Устройство для определения массы жидкости в резервуаре

 

Использование, при измерении массы жидкости а емкостях, а именно нефтепродуктов . Сущность изобретения: если уровень в стояке 8 ниже уровня жидкости в резервуаре 1 последняя поступает в стояк 8, если наоборот, - в обратном направлении . Прекращение перетока регистрируется по прекращению изменения давления, замеряемого датчиком 14 При опускании платформы 12 подъемника 9 в нижнее положение , тогда датчик 13 регистрирует минимальное давление, равное давлению, регистрируемому датчиками 14. Измерение гидростатического давления в жидкой полости на разных уровнях осуществлятся тем же датчиком 13, который постепенно поджимают вверх. При получении скачка давления определяют границу раздела 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 F 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841342/10 (22) 05.04.90 (46) 15.10,92. Бюл. ¹ 38 (71) Государствен н ы и и роектно-изыскател ьский и научно-исследовательский институт гражданской авиации "Авиапроект" (72) О.Н.Жиляев и Г.И,Кернес (56)Заявка ФРГ ¹ 3717638, кл, G 01 F17/00,,1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МАССЫ ЖИДКОСТИ В РЕЗЕРВУАРЕ (57) Использование; при измерении массы жидкости а емкостях, а именно нефтепродуктов. Сущность изобретения: если уро„, SU „„1768988 А1 вень в стояке 8 ниже уровня жидкости в резервуаре 1, последняя поступает в стояк

8, если наоборот, — в обратном направлении. Прекращение перетока регистрируется по прекращению изменения давления, замеряемого датчиком 14, При опускании платформы 12 подьемника 9 в нижнее положение, тогда датчик 13 регистрирует минимальное давление, равное давлению, регистрируемому датчиками 14. Измерение гидростатического давления в жидкой полости на разных уровнях осуществлятся тем же датчиком 13, который постепенно поджимают вверх. При получении скачка давления определяют границу раздела. 2 ил:

1768988

Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее три датчика давле- 4 ния, соединенных с блоком управления, который связан с вычислительным элементоM и запорной арматурой, установленной на соединительных трубопроводах, дополнительно введен механизм выравнивания 5 уровней, состоящий из измерительного стояка, соединенного через гибкий шланг в нижнем уровне с одним из датчиков давления, установленным с возможностью вертикального перемещения, а остальные рва 5 датчика давления установлены на измерительном стояке на нижнем и верхнем уровнях.

В устройство введен механизм выравнивания уровнел, Изобретение относится к измерению массы жидкости в емкостях, а именно нефтепродуктов, и может быть использовано в резервуарных парках складов авиационного, дизельного, автомобильного топлив, Известна система для определения массы, содержащая три устройства для измерения давления (датчики давления), установленных на нулевом уровне B нижней части резервуара, на промежуточном уровне на фиксированной высоте относительно нулевого уровня, на верхнем уровне в газовой полости над жидкостью, а также вычислительное устройство, линии электросвязи, процессор резервуара, Недостатками системы являются высокая стоимость вследствие использования нэ каждом резервуаре группы из трех датчиков (для складов с большим количеством резервуаров), недостаточная точность вследствие наличия продтоварной воды, из-за чего система не дает правильный результат о количестве полезного продукта, Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому яanяется система, содержащая резервуары, устройства для измерения давления, установленные на нулевом и верхнем уровнях и соединенные с блоком управления, связанным через электрическле линии связи с кранами и вычислительным устройством, линии гидравлической и дренажной связи с резеовуарами, снабженные кранами.

Недостатками этой системы является недостаточная точность измерения, вследствие чего в системе определяется совокупная масса, включающая как сам полезный продукт, так и подтоварную воду, Целью изобретения является повышение точности измерения, благодаря чему определяется масса лишь члстого полезного продукта.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 — механизм выравнивания уровней.

Устройство содержит вертикальные 1 и горизонтальные 2 резервуары, связанные между собой трубопроводами 3, соединенными в линию гидравлической связи резервуаров и снабженными отсечными кранами

4. Газовые полости резервуаров соединены между собой трубопроводами 5, объединенными в линию дрена>кной связи и снабженными кранами 6, Отсеченные краны 4, 6 каждого резервуара электрически соединены с пультом управления 7, синхронно для каждого резервуара включающим и отключающим их. Механизм выравнивания содержит измерительный стояк 8, выполненный в влде полой трубы, и подьемник 9, например винтовой. и соединен в нижнем нулевом уровне измерительного стояка через трубопровод 10 с линией гидравлической связи резервуаров, а в верхней газовой полости (уровне) через трубопровод 11 — с линией дренажной связи. Ня подьемнике 9 установлена подвижная в вертикальном направлении платформа 12 с закрепленным на ней датчиком 13 давления на промежуточном уровне. В ни>кней части измерительного стояка 8 установлены датчик 14 давления нулевого уровня и штуцер 15, к которому присоединен гибкий шланг 16, подводящий другим концом жидкость к датчику 13. Подъемник 9 приводится в действие механизмом

17, выполненным, например с использованием зубчатого зацепления, и управляется дистанционно от пульта 7. Рля свооодного провисания гибкого шланга 16 между измерительным стояком 8 и подьемником 9 в грунте выполнен приямок 17, Подьемник 9 снабжен расположенной вдоль него измерительной шкалой (не показана).

Измерительный стояк 8 в верхнем своем уровне соединен с трубопроводами 5 линии дрена>кной связи и снабжен датчиком давления 18. Высота с ояка 8 выбрана не ниже самого высокого резервуара 1, к которому стояк 8 прикреплен вертикально на кронштейнах 19. Сечения стояка 8 и трубопроворов 11. 10 выблрают малыми порядка

1 см

Полученная от датчиков 13, 14, 18 информация поступеет в блок управления 20, где обрабатывается. Алгоритм обработки данных принят по известной схеме

8 системе могут быть предусмотрены коллекторы 21, 22.

Устройство работает следующлм образом.

Все краны системы находятся в закрытом состоянии. С пульта 7 подают управля1768988 ющий сигнал на краны 4, 6 выбранного резервуара, массу которого требуется определить. Жидкость из резервуара 1 по трубопроводам 3 начинает самотеком поступать в измерительный стояк 8 и согласно закону сообщающихся сосудов в резервуаре 1 и стояке 8 жидкость установится на одинаковом уровне. Если прежний уровень в стояке 8 был ниже уровня жидкости в резервуаре 1, последняя поступает в стояк

8, если наоборот, — s обратном направлении, Прекращение перетока регистрируется по прекращению изменения давления, замеряемого датчиком 14. С помощью переключателя на пульте 7 опускают платформу

12 подъемника 9 в нижнее положение, тогда датчик 13 будет регистрировать минимальное давление, равное давлению, регистрируемому датчиками 14, Эта процедура выравнивания давлений играет роль метрологической взаимной поверки датчиков. что способствует повышению точности измерений и надежности функционирования системы.

Измерение гидростатического давления в жидкой полости на разных уровнях осуществляется тем же датчиком 13, который постепенно поднимают. При получении скачка давлений определяют границу раздела подтоварной жидкости и чистого продукта. Производят в реальном масштабе времени вычисления на блоке управления 20.

Среди вычисляемых параметров основные — масса продукта. его плотность и высота уровня налива. При площади сечения стояка 1 см, плотность исчисляют по алгоритму

Р Ля и гре Лр — перепад давления на разных уровнях, и — превышение одного датчика или уровня замера над другим.

Масса продукта исчисляется так

М = (P-Я,,)

9 где g — ускорение свободного падения;

P — давление в нижней точке продукта (эта точка может не соответствовать нулевому уровню, если в резервуаре много подтоварной воды);

Ях,p. — характерная площадь резервуара; для вертикальных резервуаров это средняя площадь сечения для текущей, т.е. на момент вычисления высоты уровня налива, для горизонтальных с плоскими торцами— зто площадь прямоугольника со сторонами

N равной длине цилиндра резервуара и 1ср равной длине прямоугольника имеющего высоту налива Н и площадь, равную площа5 ди сечения резервуара Я, р, занятой нефтепродуктом (в данном случае подтоварная вода отсутствует).

Площадь Явв вычисляют по формуле

10;т R2 Н вЂ” R

Янп = (360- arccos ) +.

360 R (Н вЂ” R) У:(Н вЂ” R)2, 15 где R — радиус горизонтального резервуара; н — вычисляемая высота уровня налива.

Тогда

Я> Г!

20 lcp =, а Ях.p = ср N.

Н

Уровень налива Н в общем случае вычисляется по формуле

Н = — -" Нвв.

Рст где P — давление в нижней части продукта: р,, — средняя плотность продукта по высоте;

Н„„— высота уровня подтоварной воды, вычисляемо>о по а>аналогии с вышеприведенным, Вычисления, производимые в реальном масштабе времени. позволяют определить уровень границы разделения сред подто35 варной воды и полезного продукта по наличию скачка плотности, а вычисление плотности продукта по высоте позволяет оценить его среднее значение.

Оормулз изобретения

Устройство для определения массы жидкости в резервуаре, содержащее три датчика давления. соединенных с блоком управления. который связан с вычислительным элементом и запорной арматурой, установленной на соединительных трубопроводах. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введен механизм выравнивания уГ>овней, состоящий из измерительного стояка. соединенного через гибкий шланг в >в1ж е>л уровне с одним из датчиков давле «1. .. установленным с возможностью вертикального перемещения. а остальные два дат <икл давления установлены на измеритель>:ом стояке на нижнем и верхнем уровнях.

1768988

30

45

Редактор В, Трубченко

Заказ 3639 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Т. Сергеева

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корро;Tol> О, Густи