РУЛЕТКА ИНДИКАЦИОННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ
METALLIC INDICATING MEASURING TAPE

Рулетка относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам измерения параметров жидких сред, в частности таких, как уровень и границы разделов фаз в двухфазных средах, определения уровня подтоварной воды, и может быть использована в различных отраслях промышленности на вертикальных резервуарах металлических при добыче, переработке и использовании нефти и нефтепродуктов. Известно устройство для контроля границы раздела сред (а.с. СССР №1515062, МКИ G01F 23/04).
Устройство содержит крыльчатку на вертикальном штоке, кинематически соединенном с приводом вращения типа, волчка. На штоке размещено маховое колесо, состоящее из двух колец. Одно кольцо соединено со штоком, а второе установлено сверху на плоскую поверхность первого кольца с зазором по отношению к штоку. Приведение крыльчатки во вращение сопровождается раскручиванием колец махового колеса. При опускании устройства в емкость до отметки границы жидкости происходит торможение крыльчатки штока и соединенного с ним первого кольца. Изменение взаимного положения колец при торможении крыльчатки определяют по указателям, расположенным по боковым поверхностям колец.
Недостатком данного устройства является сложность конструктивного решения и, как следствие, высокая стоимость в связи с наличием дополнительного привода с кинематическим соединением. Устройство применимо только для осуществления контроля границы раздела сред, где одной из сред является воздух, а другой жидкость. Это устройство невозможно применить для контроля границы раздела двух жидких сред.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для контроля границы раздела сред, которое используется для определения содержания нефти в охлаждающей и подтоварной воде (патент России №2003053 С1, МПК G01F 23/40).
Устройство содержит мерный трос, снабженный указателем, раздвоенный на конце, и эти раздвоенные части троса проходят через ролики балластного груза и закреплены снизу на поплавке, который, учитывая удельный вес его материала, может всплывать в воде и тонуть в топливе. Таким образом, поплавок находится на границе раздела двух сред (топлива и воды) - с разным удельным весом. При свободном подъеме поплавка на границу раздела двух сред, за счет его удельного веса, по шкале мерной линейки, жестко размещенной в устройстве, параллельно мерному тросу, контролируется количество топлива в резервуаре.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции. Замер не характеризует истинное количество подтоварной воды в резервуаре, т.к. включает измерение не только слоя воды, но и слой нефтепродукта (т.е. замер дает не точные показания).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности измерения уровня и границы раздела жидкостей разной плотности без применения водочувствительных паст, простота конструкции и обслуживания устройства, искробезопасность.
Фиг.1 иллюстрирует работу рулетки с грузом при измерении уровня подтоварной воды, измерительную ленту 6 с грузом 14 помещают в резервуар с продуктом, предварительно на груз рулетки наносится на удачу по высоте водочувствительная паста, ее выдерживают под продуктом от 3 до 5 минут и более. За это время паста окрашивается водой и на грузе или ленте рулетки появляется граница слоя воды и нефтепродукта. Считанные с ленты показатели и являются результатом.
Фиг.2 иллюстрирует предложенное устройство в общем виде. Устройство содержит: ручку 1, корпус рулетки 2, ось 3, узел перемотки 4, рычаг 5, ленту измерительную 6, корпус индикатора 7, световые окна 8, проходной контакт заземления 9, контакт заземления корпуса рулетки 10, опорный валик 11, контактная петля 12, штифт узла крепления ленты 13, груз 14, подпятник груза из изоляционного материала 15, провод заземления 19, крепежный винт 20.
Фиг.3. Подтоварная вода, вместе с механическими примесями в резервуарах с нефтью и нефтепродуктами, является электролитом, проводящим электрический ток. Для определения наличия воды, груз рулетки опускают до дна резервуара 16 и отмечают высоту трафарета 17, на штриховой стороне ленты 6, при наличии воды в резервуаре, между контактами заземления корпуса индикатора 7 и измерительной ленты 6, цепь через провод заземления 19, на корпус резервуара замыкается и срабатывает электронная схема индикатора со световым диодом фиг.4, в индикационных окнах появляется свет. Обратным ходом, извлекая груз из резервуара 16, по отключению светового диода, определяют границу раздела сред «нефть-вода» 18, делают вторую отметку на штриховой стороне замерной ленты 6. Разница между отметками высотного трафарета 17 и границы раздела сред 18 дает в сантиметрах высоту слоя подтоварной воды в резервуаре 16. По градуировочной таблице резервуара определяют количество воды в литрах.
Фиг.4 представляет электронную схему устройства, состоящую из усилителя постоянного тока на двух транзисторах с гальванической связью. Источником питания устройства является элемент напряжением до 3,0 В и ЭДС в цепи: лента рулетки, проходной контакт индикатора через трос заземления на корпус резервуара до 0,12 mА.
Технические характеристики рулетки индикационной.
- погрешность индикации воды
±2 мм
- представление показателей
световое/визуальное
- длина ленты рулетки
10 м, 20 м, 30 м, 50 м
- маркировка ленты
метрическая
- цена деления ленты
1 мм
- погрешность ленты
2,5 мм/30 м
- температура окружающей среды
-30…+50°С
- диапазон измеряемых температур
-40…+90°С
- исполнение устройства
искробезопасное
- источник питания
элемент 3,0 В
- ток
0,12 мА
- провод заземления
типа МКШВ 2×0,35
- источник света
светодиод
- запас по искробезопасности
140 кратный
- масса
от 2,5 до 3,0 кг
- материал корпуса
сплавы алюминия
- материал измерительной ленты
нержавеющая и углеродистая сталь
Возможность многократного воспроизведения рулетки индикационной.
Многократное, точное воспроизведение индикатора для рулеток по ГОСТ 7502-98 возможно на существующем оборудовании без перестройки технологических процессов производства, при монтаже индикатора на оси барабана узла намотки ленты.
Устройство не громоздко, симметрично, исходя из запасов механической прочности, рассчитано на полный ресурс рулеток. Герметичность корпуса индикатора обеспечивается стандартными уплотнениями.
Перечень существенных признаков рулетки индикационной.
Предлагаемое устройство рулетки позволяет измерительные металлические по ГОСТ 7502-98 и ТУ предприятий изготовителей превратить в индикационный электронный прибор. Уровень нефтепродукта и воды в резервуарах определять одним ходом замера без использования водочувствительной пасты, что позволит сократить время замерных операций и повысить точность замера границы раздела жидкостей разной плотности, в частности, воды и жидких органических сред. При больших уровнях продукта в резервуарах пасты при извлечении груза и ленты рулетки, частично смываются с ленты, что приводит к неверному результату.
В настоящее время нет устройства для контроля дренажа воды из резервуаров по цепочке от добычи до потребления нефти и нефтепродуктов. Предлагаемое устройство решает и эту задачу, а если индикационную рулетку закрепить на резервуаре и откачивать подтоварную воду любым способом, то индикатор четко покажет окончание процесса откачки воды без потерь продукта и ухудшения экологии.
Рулетка индикационная - в основном предназначена для стационарных резервуаров с нефтью и нефтепродуктами, отличается от прототипа:
- наличием светового электронного индикатора, который закреплен на оси механизма наматывания ленты рулетки;
- наличием контакта на электронной схеме, который соединен с измерительной лентой;
- наличием второго изолированного проходного контакта на корпусе индикатора, соединенного с электронной схемой и через трос заземления рулетки с корпусом резервуара;
- возможностью одновременно и быстро, в комфортных условиях, производить в любое время суток и при любой погоде, все операции по замеру нефтепродуктов и подтоварной воды в резервуарах без применения водочувствительных паст;
- контролировать откачку или дренаж подтоварной воды из резервуаров с нефтью и нефтепродуктами.