Определитель заполнения

Определитель заполнения
Полезная модель относится к измерительной технике, к области приборостроения и может быть использована в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности для бесконтактного измерения уровня жидкости и предварительной оценки полноты заполнения в закрытых емкостях без их вскрытия, в частности для опломбированных цистерн транспортных средств.
Известно устройство, принятое за прототип устанавливаемое на поверхности закрытой емкости см. описание к заявке GB №2050604, МПК: G01F 23/28, опубликованное 07.01.81, содержащее приемоизлучающий ультразвуковой датчик с риской, соединенный через кабель с вторичным прибором, указательную рамку с направляющей прорезью, и шкалой и с магнитоопорами. Данное устройство определяет уровень жидкости в емкости бесконтактным измерением и не требуется вскрытия емкости. Однако, такая конструкция не позволяет определять уровень жидкости в цистернах из-за кривизны стенки. Отсутствие соответствующих шкал пересчета уровней жидкости, меняющихся от изменения температуры, не позволяет оперативно оценить полноту заполнения ее в зависимости от меняющихся температурных условий при заполнении цистерны и по прибытии ее в пункт назначения в опломбированной цистерне.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель является измерение уровня жидкости в цистернах различного диаметра с определением ее объема по прибытии ее в пункт назначения без ее вскрытия.
Ожидаемый технический результат заключается в предварительной оценки достоверности, отраженных в сопроводительных документах, полноты заполнения жидкости в закрытых емкостях без их вскрытия в зависимости от меняющихся температурных условий при заполнении цистерны и по прибытии ее в пункт назначения в опломбированной цистерне.
Это достигается тем, что определитель заполнения, содержащий датчик с риской, соединенный через кабель с вторичным прибором, указательную рамку с магнитоопорами и с направляющей прорезью и шкалой, имеет указательную рамку, которая содержит шкалу
МПК: G01F23/28
пересчета уровней и фиксированную плоскость перпендикулярную вертикальной оси цистерны по центру ее длины с закрепленной на ней уровнем, установленный на указательной рамке и имеющую изгиб, соответствующий изгибу боковой поверхности контролируемой цистерны, и указательная рамка имеет в проекции форму четырехугольника с буртиками по периметру, и по углам которой имеются четыре рукоятки. При этом, фиксированная плоскость образованна профилем, одним концом расположенным на поверхности основания указательной рамки и другим на профиле, установленным на нижней рукоятке, являющимся ее продолжением, а указательная рамка выполнена из листа металла размером 1100 х 600 мм и толщиной 1.5-6,0 мм. и указательная рамка, буртики, рукоятки и профили и выполнены из неискрящегося материала, например, алюминия. При эьом, в качестве датчика используется приемоизлучающий ультразвуковой измеритель уровня «Уровень Зг, а вторичного прибора используется жидкокристаллический цифровой индикатор с блоком питания и генератором колебаний (ГОСТ 22782.0-81, ГОСТ 22782.3-77, ГОСТ 22782.5-78), на котором отображается температура жидкости.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид определителя заполнения, установленного на цистерне.
На фиг.2 - вид сверху.
На фиг.З - схематическое изображение рамки с сечением по шкале, расположенной на цистерне.
На фиг. 4 - указательная рамка.
Определитель заполнения содержит датчик 1 с риской 2, соединенный через кабель 3 с вторичным прибором 4, указательную рамку 5, уровень 6. Датчик 1 закреплен в рукоятке и может свободно перемещаться в направляющей прорези 7, выполненной на указательной рамке 5. Указательная рамка 5 имеет изгиб радиуса R, соответствующий изгибу боковой поверхности контролируемой емкости, и закреплена на ее поверхности с помощью магнитоопор 8, расположенных снизу ее основания. Указательная рамка 5 содержит шкалы 9 пересчета уровней и буртики 10 и 11 по периметру для упрочнения конструкции, и имеет в проекции форму четырехугольника (см. фиг.2) по углам которого имеются четыре рукоятки 12
для правильной ориентации указательной рамки 5 на поверхности емкости относительно уровня налива. Съемный уровень 6 расположен на плоскости перпендикулярной оси окружности, образуемой поперечным сечением цистерны по центру ее длины. Эта плоскость образованна профилем 13, одним концом расположенным на поверхности основания указательной рамки 5 и другим на профиле 14, установленным на нижней рукоятке 12, являющимся ее продолжением.
Определитель заполнения изготавливают следующим образом. Из листа алюминия толщиной 1.5 - 6,0 мм вырезается лист прямоугольной формы, например, 1100 х 600 мм и гнут по радиусу равному среднему радиусу измеряемого ряда цистерн. Этот лист является основанием указательной рамки 5, и в нем фрезеруется сквозная направляющая прорезь 7 и на нем наносятся шкалы 9 и обозначения. В зависимости от толщины листа выбирают толщину и высоту парных буртиков 10,11 и устанавливают на винтах по периметру для сохранения изогнутой формы и упрочнения конструкции. При этом буртики 10 изготавливают с кривизной равной по радиусу среднему радиусу измеряемого ряда цистерн. Затем по углам устанавливают четыре магнитоопоры 8 и четыре рукоятки 12. Магнитоопоры 8 можно крепить к нижней части рукояток 12. На одной из нижней рукояток 12 устанавливают профиль 14, и к нему профиль 13, с образованием плоскости перпендикулярной оси окружности, образуемой поперечным сечением цистерны по центру ее длины. На этой плоскости устанавливается и крепится съемный уровень, например, строительный. Указательная рамка 5, буртики 10,11, рукоятки 12 и профили 13 и 14, основание датчика 1 выполнены из неискрящегося материала, например, алюминия для безопасности при эксплуатации. В качестве датчика используется приемоизлучающий ультразвуковой измеритель уровня «Уровень Зг, который одновременно измеряет температуру находящейся в цистерне жидкости (см. Технические условия 4214-91044475804-2000). Для вторичного прибора 4 используется жидкокристаллический цифровой индикатор с блоком питания и генератором колебаний (ГОСТ 22782.0-81, ГОСТ 22782.3-77, ГОСТ 22782.5-78), на котором отображается измеренная датчиком 1 температура жидкости.
цистерны, на боковой поверхности в известной для данной заполненной цистерны зоне допустимых пределов уровней налива цистерны - в зоне раздела фаз «газ-жидкость с закрепленным на одной из рукояток 12 уровнем 6. С помощью рукояток 12 и уровня 6 указательную рамку 5 ориентируют на боковой поверхности цистерны таким образом, чтобы уровень 6 принял горизонтальное положение, тем самым, достигая всегда правильную ориентацию указательной рамки 5. При этом плоскость, образованная профилем 13, заранее установленная на указательной рамке 5 перпендикулярно вертикальной оси цистерны, имеет образующие линии 15 на цистерне и 16 на поверхности основания указательной рамки 5 и служат для правильной ориентации указательной рамки 5 относительно верхней образующей цистерны. Расстояние между верхней образующей цистерны и образованной линией 15 на цистерне или параллельной ей образующей линией 16 на поверхности основания указательной рамки 5 выбирается конструктивно. Для удобства пользования определителем наполнения это расстояние выбирается таким образом, чтобы образующая линия 16 проходила в средней части указательной рамки 5. Шкалы 9 пересчета уровней рассчитывают с учетом существующих калибровочных таблиц для каждого типа железнодорожных цистерн и с учетом температурных изменений объема и, соответственно, уровня, так как с изменением температуры изменяется объем жидкости в цистерне. Шкалы 9 пересчета уровней наносятся на указательную рамку 5 относительно нанесенной на нее линии 16 и линией 15 на цистерне. На датчике 1 закрепляется рукоятка 17, с помощью которой он вводится в направляющую прорезь 7 и притягивается к поверхности цистерны за счет установленного в его основании магнита. Для обеспечения необходимого акустического контакта между датчиком 1 и емкостью на его нижнее основание наносят смазку, например, литол. Уровнемер готов к работе. Работа устройства состоит в следующем. После самопритягивания сориентированной с помощью уровня 6 указательной рамки 5 и датчика 1 к поверхности цистерны, датчик 1 перемещают за рукоятку 17 вдоль направляющей прорези 7 до пересечения границ раздела фаз «газ-жидкость внутри цистерны. В момент пересечения этой границы индикатор вторичного прибора 2 подает сигнал. На индикаторе отображается также цифровое значение температуры жидкости в градусах. Риска 2 указывает на соответствующей данной цистерне шкале 8 уровень налива жидкости в сантиметрах с конкретным нефтепродуктом. Производится оценка полноты
налива. Для этого определяется необходимый уровень налива с учетом температурных изменений:
-отнимается объем 0,4% - объем доверительной погрешности- это вторая отметка сверху на шкале 9.
-если температура понизилась, то уменьшается объем налитой жидкости, а значит и уровень, определяем разность температур, зная температуру налива по товарно-транспортным документам согласно калибровочной таблице и температуру, отображенную на индикаторе вторичного прибора 4, отсчитываем вниз столько делений, чему равна величина разности температур и сравниваем вычисленный с учетом температурных изменений уровень с указанным риской 2. Так, разница уровней в 4,5 см для цистерны типа «25 с дизельным топливом соответствует недоливу около 1400 дм3 нефтепродукта
Указательная рамка 5 может содержать несколько шкал 9 пересчета уровней, каждая из которых рассчитана для цистерны определенного диаметра и с конкретной жидкостью. На фиг. 4 представлена указательная рамка 5, рассчитанная для всех типов железнодорожных цистерн диаметром 2800 мм, 3000 мм, 3200 мм, наполненных или бензином, или дизельным топливом, или маслом, и имеет следующие цифровые отметки уровней в сантиметрах:
1.верхняя, соответствующая полезному объему цистерны при температуре жидкости в момент налива;
2.вторая сверху, соответствующая минимально допустимому объему жидкости в цистерне с учетом доверительной погрешности измерений при наливе, составляющей минус 0,4% от массы залитой жидкости при температуре в момент налива;
3.третья сверху, соответствующая уменьшенному минимальному объему жидкости в цистерне с учетом температурного изменения объема при понижении температуры на 10°С по сравнению с температурой жидкости при наливе;
4.четвертая сверху - то же, что и третья, но при понижении температуры на 20°С;
5.пятая сверху - то же, что и третья, но при понижении температуры на 30°С;
уровня залитой жидкости гфи изменении его температуры на 1°С. В зависимости от решаемых задач используют указательную рамку 5 со шкалами различной разметки.
При оперативной предварительной оценке полноты заполнения жидкости в закрытых железнодорожных цистернах с поправками на температурные условия производится сравнение количества налитой жидкости по товарно-транспортным документам согласно калибровочной таблице на данный тип цистерны с действительным его количеством, определенным с помощью определителя заполнения по указательной рамке 5. Это сравнение осуществляют по шкалам 9 путем пересчета уровней без вскрытия цистерны.
Таким образом, достигается предварительная оценка достоверности, отраженных в сопроводительных документах, полноты заполнения жидкости в закрытых емкостях без их вскрытия в зависимости от меняющихся температурных условий при заполнении цистерны и по прибытии ее в пункт назначения в опломбированной цистерне.
Формула полезной модели
1.Определитель заполнения, содержащий датчик с риской, соединенный через кабель с вторичным прибором, указательную рамку с мапштоопорами н с направляющей прорезью и шкалой, отличающийся тем, что указательная рамка содержит шкалу пересчета уровней и фиксированную плоскость, перпендикулярную вертикальной оси цистерны по центру ее длины, с закрепленным на ней уровнем, установленным на указательной рамке, причем указательная рамка имеет изгиб, соответствующий изгибу боковой поверхности контролируемой цистерны
2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксированная плоскость образованна профилем, одним концом расположенным на поверхности основания указательной рамки, и другим на профиле, установленном на нижней рукоятке, являющимся ее продолжением.
3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что указательная рамка выполнена из листа алюминия размером 1100 х 600 мм и толщиной 1,5 н- 6.0 мм.
4.Устройство по п.1, отличающееся тем, что указательная рамка имеет в проекции форму четырехугольника с буртиками по периметру, и по углам которой имеются четыре рукоятки.
5.Устройство по пп.2, 4, отличающееся тем, что указательная рамка, буртики, рукоятки и профили выполнены из неискрящегося материала, например, алюминия
6.Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве датчика используется приемоизлучающий ультразвуковой измеритель уровня «Уровень Зг.
7.Устройство по п.1, отличающееся тем, что для вторичного прибора используется жидкокристаллический цифровой индикатор с блоком питания и генератором колебаний (ГОСТ 22782.0-81. ГОСТ 22782.3-77, ГОСТ 22782.5-78), на котором отображается температура жидкости.
ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ ЗАПОЛНЕНИЯ
Фиг 1