專利名稱：一種u型外置液位計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用的現(xiàn)場指示液位計，特別適用空氣分離裝置中空氣冷卻塔及水冷塔中的水位液位計。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對一些設(shè)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(shù)量，以保證能連續(xù)供應生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)所需的物料或進行經(jīng)濟核算；另一個是通過液位測量，了解液位是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，以便使生產(chǎn)正常進行，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和安全生產(chǎn)，如空氣裝置中的空氣冷卻塔、水冷卻塔的水液位測量就屬于這一種。目前工業(yè)生產(chǎn)中現(xiàn)場指示液位計主要有兩種一是玻璃液位計(如圖1)，它是使用最早而又最簡單的一種直讀式液位計。它是根據(jù)連通器的原理，其一端接容器的氣相，另一端接液相，直接從玻璃管1直讀容器中的液位。二是磁翻柱液位計(如圖2)。磁翻柱液位計是以磁性浮子2驅(qū)動雙色磁翻柱1指示液位，可用于各種塔、罐、槽、球形容器和鍋爐等設(shè)備的介質(zhì)液位檢測?？梢宰龅礁呙芊?、防泄漏和適應高壓、高溫、腐蝕性條件下的液位測量。磁翻柱主體外加裝液位指示器、液位開關(guān)及液位變送器，當浮球連帶磁單元隨液位變化時，使磁性色塊(磁翻板)翻轉(zhuǎn)；磁性液位開關(guān)在對應液位點動作；同時液位傳感器在磁球磁力的作用下，輸出標準的變化電阻信號，再經(jīng)過變送器把電阻信號轉(zhuǎn)換成4一20mA電流信號輸出。相關(guān)專利文獻是ZL 200820114925.9防凍液位計。以上兩種液位計由于結(jié)構(gòu)簡單，安裝形式多樣，適合介質(zhì)廣泛等優(yōu)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(zhì)時，持續(xù)的低溫容易導致玻璃管被漲裂和液位計內(nèi)的被測介質(zhì)凝結(jié)而無法測量出容器內(nèi)的準確液位。 目前解決這一問題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(tǒng)。因此，設(shè)備現(xiàn)場顯得雜亂，而且消耗一定的蒸汽或電能。對于油箱、油罐上的玻璃管液位計或玻璃板液位計雖不存在凍凝問題，但是液位計動靜密封點較多，由于油的易滲漏性，常常使得液位計本身有油污現(xiàn)象，不利于現(xiàn)場管理。

實用新型內(nèi)容一種U型外置液位計，該液位計包括正負壓管、閥1、閥2、調(diào)整閥3、調(diào)整閥4、調(diào)整閥6、U型透明材料管以及裝于U型透明材料管內(nèi)的防凍液指示劑。U型透明材料管為U型玻璃管。U型透明材料管不連續(xù)，兩側(cè)用兩根獨立直管液位計，兩側(cè)底端用金屬導管相連。 負壓管一側(cè)用磁翻柱液位計替代。所述液位計用于對設(shè)備和容器液位進行測量，根據(jù)U型透明材料管兩側(cè)防凍液指示劑的液位差值來獲得液位高度。在選定高度的上引出正壓管， 正壓管沿設(shè)備或容器內(nèi)壁延伸至底部，在更高的位置上引出負壓管。對于特定的容器內(nèi)氣體壓力、固定的被測液體介質(zhì)以及固定的防凍液指示劑，實際做一次液位標定，以此做好標尺，在使用時對液位高度直接讀數(shù)。在伸出的液位計正壓管安裝上閥2，在伸出的液位計負壓管安裝上閥1，以及安裝對應正壓管的調(diào)整閥4、調(diào)整閥6、U型透明材料管5，對應負壓管的調(diào)整閥3。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的優(yōu)點和效果本實用新型簡單實用，完全做到液位指示的防凍、防凝、被測介質(zhì)結(jié)晶堵塞問題。本實用新型簡單實用，易于安裝調(diào)試，徹底解決易凍介質(zhì)冬季液位計凍堵問題。本實用新型應用于所有化工生產(chǎn)領(lǐng)域、倉儲罐區(qū)，涉及被測液體介質(zhì)易凝、易凍的液位指示，換裝此種液位計，徹底解決冬季液位計凍堵問題。本實用新型提供了徹底解決了上述液位計冬季低溫而出現(xiàn)的凍凝問題以及現(xiàn)有油液位計易滲漏問題。

圖1為現(xiàn)有現(xiàn)場設(shè)備玻璃液位計。圖2為現(xiàn)有現(xiàn)場設(shè)備磁翻柱液位計。圖3為本新型U型外置式防凍液位計。圖4為本新型U型外置式防凍液位計原理推導用圖。
具體實施方式
本U型外置液位計包括U型玻璃管5 (不限于玻璃管，只要透明可視便于現(xiàn)場觀察即可，若容器內(nèi)壓力不高，塑料透明軟膠管也可滿足使用要求)、設(shè)備內(nèi)外正負引壓管及配套閥門1、2、3、4以及裝于U型玻璃管5內(nèi)的防凍液指示劑，如圖3所示。當液位上下移動時，U型玻璃管內(nèi)的防凍液指示劑也會上下移動，操作人員通過防凍液指示劑A、C液位差而得出容器內(nèi)實際液位數(shù)值H。下面以空分裝置的空冷塔底部水液位計為例說明本新型U型外置液位計具體實施方式
。根據(jù)空冷塔底部液位工藝指標L要求，其中L為液位高度，選定在1. 2L高度的空冷塔上引出正壓管道，在更高的位置引出負壓管(比如2L位置)，正壓管7沿空冷塔內(nèi)壁將延伸至空冷塔底部D。在伸出空冷塔的液位計正壓管靠近空冷塔壁安裝上閥2，在伸出空冷塔的液位計負壓管靠近空冷塔壁安裝上閥1，以及安裝對應正壓管的調(diào)整閥4、調(diào)整閥6、U 型玻璃管，對應負壓管的調(diào)整閥3。關(guān)閉閥1、閥2、閥4 ；打開閥6、閥3，并從閥3處將防凍液指示劑灌裝U型管內(nèi)，當閥6有防凍液流出時，關(guān)閉閥3、閥6，打開閥1、閥2，這樣一個完整的U型外置液位計安裝完畢，即可投入使用。液位計的校正在投用狀態(tài)下，先關(guān)閉閥2、閥1，將壓力高于容器內(nèi)壓力的外接氣源連接在閥4處，緩慢稍開閥4數(shù)秒后關(guān)閉(只要通入氣體量高于正壓管體積量)；通過閥3 灌裝防凍液直到閥6稍有冒出防凍液后關(guān)閉閥3、閥6，打開閥1、閥2即校正完畢。在使用過程中閥3、閥4、閥6及U型管接頭處不得有泄漏。其原理證明如下當容器內(nèi)氣體壓力為P，被測介質(zhì)液位高度H為零時，正壓管內(nèi)容積為V1 ；當容器內(nèi)逐漸充入液體使其液位高度為H時，正壓管內(nèi)氣體被壓縮為V2,容器底部壓力為G ,按照理想氣體狀態(tài)方程式PV=NRT，由于液體充入容器過程中，溫度T不變，
正壓管內(nèi)的氣體摩爾數(shù)N不變，R為氣體常數(shù)，則有PV=NRT、V2= |妁、也即L2= -^L1,
PePe式中L1為正壓管長度，L2為正壓管在承受液柱壓力后充氣長度，即被壓縮后的有效長度。如圖4所示，容器內(nèi)氣體壓力為P，液位高度為H，則容器底部壓力為Ph，并有Ph=P+H P ！..................①式中P1*被測介質(zhì)重度Pa=Ph- I (y-x) P r t(Li~L2 ) n ..................②
2￡P(guān)iPb=P+ (y-x) ρ 2- (Lt - ￡2 ) P2..................③式中ρ 2為防凍液指示劑重度，y是U型管一側(cè)防凍液指示劑高度，χ是U型管另一側(cè)防凍液指示劑高度，Pa為圖4中的A處的壓力值，Pb為圖4中B處的壓力值。由于Pa=Pb..................④由②式、③式得
權(quán)利要求1.一種U型外置液位計，其特征在于該液位計包括正壓管(7)、負壓管、第一閥(1)、第二閥(2)、第一調(diào)整閥(3)、第二調(diào)整閥(4)、第三調(diào)整閥(6)、U型透明材料管(5)以及裝于U型透明材料管內(nèi)的防凍液指示劑， 在設(shè)備或容器選定的高度上引出正壓管(7)，在更高的位置引出負壓管，正壓管(7)沿設(shè)備或容器內(nèi)壁延伸至底部，在伸出的液位計正壓管安裝上第二閥(2)，在伸出的液位計負壓管安裝上第一閥(1)，以及安裝對應正壓管的第二調(diào)整閥(4)、第三調(diào)整閥(6)、U型透明材料管(5)，對應負壓管的第一調(diào)整閥(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位計，其特征在于 U型透明材料管為U型玻璃管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液位計，其特征在于U型透明材料管替換為兩側(cè)用兩根獨立直管液位計，兩側(cè)底端用金屬導管相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位計，其特征在于 負壓管一側(cè)用磁翻柱液位計替代。
專利摘要本實用新型U型外置液位計包括正負壓管、閥1、閥2、調(diào)整閥3、閥4、閥6，U型玻璃管5及裝于U型玻璃管內(nèi)的防凍液指示劑。當液位上下移動時，U型玻璃管內(nèi)的防凍液指示劑上下移動，操作人員通過U型管內(nèi)兩側(cè)的液位差數(shù)值，進而知道液面的高度。由于U型液位計外露容器部分的液位指示劑耐低溫，杜絕了常規(guī)玻璃管液位計、磁翻柱液位計凍堵問題。
文檔編號G01F23/02GK202177422SQ20112023929
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者常興路 申請人:中國石油化工股份有限公司