ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Датчик влажности нефти и нефтепродуктов.
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в аналитическом приборостроении, в средствах измерения, предназначенных для определения влажности в жидких средах, преимущественно для определения содержания воды в нефти и нефтепродуктах, а также в газовом конденсате.
Известны устройства для измерения содержания воды (патенты СССР G 01N 27122 №1821715, № 1774243, № 2024862 и патент США № 4774680 кл.С 01N 27|22)
Они содержат трубчатый заземленный электрод со средствами соединения его с трубопроводом, преимущественно фланцами. Он же выполняет роль корпуса. Второй электрод (потенциальный) расположен внутри корпуса и покрыт диэлектрической оболочкой.
Недостатком данных конструкций является большая масса и крупные габариты, обусловленные необходимостью иметь одинаковый диаметр трубчатой части измерительных устройств и трубопровода с соответствующими фланцами.
Это в 3 - 6 раз увеличивает массу устройств в сравнении с измерительной частью прибора.
Наиболее близким аналогом заявляемого рещения является устройство для преобразования значений влажности нефти и нефтепродуктов в значение электрической емкости (Патент России № 2034287 G 01N 27|22, приоритет 22 июня 1992 год). Оно включает трубчатый электрод 1 со средствами соединения его с трубопроводом, по которому протекает контролируемая углеводородная среда( нефть или продукт ее переработки), которые, как правило, представлены в виде фланцев. Внутри трубчатого электрода, коаксиально с ним, расположен стержневой электрод, зафиксированный в требуемом положении с помощью держащего элемента, включающего внещнюю втулку с резьбой, с помощью которой держащий элемент крепится к трубчатому электроду, и
МПК: G 01N 27/22
соединеьгную с ней радиальными перемычками внутреннюю обжимную втулку, обеспечивающую закрепление стержневого электрода внутри трубчатого электрода без перемещения стержневого электрода вдоль его оси. Со стержневым электродом жестко соединен радиально расположенный выводной стержень. Такое соединение обеспечивает контакт между деталями и позволяет использовать выводной стержень как средство фиксации второго конца стержневого электрода. Стержневой электрод и выводной стержень имеют изоляцию в виде нанесенного на них сплошного слоя диэлектрического покрытия. Герметизацию трубчатого электрода в месте прохода выводного стержня обеспечивает резиновая втулка, зажатая посредством гайки в корпусе сальника, прикрепленного к трубчатому электроду. Стержневой электрод и трубчатый электрод, образующие цилиндрический конденсатор, включены в схему измерительного блока, закрепленного снаружи на трубчатом электроде. При работе устройства нефть, содержащая воду, проходит в пространстве между стержневым электродом и трубчатым электродом. При этом в зависимости от содержания воды в жидкой среде ( нефти) меняется диэлектрическая проницаемость среды, разделяющей электроды и пропорционально изменяется электрическая емкость конденсатора, образуемого электродами. Изменение электрической емкости воспринимается электрическим блоком, который выдает информацию о содержании воды в нефти. Данное устройство имеет электронный преобразователь, размещенный в корпусе, который, в свою очередь, расположен на трубчатом электроде. Теплоизоляция данных устройств несколько осложнена по причине выноса электронной части за пределы основного корпуса.
Однако, если использовать данное устройство для контроля влажности всей жидкости, протекающей через трубопровод высокого давления (полнопоточный вариант), то с увеличением сечения трубопровода масса и металлоемкость такого датчика существенно возрастают. Это требует применения специальной техники для
транспортирования, монтажа и технического обслуживания устройств, а также громоздких и металлоемких установок для их градуировки и поверки.
Кроме того, осложнена унификация подобных устройств, поскольку для трубопроводов различного сечения требуются соответствующие им по габаритам конструкции. Задачей полезной модели является устранение названных недостатков.
Сущность полезной модели заключается в том, что в датчике влажности нефти и нефтепродуктов, имеющем полый цилиндрический корпус, съемную крышку, электродный узел и электронный преобразователь, соединенный через элемент ввода с внешним кабелем, на цилиндрическом корпусе выполнен в виде кольцевого уплощенного цилиндра-выступа держатель, охватывающий корпус по образующей и разделяющий его на части: погружаемую в поток исследуемой среды и внешнюю, за пределами потока. Кроме того, в данном датчике электронный преобразователь помещен
непосредственно внутри корпуса датчика.
Другим усовершенствованием датчика является вынесение электродов за
пределы цилиндрического корпуса, делая его своим продолжением в
продольном направлении.
Оптимальным вариантом заявляемого датчика является выполнение его
электродов в виде пакета чередующихся потенциальных и заземленных
параллельных плоских пластин, оконтуренных с внешней стороны
металлическими пластинами с мягким изгибом с боковой торцевой
стороны, повторяющими изгиб трубопровода с исследуемым потоком среды
и наличие на крышке корпуса подвижного поворотного уголкового
элемента, выполненного с возможностью указания на ориентацию электродов в потоке исследуемой среды.
Заявляемое решение поясняется с помощью чертежа где, 1- корпус, 2,3-электроды,4- электронный преобразователь,5- крышка,6 - выводы электродов,- прокладка изолирующая, 8 - уголок поворотный, 9-11 элементы уплотнительного узла, 10- прокладка между фланцами трубопровода, не являющаяся частью заявляемого датчика, 12- кабель, не являющийся частью заявляемого датчика, 13- элемент поворота уголка, 14технологические пробки в крыщке, 15- изолятор,16,17,18,19-узлы и детали трубопровода, не входящие в заявляемый датчик, а именно 16трубопровод, 17 -патрубок , 18- фланец патрубка, 19-ответный фланец, 20- фиксатор уголка, 21- уплотнительный элемент.
Заявляемое датчик имеет корпус 1 в виде протяженного полого цилиндра с электродами 2 и 3, вынесенными за пределы корпуса со стороны торцевого конца в центральной части устройства. В этой части сквозь прокладку 7 осуществлено крепление, вывод и герметизация электродов во внутреннюю полость корпуса 1. Во внутренней полости корпуса со стороны внешнего торца помещен электронный преобразователь 4 на основе печатной платы, который соединен электрически с выводами 6 электродов 2 и 3. Со стороны внешнего торца корпуса 1 размещена крышка 5, установленная на резьбовом соединении. В центральной части выполнено отверстие для ввода соединительного кабеля, через который осуществляется вывод сигнала с электронного преобразователя 4 на блок обработки и индикации, (не входящий в заявляемое устройство), а также электропитание преобразователя 4. На крышке 5 монтируется узел, обеспечивающий не только вывод соединительного кабеля 12, но и указывающий на ориентацию электродов относительно потока жидкости в трубопроводе 16. Данный указательметка 13 конструктивно выполнен в виде сочленений уголка 8 и уплотнительного элемента 21, например, сальникового уплотнения.
Существенным отличительным признаком заявляемого датчика является наличие держателя 11 вблизи внешнего торцевого края, который в виде цилиндрического уплощенного кольца выступает за объем трубчатаго корпуса 1.
Это позволяет устанавливать заявляемый датчик для эксплуатации на трубопроводе 16 с обеспечением надежности. Держатель 11 заменяет фланец, который необходим в аналогичных устройствах для присоединения к трубопроводу 16. Отделение фланцев как монтажных элементов от высокочувствительной измерительной аппаратуры, каким служит заявляемый датчик, является перспективным шагом, поскольку позволяет существенно облегчить эксплуатацию и обслуживание заявляемого датчика.
Работа предлагаемого датчика осуществляется таким же образом, как и наиболее близким аналогом, но имеет свои особенности. Перед осуществлением работы необходимо провести следующий монтаж. На выбранном участке трубопровода 16 выполняется отверстие, в которое герметично трубопроводу монтируется патрубок 17, оканчивающийся фланцем 18, на котором помещено заявляемый датчик, плотно соприкасаясь с поверхностью фланца 18 через прокладку 10. Выступдержатель 11 делит датчик в работающей системе на две части: погружаемую в среду и выступающую над ней. Следующим шагом осуществляют ориентацию электродов в трубопроводе с помощью уголка 8. Монтаж завершается установкой ответного фланца 19 и закреплением его для герметизации системы. При работе датчика с помощью электродов 2-3 предлагаемой конструкции, пронизывающих всё сечение трубопровода 16, осуществляется контроль влажности всего потока жидкости, протекающей через трубопровод 16. Это является существенным преимуществом данного датчика.