差壓式防凍液位計的製作方法
2023-05-31 04:13:56 2
專利名稱：差壓式防凍液位計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工業生產中的差壓式防凍液位計，特別適用於空氣分離裝置中空氣冷卻塔、水冷卻塔中的水液位測量及下塔液空、上塔主冷液氧液位的測量。
背景技術：
在工業生產中，經常需要對一些設備和容器的液位進行測量和控制。液位測量的主要目的有兩個一是通過液位測量來確保容器的原料、半成品或成品的數量，以保證能連續供應生產中各環節所需的物料或進行經濟核算；另一個是通過液位測量，了解液位是否在規定的範圍內，以便使生產正常進行，以保證產品的質量、產量和安全生產，如空氣裝置中的空氣冷卻塔、水冷卻塔的水液位測量就屬於這一種。目前工業生產中使用的液位計主要有兩種一是現場直讀式液位計，比如玻璃液位計、磁翻柱液位計等；二是差壓液位計(如圖1)。差壓液位計是利用容器內液位改變時， 由液柱高度產生的靜壓也相應變化的原理而工作。目前用差壓計來測量液位時，容器的液相必須要用管路和差壓計的正壓室相連；在化工生產中，遇到含有雜質、結晶顆粒或有凝聚可能的液體時，用普通的差壓變送器就可能引起連接管線的堵塞，此時，需要採用法蘭差壓變送器。而對於液體空氣、液體氧氣的液位測量，還要特別注意液相引壓管的敷設，液相引壓管應以5%的斜度向上傾斜(如圖2)，並在儘可能地貼近冷箱內壁處敷設。為了防止液位正相側在5%斜度向上傾斜的引壓管線中存在氣、液兩相的現象，導致液位測量不穩定和誤差，所以在正相引壓管路向上的拐點處設置一低溫液位加熱塊(如圖2中3所示)，用來對引壓管路上的低溫液體進行加熱，使液體完全汽化。上述差壓液位計由於結構簡單，安裝形式多樣，適合介質廣泛等優點而得到廣泛應用。但是，兩種液位計也有一個共同的不足，即在冬季時，當測量水等易凍介質時，持續的低溫容易導致玻璃凍裂和液位計內的被測介質結冰而無法測量出容器內的液位。目前解決的辦法是在液位計外加裝伴熱蒸汽管道或者電熱絲伴熱以及其他的伴熱系統。因此，設備現場顯得雜亂，而且消耗一定的蒸汽或電能。當測量介質對環境溫度比較敏感時，低溫或高溫會使得介質變稠、凝結、汽化、結晶等，會使測量產生誤差，測量難度加大，除需要伴熱等措施外遇，仍需要採用法蘭差壓變送器替代普通的差壓變送器。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供一種差壓式防凍液位計，在冷卻塔的一定高度引出差壓計的正負相引壓管路，正負相引壓管路向上傾斜引出冷卻塔並與冷卻塔塔壁成75度角在正相引壓管路1剛出冷卻塔處設置截止閥2，在負相引壓管路剛出冷卻塔處設置截止閥3，並將正相引壓管路1沿冷卻塔內壁一直伸向冷卻塔底部；
在正常使用過程中，關閉平衡閥6，調校閥4，打開閥2、閥3、閥7、閥8 ； 當正相引壓管路漏氣或有多餘被測介質進入正相引壓管路時，關閉閥7、閥8、閥6，閥2 處於打開狀態，這時用高於冷卻塔內壓力的氣源接著閥4處，然後打開閥4 一段時間，使得外部氣體反向進入正相引壓管路，直到氣體從正相引壓管路端部有少許冒出，關閉閥4。進一步地，被測介質不與差壓防凍液壓計的正壓室直接接觸，通過空氣或氮氣作為壓力傳導。進一步地，在正相引壓管路出冷卻塔截止閥後的管路內充入定量的防凍液。本發明中的差壓式防凍液位計是將差壓計的正相引壓管路由設備容器的一定高度引出，正相引壓管路從設備容器的內壁引向底部，被測介質不和差壓計的正壓室直接接觸，期間有空氣或氮氣作為壓力傳導，從而有效地解決了正相引壓管路凍堵以及被測介質遇溫變結晶或有凝聚問題。
圖1為現有技術中的差壓式液位計。圖2為現有技術中的低溫液空差壓液位計。圖3為本發明的內置式差壓式防凍液位計。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。參見圖3。圖3中所示的是以空分裝置的空冷塔底部水液位計為例說明本發明的差壓是防凍液位計的具體實施方式
。根據空氣冷卻塔底部液位工藝指標L (液位工藝指標 L指具體的液位指標，比如1米、2500mm)要求，選定在1. 5L高度在空氣冷卻塔上引出正負相引壓管，正負相引壓管路向上傾斜與空氣冷卻塔塔壁成75度角，在正相引壓管路剛出空氣冷卻塔處設置截止閥2，在負相引壓管路剛出空氣冷卻塔處設置截止閥3，並將正相引壓管1沿空氣冷卻塔內壁一直伸向空氣冷卻塔底部。在正常使用過程中，關閉平衡閥6，調校閥4，打開閥2、閥3、閥7、閥8即可。當正相引壓管漏氣或有多餘被測介質進入正相引壓管時，關閉閥7、閥8、閥6，閥2處於打開狀態，這時用高於空氣冷卻塔內壓力的氣源接著閥4 處，然後打開閥4數秒鐘，使得外部氣體反向進入正相引壓管路，直到氣體從正相引壓管端部有少許冒出即可，然後關閉閥4。本差壓防凍液位計是將差壓計的正相引壓管路在距離設備容器的一定高度引出， 在緊靠設備處安裝控制閥2，正相引壓管路1從設備容器的內壁引向底部。這樣解決了上述正相引壓管路凍堵問題、液體含有雜質以及遇溫變被測介質結晶或有凝聚問題。被測介質不和差壓計的正壓室直接接觸，其間有空氣或氮氣作為壓力傳導。由於被測介質液柱高度產生的壓力相對於容器內的工作壓力來講很小，正壓管內壓力傳導介質可以近似看做不可壓縮氣體，由此所產生最大負偏差很小(在1%以內)，不影響液位對生產指導作用。為儘量減小測量誤差，可在正壓管出設備容器截止閥後的管路內充入定量的防凍液。理論推導如下當容器內氣體壓力為Ptl，被測介質液位高度H為零時，正壓管內容積為V1 ；當容器內逐漸充入液體使其液位高度為H時，正壓管內氣體被壓縮為V2,按照理想氣體狀態方程式PV=NRT，由於液體充入容器過程中，溫度T不變，正壓管內的氣體摩爾數N不變，則有PV=NRT、V2=
嘗Π也即L2= "^L1，L1為正壓管長度，L2為正壓管在承受液柱壓力後的充氣長度(即 PhPh被壓縮後的有效長度)。一般在空分裝置空冷塔壓力為Ptl=O. 6 MPa，液位最高為2米。若假設正壓管內氣體是不可壓縮的，則差壓計測得壓力應為0.62 MPa;若將正壓管內氣體視為理想氣體，
L2= ^Li ==0. 9677 L1當L1為10米時(正壓管總長度)，L2=9. 677米，則實際差壓計測得 Pr
1000ι
壓力為 ΡΦ=0·62_ (L1-L2)P=O. 62- (10-9. 677)X100X -TF X ± =0. 61677 MPa 實測
*100IQ
偏差為負0J2:0^〗677 =0.52%從以上推導可知，當L1越小時，所產生的誤差越小。 0.62以上所述，僅是本發明的一較佳實例，本發明所主張的權利範圍並不局限於此。本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，本領域技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種差壓式防凍液位計，其特徵在於，在冷卻塔的一定高度引出差壓計的正負相引壓管路，正負相引壓管路向上傾斜引出冷卻塔並與冷卻塔塔壁成75度角在正相引壓管路1 剛出冷卻塔處設置截止閥2，在負相引壓管路剛出冷卻塔處設置截止閥3，並將正相引壓管路1沿冷卻塔內壁一直伸向冷卻塔底部；在正常使用過程中，關閉平衡閥6，調校閥4，打開閥2、閥3、閥7、閥8 ；當正相引壓管路漏氣或有多餘被測介質進入正相引壓管路時，關閉閥7、閥8、閥6，閥2 處於打開狀態，這時用高於冷卻塔內壓力的氣源接著閥4處，然後打開閥4 一段時間，使得外部氣體反向進入正相引壓管路，直到氣體從正相引壓管路端部有少許冒出，關閉閥4。
2.根據權利要求1所述的差壓式防凍液位計，其特徵在於，被測介質不與差壓防凍液壓計的正壓室直接接觸，通過空氣或氮氣作為壓力傳導。
3.根據權利要求2所述的差壓式防凍液位計，其特徵在於，在正相引壓管路出冷卻塔截止閥後的管路內充入定量的防凍液。
全文摘要
本發明提供一種差壓防凍液位計，將差壓計的正相引壓管路由冷卻塔的一定高度引出，正相引壓管路從設備容器的內壁引向底部，被測介質不和差壓計的正壓室直接接觸，其間有空氣或氮氣作為壓力傳導，在正相引壓管路出冷卻塔截止閥後的管路內充入定量的防凍液。通過本發明，有效地解決了正相引壓管路凍堵以及被測介質遇溫變結晶或有凝聚問題。
文檔編號G01F23/14GK102338652SQ20111019089
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者常興路 申請人:中國石油化工股份有限公司