паз» внутри прорези при помощи троса, обеспечивая поступление жидкости (воды или нефтепродукта) через продольную прорезь к лоту с нанесенной водочувствительной пастой. Предотвращение разобщения внутреннего и внешнего цилиндров достигается за счет фиксатора, установленного в прорези. Затем внешний цилиндр опускается и устройство поднимается при помощи троса, после чего лот вынимается за ручку из внутреннего цилиндра, а уровень подтоварной воды определяется по цвету водо-чувствительной пасты.
Недостатками данного устройства являются:
1. Отсутствие возможности определения уровня нефти в резервуаре.
2. Низкая эффективность применения при наличии большого уровня воды.
Предполагаемая полезная модель решает задачу повышения эффективности определения уровня подтоварной воды в резервуарах с нефтью и вязкими нефтепродуктами (например, топочными мазутами).
Решение указанной задачи достигается тем, что лот с подставкой герметично помещен во внешний цилиндр, который имеет возможность перемещения вверх относительно оси лота за счет соединения шип-паз, а также тем, что мерный лот при помощи кронштейна соединен с замерной рулеткой с измерительной лентой для определения уровня нефти.
Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность определения уровней подтоварной воды и нефти в резервуаре.
Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), на котором изображены: фронтальный разрез устройства, фронтальный разрез устройства в рабочем состоянии, горизонтальные разрезы верхних частей лота и внешнего цилиндра.
Устройство содержит мерный лот 1 с нанесенной водочувствительной пастой и выполненным основанием 2. Лот установлен в полости внешнего цилиндра 3. Лот оснащен градуированной линейкой для определения уровня воды (нефти). В основании расположены углубления 4. На боковых стенках лота 1 имеются шипы 5, предназначенные для перемещения вверх-вниз внешнего цилиндра. Внешний цилиндр выполнен с двумя пазами 6 для вставления в шипы 5 лота 1. Также внешний цилиндр с каждой стороны имеет удлинения для установки в углубления 4 основания 2.
Перемещение устройства в резервуаре обеспечивается при помощи замерной рулетки 7 с измерительной лентой 8, а перемещение внешнего цилиндра относительно лота - при помощи троса 9. При этом, измерительная лента рулетки является продолжением градировочной линейки мерного лота, что сводит к минимуму погрешность измерения уровня нефти. Шипы лота 5 имеют вертикальные прорези 10 для движения внешнего цилиндра. В нижней части внешнего цилиндра имеются два отверстия, в которые после установки цилиндра на лот, вставляются заклепки 11 (или соединения болт-гайка). При этом заклепки вставляются в прорези 10 шипов лота. Данное соединение позволяет двигаться внешнему цилиндру вертикально вверх до верхней части прорези шипов лота.
Герметичность внешнего цилиндра, лота и замерной рулетки с измерительной лентой обеспечивается за счет применения уплотнительных прокладок 12 и соединений типа «шип-паз».
Измерительная рулетка 7 и трос 8 крепятся к корпусу лота и внешнего цилиндра с помощью кронштейнов 13.
Полезная модель работает следующим образом: устройство при помощи рулетки 7 опускается на дно резервуара, при этом герметичность внутренней полости обеспечивается за счет уплотнительных прокладок 12. При достижении устройством дна определяется уровень нефти с помощью измерительной ленты 8. Затем внешний цилиндр плавно поднимается по соединению типа «шип-паз» при помощи троса 9, обеспечивая поступление жидкости (воды или нефти) к лоту 1 с нанесенной водочувствительной пастой.
Предотвращение разобщения лота и внешнего цилиндра достигается за счет заклепок 12, которые упираются в верхнюю часть прорези 10. Затем внешний цилиндр опускается и устройство поднимается на поверхность резервуара при помощи замерной рулетки 7. После этого внешний цилиндр поднимается еще раз за трос 9, а уровень подтоварной воды определяется по цвету водо-чувствительной пасты на градуированной линейке лота.
Данное устройство позволяет одновременно определять, как высоту взлива нефти, так и уровень подтоварной воды в резервуаре за один замер оператора, что приводит к дополнительному экономическому эффекту.