Способ контроля уровня жидкости в герметичном сосуде Советский патент 1992 года по МПК G01F23/22 

(Л

С

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам и устройствам для замера уровня жидкости в сосуде без его разгерметизации. Сущность изобретения: для производства замера уровня жидкости в емкостях, включается холодильный агрегат 5, при снижении температуры стенки 2 на локальный участок стенки 2 выпадает наблюдаемая визуально роса, верхняя граница которой является проекцией линии уровня. 3 ил.

Фи&З

vi со

W СлЭ

о ю

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам опредеения уровня жидкости в герметичном сосуде без его разгерметизации и устройствам, осуществляющим указанные способы.

Известны способы контроля уровня жидкости в герметичном сосуде без разгерметизации с помощью применения электрических, ультразвуковых и т.п. датчиков уровня, передающих электросигнал рассогласования (от контрольного уровня) на внешние измерительные приборы.

Известен способ определения уровня путем быстрого нагрева внешней стенки сосуда и затем определения границы между разнонагретыми (над газом или жидкостью) участками стенки сосуда с помощью термохроматической пленки.

Известен способ определения уровня жидкости в сосуде путем быстрого охлаждения внешней стенки сосуда в районе уровня жидкости в сосуде до момента выпадения росы из атмосферы на стенку, т.к. охлаждение стенки над паровой областью происходит быстрее, то роса первоначально покрывает поверхность стенки над паровой областью. Нижняя граница поверхности, покрытой росой, является проекцией линии уровня жидкости внутри сосуда. К недостатку прототипа необходимо отнести определенную сложность использования устройства. Наличие большого объема ручного труда и длительность процесса при определении уровня (наличия утечки) изобретения, то следует отметить, что герметичный сосуд с жидкостью и пары воды, содержащиеся в атмосфере, не могут быть признаками заявленного устройства, так как они не являются конструктивными элементами измерительного устройства. Кроме того, размещение устройства для контроля уровня на определенном расстоянии от стенки сосуда, в котором находится контролируемая жидкость также не имеет отношения к устройству контроля, так как сам сосуд не является частью устройства для контроля уровня.

Цель изобретения - снижение времени контроля и повышение удобства обслуживания большой группы контролируемых сосудов.

Указанные цели достигаются:

В СПОСОБЕ - путем прямого охлаждения верхнего слоя жидкости до момента падения росы из атмосферы на внешнюю стенку емкости. Падение росы будет происходить на внешний участок стенки, расположенный над жидкой фазой жидкости

В УСТРОЙСТВЕ - применением охладительной системы, содержащей (фиг.1)

трубопровод с теплообменниками (по числу емкостей) герметично закрепленными внутри емкости в верхнем слое жидкости (при ее стабильном уровне) на небольшом (определяемом опытно) расстоянии от стенки емкости в районе контрольного участка.

Трубопровод подключен к холодильному агрегату, обеспечивающему подачу хладагента ко всем теплообменникам системы.

0 Контроль выпадения росы на стенке емкости осуществляется визуально с использованием рационально выбранного угла искусственного освещения стенок емкостей. Для лучшей визуализации области с

5 выпавшей росой, внешний контрольный участок стенки может быть отполирован или покрыт тонким слоем металла с хорошими характеристиками отражения. Для усиления контрастности наблюдаемых сухого и

0 увлажненного участка, последний требует источник света с рационально подобранным углом освещения. Процесс выпадения росы на стенку при ее охлаждении объясняется физической закономерностью взаимо5 связи соотношений параметров атмосферы. Локальное снижение температуры участка стенки на 3-4°С может быть осуществлено путем охлаждения самой хранящейся жидкости, через посредство которой будет

0 снижена температура части прилегающей к жидкости стенки ниже точки росы. При этом над газовой областью температура стенки почти не изменится, вследствие низкой теплопроводности пара.

5 На иллюстрации (фиг.1) видно, что снижение температуры контрольного участка стенки будет происходить быстрее, чем участка над паровой фазой жидкости. На фиг.1 видно также, что в начальный момент паде0 ния росы, снижение температуры стенки над паровой областью путем теплопередачи через материал стенки не размывает границу раздела фаз. Т.е. при достаточно интенсивном охлаждении жидкости обеспе5 чивается достаточная точность установления (на внешней стенке) линии уровня жидкости внутри сосуда. После выпадения росы необходимо прекратить дальнейшее охлаждение, чтобы не смазывать границу

0 раздела. Боковое, под небольшим углом освещение обеспечивает темный цвет сухого участка поверхности емкости, отражение уходит под таким же углом, минуя глаз наблюдателя, а влажный, вследствие прелом5 ления света в каплях росы, выглядит более светлым. Заявленное устройство изображено на фиг.2 и 3 ( при этом на фиг,2 показан продольный разрез участка емкости степлообменником; на фиг.З - продольный разрез теплообменника.

Устройство (фиг.2) состоит из холодильной системы, включающей трубопроводы для транспортировки хладагента с теплообменником 2, размещенным внутри емкости 3 в жидкости 4, уровень которой контролируется. Теплообменник 2 закреплен герметично в стенке емкости. (Например, как на фиг.З). Одинаковые элементы на всех фигурах нумеруются одинаково. К трубопроводу подключен холодильный агрегат 5 (например, фреоновый холодильник). Для фиксации предыдущего положения уровня жидкости можно применять какой-либо вм- зир (указательную стрелку), закрепленный на магните, присоске и т.п. При необходимости, например, большом количестве емкостей в контролируемой группе, затес- ненность пространства, одновременный контроль можно осуществлять выносными трубопроводами, полости которых герметично соединены с полостями контролируемых емкостей. Трубы снабжены разобщительной арматурой. Теплообменник размещен внутри трубы. Контроль уровня жидкости осуществляют по внешней стенке трубы,.

Работа системы,1

Для производства замера уровня жидкости в емкостях, включается холодильный агрегат. При снижении температуры стенки (при высокой относительной влажности не более 2-5°С от исходной) на локальный участок стенки выпадает, наблюдаемая визуально, роса, верхняя граница которой является проекцией линии уровня. Располо- жение этой линии сравнивается с предыдущим показанием (расположением визира).

Формула изобретения

Способ контроля уровня жидкости в герметичном сосуде, заключающийся в охлаждении стенки сосуда в зоне контроля до температуры точки росы и определении уровня по границе конденсата, выпадающего на внешней стенке герметичного сосуда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, при охлаждении стенки сосуда размещают внутри него теплообменник вблизи стенки

и охлаждают контролируемую жидкость.

Фиг.1

/// f/7/77 /77 /// S// ////// /// /

Фиг, 2