PL214771B1 - Temperaturowy czujnik poziomu cieczy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest temperaturowy czujnik poziomu cieczy, mający zastosowanie przy określeniu momentu napełnienia gorącym produktem petrochemicznym, zwłaszcza stopionym asfaltem zbiornika, jakim może być np. cysterna samochodowa lub kolejowa, napełniana w stacji nalewczej rafinerii nafty lub zakładów petrochemicznych lub odpowiedniej bazy materiałowej.

Znane są różnego typu czujniki pomiaru poziomu cieczy w zbiornikach zamkniętych włazami. Jednoznacznie określające poziom cieczy w zbiorniku są czujniki wypornościowe (pływakowe), posiadające ruchomy element wypierany przez nalewaną ciecz do zbiornika. Takie czujniki pływakowe są znane na przykład z opisu ochronnego wzoru użytkowego Ru 111948, czy z opisu patentowego polskiego nr 153993. Osiągnięcie określonego poziomu jest sygnałem osiągnięcia poziomu cieczy.

Znane są też czujniki pomiaru poziomu cieczy, które bazują na wykorzystaniu zjawiska odbicia fal dźwiękowych, elektromagnetycznych (radarowe) i inne. Czujniki pomiaru poziomu cieczy, których zasada działania opiera się na pomiarze zmian parametrów fal elektromagnetycznych doprowadzanych bezpośrednio do cieczy, są znane z opisów patentowych polskich nr 155803 oraz nr 155804.

W przypadku produktów petrochemicznych w postaci cieczy, jakim jest przykładowo płynny asfalt, o temperaturze na poziomie 190°C (do 250°C) problemem jest tworząca się wskutek nalewania asfaltu mgła, złożona z drobnych kropelek asfaltu, która może pokryć przesuwające się elementy mechaniczne, uniemożliwiając ich niezawodne działanie. W urządzeniach stosowanych w rafinerii, które bazują na zablokowaniu wylotu gazu zasilającego czujnik i wzrostu jego ciśnienia w momencie osiągnięcia poziomu cieczy, problemem jest „zarastanie stałym asfaltem wylotu króćca czujnika, czyli zmniejszenie jego przekroju wewnętrznego.

Ze względu na wymagania ochrony środowiska konieczne jest uszczelnienie grzybka urządzenia nalewczego w rafinerii i króćca wlotowego cysterny w celu niedopuszczenia do emisji związków chemicznych pochodzących z rozkładu i utlenienia asfaltu oraz samego asfaltu wydobywającego się w postaci mgły asfaltowej. Niezbędne jest w tym przypadku niezawodne określenie momentu osiągnięcia górnego poziomu asfaltu, czyli napełnienia cysterny.

Głównym urządzeniem określającym osiągnięcie poziomu nalewanego asfaltu do cysterny jest czujnik pływakowy. Ze względu na uzyskanie wysokiej niezawodności konieczne jest zainstalowanie drugiego czujnika poziomu cieczy, działającego na zupełnie innej zasadzie fizycznej i odpornego na uszkodzenia mechaniczne.

Temperaturowy czujnik poziomu cieczy według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera metalową rurową obudowę, korzystnie stalową, wewnątrz której jest umieszczony centralnie pręt metalowy, korzystnie miedziany. Pręt jest odizolowany termicznie od wewnętrznej powierzchni rurowej obudowy, korzystnie przekładkami teflonowymi. Jeden koniec pręta jest wyprowadzony do otoczenia, korzystnie zakończony mosiężnym radiatorem. Wewnątrz obudowy rurowej znajdują się co najmniej dwa czujniki temperatury, korzystnie termopary typu K. Pręt metalowy ma znacznie większą przewodność cieplną niż obudowa rurowa.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny dolnej części temperaturowego czujnika poziomu cieczy, zaś fig. 2 przedstawia widok temperaturowego czujnika poziomu cieczy z zewnątrz.

Temperaturowy czujnik poziomu cieczy, w przykładzie wykonania, zawiera stalową rurową obudowę 1, wewnątrz której jest umieszczony centralnie miedziany pręt 2 odizolowany termicznie od obudowy 1 przekładkami teflonowymi 5. Jeden koniec pręta 2 jest wyprowadzony do otoczenia i zakończony mosiężnym radiatorem 4. Wewnątrz obudowy rurowej 1 znajdują się po dwie termopary typu K 3 na styku z obudową rurową 1 i dwie termopary typu K 3 na styku z centralnie umieszczonym prętem 2.

Metoda detekcji poziomu gorącego asfaltu polega na wykorzystaniu skoku temperatury w momencie zetknięcia się dolnej części rury czujnika z powierzchnią nalewanego asfaltu. Otrzymuje się gwałtowny wzrost gradientu temperaturowego poprzecznego płynącego z dolnej części obudowy rurowej czujnika 1 do wnętrza czujnika, czyli centralnie umieszczonego pręta miedzianego 2. Wzrost gradientu temperaturowego poprzecznego jest potęgowany przez bardzo duże przewodnictwo cieplne centralnie umieszczonego pręta miedzianego 2, który odprowadza strumień cieplny do otoczenia na zewnątrz czujnika. Rejestruje się zmiany temperatur.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Czujnik poziomu cieczy zawiera rurową obudowę, znamienny tym, że rurowa obudowa (1) jest metalowa, wewnątrz której jest umieszczony centralnie pręt metalowy (2), odizolowany termicznie od wewnętrznej powierzchni rurowej obudowy (1), którego jeden koniec jest wyprowadzony do otoczenia oraz wewnątrz obudowy rurowej (1) znajdują się co najmniej dwa czujniki temperatury (3), zaś pręt metalowy (2) ma znacznie większą przewodność cieplną niż obudowa rurowa (1).
2. 2. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa rurowa (1) jest stalowa.
3. 3. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że czujnikami temperatury (3) są termopary typu K.
4. 4. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pręt (2) wyprowadzony na zewnątrz zakończony jest mosiężnym radiatorem (4).
5. 5. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pręt (2) jest miedziany.
6. 6. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że centralnie umieszczony pręt (2) jest odizolowany termicznie przekładkami teflonowymi (5).