差压式防冻液位计.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110190894.1

申请日:

2011.07.08

公开号:

CN102338652A

公开日:

2012.02.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01F 23/14申请日:20110708|||公开

IPC分类号:

G01F23/14

主分类号:

G01F23/14

申请人:

中国石油化工股份有限公司

发明人:

常兴路

地址:

100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

优先权:

专利代理机构:

北京宇生知识产权代理事务所(普通合伙) 11116

代理人:

倪骏;张淑清

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内容摘要

本发明提供一种差压防冻液位计,将差压计的正相引压管路由冷却塔的一定高度引出,正相引压管路从设备容器的内壁引向底部,被测介质不和差压计的正压室直接接触,其间有空气或氮气作为压力传导,在正相引压管路出冷却塔截止阀后的管路内充入定量的防冻液。通过本发明,有效地解决了正相引压管路冻堵以及被测介质遇温变结晶或有凝聚问题。

权利要求书

1: 一种差压式防冻液位计, 其特征在于, 在冷却塔的一定高度引出差压计的正负相引 压管路, 正负相引压管路向上倾斜引出冷却塔并与冷却塔塔壁成 75 度角在正相引压管路 1 刚出冷却塔处设置截止阀 2, 在负相引压管路刚出冷却塔处设置截止阀 3, 并将正相引压管 路 1 沿冷却塔内壁一直伸向冷却塔底部 ; 在正常使用过程中, 关闭平衡阀 6, 调校阀 4, 打开阀 2、 阀 3、 阀 7、 阀8; 当正相引压管路漏气或有多余被测介质进入正相引压管路时, 关闭阀 7、 阀 8、 阀 6, 阀2 处于打开状态, 这时用高于冷却塔内压力的气源接着阀 4 处, 然后打开阀 4 一段时间, 使得 外部气体反向进入正相引压管路, 直到气体从正相引压管路端部有少许冒出, 关闭阀 4。
2: 根据权利要求 1 所述的差压式防冻液位计, 其特征在于, 被测介质不与差压防冻液 压计的正压室直接接触, 通过空气或氮气作为压力传导。
3: 根据权利要求 2 所述的差压式防冻液位计, 其特征在于, 在正相引压管路出冷却塔 截止阀后的管路内充入定量的防冻液。

说明书


差压式防冻液位计

    技术领域 本发明涉及一种工业生产中的差压式防冻液位计, 特别适用于空气分离装置中空 气冷却塔、 水冷却塔中的水液位测量及下塔液空、 上塔主冷液氧液位的测量。
     背景技术 在工业生产中, 经常需要对一些设备和容器的液位进行测量和控制。液位测量的 主要目的有两个 : 一是通过液位测量来确保容器的原料、 半成品或成品的数量, 以保证能连 续供应生产中各环节所需的物料或进行经济核算 ; 另一个是通过液位测量, 了解液位是否 在规定的范围内, 以便使生产正常进行, 以保证产品的质量、 产量和安全生产, 如空气装置 中的空气冷却塔、 水冷却塔的水液位测量就属于这一种。
     目前工业生产中使用的液位计主要有两种 : 一是现场直读式液位计, 比如玻璃液 位计、 磁翻柱液位计等 ; 二是差压液位计 (如图 1) 。差压液位计是利用容器内液位改变时, 由液柱高度产生的静压也相应变化的原理而工作。目前用差压计来测量液位时, 容器的液 相必须要用管路和差压计的正压室相连 ; 在化工生产中, 遇到含有杂质、 结晶颗粒或有凝聚 可能的液体时, 用普通的差压变送器就可能引起连接管线的堵塞, 此时, 需要采用法兰差压 变送器。而对于液体空气、 液体氧气的液位测量, 还要特别注意液相引压管的敷设, 液相引 压管应以 5% 的斜度向上倾斜 (如图 2) , 并在尽可能地贴近冷箱内壁处敷设。为了防止液位 正相侧在 5% 斜度向上倾斜的引压管线中存在气、 液两相的现象, 导致液位测量不稳定和误 差, 所以在正相引压管路向上的拐点处设置一低温液位加热块 (如图 2 中 3 所示) , 用来对引 压管路上的低温液体进行加热, 使液体完全汽化。
     上述差压液位计由于结构简单, 安装形式多样, 适合介质广泛等优点而得到广泛 应用。 但是, 两种液位计也有一个共同的不足, 即在冬季时, 当测量水等易冻介质时, 持续的 低温容易导致玻璃冻裂和液位计内的被测介质结冰而无法测量出容器内的液位。 目前解决 的办法是在液位计外加装伴热蒸汽管道或者电热丝伴热以及其他的伴热系统。因此, 设备 现场显得杂乱, 而且消耗一定的蒸汽或电能。 当测量介质对环境温度比较敏感时, 低温或高 温会使得介质变稠、 凝结、 汽化、 结晶等, 会使测量产生误差, 测量难度加大, 除需要伴热等 措施外遇, 仍需要采用法兰差压变送器替代普通的差压变送器。
     发明内容
     为解决上述问题, 本发明提供一种差压式防冻液位计, 在冷却塔的一定高度引出 差压计的正负相引压管路, 正负相引压管路向上倾斜引出冷却塔并与冷却塔塔壁成 75 度 角在正相引压管路 1 刚出冷却塔处设置截止阀 2, 在负相引压管路刚出冷却塔处设置截止 阀 3, 并将正相引压管路 1 沿冷却塔内壁一直伸向冷却塔底部 ; 在正常使用过程中, 关闭平衡阀 6, 调校阀 4, 打开阀 2、 阀 3、 阀 7、 阀8; 当正相引压管路漏气或有多余被测介质进入正相引压管路时, 关闭阀 7、 阀 8、 阀 6, 阀2 然后打开阀 4 一段时间, 使得 处于打开状态, 这时用高于冷却塔内压力的气源接着阀 4 处,外部气体反向进入正相引压管路, 直到气体从正相引压管路端部有少许冒出, 关闭阀 4。
     进一步地, 被测介质不与差压防冻液压计的正压室直接接触, 通过空气或氮气作 为压力传导。
     进一步地, 在正相引压管路出冷却塔截止阀后的管路内充入定量的防冻液。
     本发明中的差压式防冻液位计是将差压计的正相引压管路由设备容器的一定高 度引出, 正相引压管路从设备容器的内壁引向底部, 被测介质不和差压计的正压室直接接 触, 期间有空气或氮气作为压力传导, 从而有效地解决了正相引压管路冻堵以及被测介质 遇温变结晶或有凝聚问题。 附图说明
     图 1 为现有技术中的差压式液位计。
     图 2 为现有技术中的低温液空差压液位计。
     图 3 为本发明的内置式差压式防冻液位计。 具体实施方式 下面结合附图对本发明作进一步说明。
     参见图 3。图 3 中所示的是以空分装置的空冷塔底部水液位计为例说明本发明的 差压是防冻液位计的具体实施方式。根据空气冷却塔底部液位工艺指标 L(液位工艺指标 L 指具体的液位指标, 比如 : 1 米、 2500mm) 要求, 选定在 1.5L 高度在空气冷却塔上引出正负 相引压管, 正负相引压管路向上倾斜与空气冷却塔塔壁成 75 度角, 在正相引压管路刚出空 气冷却塔处设置截止阀 2, 在负相引压管路刚出空气冷却塔处设置截止阀 3, 并将正相引压 管 1 沿空气冷却塔内壁一直伸向空气冷却塔底部。在正常使用过程中, 关闭平衡阀 6, 调校 阀 4, 打开阀 2、 阀 3、 阀 7、 阀 8 即可。当正相引压管漏气或有多余被测介质进入正相引压管 时, 关闭阀 7、 阀 8、 阀 6, 阀 2 处于打开状态, 这时用高于空气冷却塔内压力的气源接着阀 4 处, 然后打开阀 4 数秒钟, 使得外部气体反向进入正相引压管路, 直到气体从正相引压管端 部有少许冒出即可, 然后关闭阀 4。
     本差压防冻液位计是将差压计的正相引压管路在距离设备容器的一定高度引出, 在紧靠设备处安装控制阀 2, 正相引压管路 1 从设备容器的内壁引向底部。 这样解决了上述 正相引压管路冻堵问题、 液体含有杂质以及遇温变被测介质结晶或有凝聚问题。被测介质 不和差压计的正压室直接接触, 其间有空气或氮气作为压力传导。由于被测介质液柱高度 产生的压力相对于容器内的工作压力来讲很小, 正压管内压力传导介质可以近似看做不可 压缩气体, 由此所产生最大负偏差很小 (在 1% 以内) , 不影响液位对生产指导作用。为尽量 减小测量误差, 可在正压管出设备容器截止阀后的管路内充入定量的防冻液。
     理论推导如下 : 当容器内气体压力为 P0, 被测介质液位高度 H 为零时, 正压管内容 积为 V1 ; 当容器内逐渐充入液体使其液位高度为 H 时, 正压管内气体被压缩为 V2, 按照理 想气体状态方程式 : PV=NRT, 由于液体充入容器过程中, 温度 T 不变, 正压管内的气体摩尔
     数 N 不变, 则有 : PV=NRT 、 V2= 、也即 L2= , L1 为正压管长度, L2 为正压管在承受液柱压力后的充气长度 (即被压缩后的有效长度) 。
     一般在空分装置空冷塔压力为 P0=0.6 MPa , 液位最高为 2 米。若假设正压管内 气体是不可压缩的, 则差压计测得压力应为 0.62 MPa ; 若将正压管内气体视为理想气体, L2= ==0.9677 L1 当 L1 为 10 米时 (正压管总长度) , L2=9.677 米, 则实际差压计测得 × =0.61677 MPa 实测Ρ=0.62-(10-9.677) ×100× 压力为 P 实 =0.62-(L1-L2) 偏差为负
     =0.52%从以上推导可知, 当 L1 越小时, 所产生的误差越小。以上所述, 仅是本发明的一较佳实例, 本发明所主张的权利范围并不局限于此。 本 发明还可有其他多种实施例, 在不背离本发明精神及其实质的情况下, 本领域技术人员当 可根据本发明作出各种相应的改变和变形, 但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利 要求的保护范围。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102338652A43申请公布日20120201CN102338652ACN102338652A21申请号201110190894122申请日20110708G01F23/1420060171申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号72发明人常兴路74专利代理机构北京宇生知识产权代理事务所普通合伙11116代理人倪骏张淑清54发明名称差压式防冻液位计57摘要本发明提供一种差压防冻液位计,将差压计的正相引压管路由冷却塔的一定高度引出,正相引压管路从设备容器的内壁引向底部,被测介质不和差压计的正压室直接接触,其间有空气或氮气作为压力传导,在正。

2、相引压管路出冷却塔截止阀后的管路内充入定量的防冻液。通过本发明,有效地解决了正相引压管路冻堵以及被测介质遇温变结晶或有凝聚问题。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页CN102338665A1/1页21一种差压式防冻液位计,其特征在于,在冷却塔的一定高度引出差压计的正负相引压管路,正负相引压管路向上倾斜引出冷却塔并与冷却塔塔壁成75度角在正相引压管路1刚出冷却塔处设置截止阀2,在负相引压管路刚出冷却塔处设置截止阀3,并将正相引压管路1沿冷却塔内壁一直伸向冷却塔底部;在正常使用过程中,关闭平衡阀6,调校阀4,打开阀2、阀3、阀7、阀8;当正。

3、相引压管路漏气或有多余被测介质进入正相引压管路时,关闭阀7、阀8、阀6,阀2处于打开状态,这时用高于冷却塔内压力的气源接着阀4处,然后打开阀4一段时间,使得外部气体反向进入正相引压管路,直到气体从正相引压管路端部有少许冒出,关闭阀4。2根据权利要求1所述的差压式防冻液位计,其特征在于,被测介质不与差压防冻液压计的正压室直接接触,通过空气或氮气作为压力传导。3根据权利要求2所述的差压式防冻液位计,其特征在于,在正相引压管路出冷却塔截止阀后的管路内充入定量的防冻液。权利要求书CN102338652ACN102338665A1/3页3差压式防冻液位计技术领域0001本发明涉及一种工业生产中的差压式防。

4、冻液位计,特别适用于空气分离装置中空气冷却塔、水冷却塔中的水液位测量及下塔液空、上塔主冷液氧液位的测量。背景技术0002在工业生产中,经常需要对一些设备和容器的液位进行测量和控制。液位测量的主要目的有两个一是通过液位测量来确保容器的原料、半成品或成品的数量,以保证能连续供应生产中各环节所需的物料或进行经济核算;另一个是通过液位测量,了解液位是否在规定的范围内,以便使生产正常进行,以保证产品的质量、产量和安全生产,如空气装置中的空气冷却塔、水冷却塔的水液位测量就属于这一种。0003目前工业生产中使用的液位计主要有两种一是现场直读式液位计,比如玻璃液位计、磁翻柱液位计等;二是差压液位计(如图1)。。

5、差压液位计是利用容器内液位改变时,由液柱高度产生的静压也相应变化的原理而工作。目前用差压计来测量液位时,容器的液相必须要用管路和差压计的正压室相连;在化工生产中,遇到含有杂质、结晶颗粒或有凝聚可能的液体时,用普通的差压变送器就可能引起连接管线的堵塞,此时,需要采用法兰差压变送器。而对于液体空气、液体氧气的液位测量,还要特别注意液相引压管的敷设,液相引压管应以5的斜度向上倾斜(如图2),并在尽可能地贴近冷箱内壁处敷设。为了防止液位正相侧在5斜度向上倾斜的引压管线中存在气、液两相的现象,导致液位测量不稳定和误差,所以在正相引压管路向上的拐点处设置一低温液位加热块(如图2中3所示),用来对引压管路上。

6、的低温液体进行加热,使液体完全汽化。0004上述差压液位计由于结构简单,安装形式多样,适合介质广泛等优点而得到广泛应用。但是,两种液位计也有一个共同的不足,即在冬季时,当测量水等易冻介质时,持续的低温容易导致玻璃冻裂和液位计内的被测介质结冰而无法测量出容器内的液位。目前解决的办法是在液位计外加装伴热蒸汽管道或者电热丝伴热以及其他的伴热系统。因此,设备现场显得杂乱,而且消耗一定的蒸汽或电能。当测量介质对环境温度比较敏感时,低温或高温会使得介质变稠、凝结、汽化、结晶等,会使测量产生误差,测量难度加大,除需要伴热等措施外遇,仍需要采用法兰差压变送器替代普通的差压变送器。发明内容0005为解决上述问题。

7、,本发明提供一种差压式防冻液位计,在冷却塔的一定高度引出差压计的正负相引压管路,正负相引压管路向上倾斜引出冷却塔并与冷却塔塔壁成75度角在正相引压管路1刚出冷却塔处设置截止阀2,在负相引压管路刚出冷却塔处设置截止阀3,并将正相引压管路1沿冷却塔内壁一直伸向冷却塔底部;在正常使用过程中,关闭平衡阀6,调校阀4,打开阀2、阀3、阀7、阀8;当正相引压管路漏气或有多余被测介质进入正相引压管路时,关闭阀7、阀8、阀6,阀2处于打开状态,这时用高于冷却塔内压力的气源接着阀4处,然后打开阀4一段时间,使得说明书CN102338652ACN102338665A2/3页4外部气体反向进入正相引压管路,直到气体。

8、从正相引压管路端部有少许冒出,关闭阀4。0006进一步地,被测介质不与差压防冻液压计的正压室直接接触,通过空气或氮气作为压力传导。0007进一步地,在正相引压管路出冷却塔截止阀后的管路内充入定量的防冻液。0008本发明中的差压式防冻液位计是将差压计的正相引压管路由设备容器的一定高度引出,正相引压管路从设备容器的内壁引向底部,被测介质不和差压计的正压室直接接触,期间有空气或氮气作为压力传导,从而有效地解决了正相引压管路冻堵以及被测介质遇温变结晶或有凝聚问题。附图说明0009图1为现有技术中的差压式液位计。0010图2为现有技术中的低温液空差压液位计。0011图3为本发明的内置式差压式防冻液位计。。

9、具体实施方式0012下面结合附图对本发明作进一步说明。0013参见图3。图3中所示的是以空分装置的空冷塔底部水液位计为例说明本发明的差压是防冻液位计的具体实施方式。根据空气冷却塔底部液位工艺指标L(液位工艺指标L指具体的液位指标,比如1米、2500MM)要求,选定在15L高度在空气冷却塔上引出正负相引压管,正负相引压管路向上倾斜与空气冷却塔塔壁成75度角,在正相引压管路刚出空气冷却塔处设置截止阀2,在负相引压管路刚出空气冷却塔处设置截止阀3,并将正相引压管1沿空气冷却塔内壁一直伸向空气冷却塔底部。在正常使用过程中,关闭平衡阀6,调校阀4,打开阀2、阀3、阀7、阀8即可。当正相引压管漏气或有多余。

10、被测介质进入正相引压管时,关闭阀7、阀8、阀6,阀2处于打开状态,这时用高于空气冷却塔内压力的气源接着阀4处,然后打开阀4数秒钟,使得外部气体反向进入正相引压管路,直到气体从正相引压管端部有少许冒出即可,然后关闭阀4。0014本差压防冻液位计是将差压计的正相引压管路在距离设备容器的一定高度引出,在紧靠设备处安装控制阀2,正相引压管路1从设备容器的内壁引向底部。这样解决了上述正相引压管路冻堵问题、液体含有杂质以及遇温变被测介质结晶或有凝聚问题。被测介质不和差压计的正压室直接接触,其间有空气或氮气作为压力传导。由于被测介质液柱高度产生的压力相对于容器内的工作压力来讲很小,正压管内压力传导介质可以近。

11、似看做不可压缩气体,由此所产生最大负偏差很小(在1以内),不影响液位对生产指导作用。为尽量减小测量误差,可在正压管出设备容器截止阀后的管路内充入定量的防冻液。0015理论推导如下当容器内气体压力为P0,被测介质液位高度H为零时,正压管内容积为V1;当容器内逐渐充入液体使其液位高度为H时,正压管内气体被压缩为V2,按照理想气体状态方程式PVNRT,由于液体充入容器过程中,温度T不变,正压管内的气体摩尔数N不变,则有PVNRT、V2、也即L2,L1为正压管长度,L2为正压管在承受液柱压力后的充气长度(即说明书CN102338652ACN102338665A3/3页5被压缩后的有效长度)。0016一。

12、般在空分装置空冷塔压力为P006MPA,液位最高为2米。若假设正压管内气体是不可压缩的,则差压计测得压力应为062MPA;若将正压管内气体视为理想气体,L209677L1当L1为10米时(正压管总长度),L29677米,则实际差压计测得压力为P实062(L1L2)062(109677)100061677MPA实测偏差为负052从以上推导可知,当L1越小时,所产生的误差越小。0017以上所述,仅是本发明的一较佳实例,本发明所主张的权利范围并不局限于此。本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。说明书CN102338652ACN102338665A1/3页6图1说明书附图CN102338652ACN102338665A2/3页7图2说明书附图CN102338652ACN102338665A3/3页8图3说明书附图CN102338652A。

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