Устройство учета вязких продуктов

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО УЧЕТА ВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Царенко Юрий Валентинович Бобров Виктор Петрович Телепнев Сергей Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство учета вязких продуктов, преимущественно в вертикальных резервуарах,содержащее манометры, блок обработки данных, систему барботирования, выполненную в виде двух трубок, вертикально установленных на уровне, соответствующем высоте мертвой полости, и около днища резервуара, отличающееся тем, что трубки установлены нижним концом в стаканы, заполненные жидкостью с более низкой вязкостью, чем у контролируемого продукта.(56) 1. Жирновский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. -., 1989. С. 146-147. 2. Патент 4187, МПК 701 17/00,01 27/00 (прототип). Полезная модель относится к области измерительной техники, в частности к устройствам учета продуктов, и может быть использована для учета, преимущественно в вертикальных резервуарах, в нефтеперерабатывающей, химической промышленности, а также в теплоэлектроэнергетике. 71412011.04.30 Известно устройство 1, в котором массу жидкости измеряют с помощью системы манометров, соединенных между собой коммутационными элементами и подключенных к блоку обработки данных. Недостатком данного устройства является сложность установки датчиков давления на резервуар, поскольку требуется слив нефтепродукта и зачистка резервуара для проведения сварочных работ, невозможно использование устройства на подземных резервуарах. Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является устройство 2, содержащее манометры и блок обработки данных, систему барботирования, выполненную в виде, как минимум, двух вертикально установленных трубок, соединенных с манометрами, при этом нижний срез одной из трубок установлен на уровне, соответствующем высоте мертвой полости резервуара, а нижний срез второй - около днища резервуара. Недостатком данного устройства является невозможность его использования для высоковязких нефтепродуктов, например мазута, при температурах ниже 40 С. В этом случае происходит налипание вязкого продукта на нижние концы трубок, что препятствует прохождению воздуха или газа. Увеличение диаметра трубок приводит к существенному расходу газа, а также снижению точности измерения. Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства, позволяющего контролировать продукты, находящиеся в высоковязком состоянии. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве учета вязких продуктов,преимущественно в вертикальных резервуарах, содержащем манометры, блок обработки данных, систему барботирования, выполненную в виде двух трубок, вертикально установленных на уровне, соответствующем высоте мертвой полости, и около днища резервуара,трубки установлены нижним концом в стаканы, заполненные жидкостью с более низкой вязкостью, чем у контролируемого продукта. Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что в устройстве барботирования нижний срез трубок установлен в стаканы, заполненные жидкостью с более низкой вязкостью, чем у контролируемого продукта. Техническая сущность полезной модели поясняется прилагаемым чертежом, где на фигуре представлена схема предлагаемого устройства для вентилируемых резервуаров. Устройство состоит из цилиндрической емкости 1, заполненной продуктом, манометров 2 и 3, вертикально установленных трубок 4, стаканов 5, дросселей 6, блока обработки данных 7, соединенного с компьютером 8. Устройство работает следующим образом. Резервуар заполняют продуктом на высотувыше уровня мертвой полости 1. Давление столба жидкости, находящейся выше нижнего среза трубки, измеряют так называемым способом барботирования газа. В жидкость,количество которой необходимо измерить, погружают трубку 4, в которую через дроссель 6 непрерывно нагнетается сжатый воздух или защитный газ, например азот. На нижних концах трубок 4 закреплены стаканы 5, заполненные жидкостью с меньшей вязкостью,чем у контролируемого продукта в резервуаре 1. Пневматическое давление, устанавливающееся в погружной трубке 4 за дросселем 6, соответствует гидростатическому давлению над концом трубки и является тем самым мерой заполнения резервуара. Аналогичным образом проводят измерения с использованием трубки, погруженной на глубину 1 резервуара. Диаметр погружных трубок выбирают равным 8-10 мм. Материал погружных трубок и стаканов должен быть выбран в соответствии с химическими и физическими свойствами измеряемой жидкости. Для заполнения стаканов используют жидкость, имеющую большую плотность, чем контролируемый в резервуаре продукт. Например, для контроля высоковязкого мазута можно использовать многоатомные спирты (тосол). Площадь сечения стакана выбирают в 80-100 раз большей, чем площадь внутреннего сечения трубки. 2 71412011.04.30 Сигналы с манометров 2, 3 поступают в блок обработки данных 7, где происходит расчет массы продукта и управление процессом. Для повышения точности измерений устройство барботирования может содержать дополнительно несколько трубок, установленных по высоте резервуара выше уровня мертвой полости. Это целесообразно использовать для продуктов, склонных к расслоению по высоте резервуара. Для вычисления массы жидкости используется величина давления, создаваемого жидкостью на определенном уровне емкости. Известно, что масса жидкости в цилиндрической емкости равна, где- избыточное давление жидкости- площадь поперечного сечения емкостиускорение свободного падения (9,815 м/с 2). Высота установки каждой трубки известна с высокой точностью. Величина (1-2) как для резервуаров под давлением, так и для вентилируемых резервуаров может быть представлена в виде 121,где- средняя плотность жидкости в мертвой полости 1 - высота мертвой полости резервуара- значение ускорения свободного падения. Следовательно, масса жидкости 1 (масса мертвого остатка) между нижними срезами трубок может быть рассчитана следующим образом11 21, где- объем мертвой полости резервуара- средняя площадь сечения резервуара (в соответствии с калибровочной таблицей). Общая масса продукта в резервуаре 0 может быть представлена в виде 01 ,где- масса нефтепродукта, находящегося выше высоты мертвой полости резервуара 1 - масса мертвого остатка нефтепродукта. Экспериментально подтверждено, что предлагаемое устройство в сравнении с прототипом позволяет осуществлять учет вязких продуктов, например мазута. Особенно эффективно использование предлагаемого устройства на подземных резервуарах. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3