Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИОЧАСТОТНОЙ ВЛАГОМЕТРИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Пинчук Леонид Семенович Гольдаде Виктор Антонович Банный Виктор Анатольевич Василевская Ольга Чеславовна Холодилов Олег Викторович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для радиочастотной влагометрии нефтепродуктов, содержащее генератор электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, связанный с индикатором ослабления энергии излучения металлическим радиоволноводом, в который вмонтирована измерительная ячейка с образцом нефтепродукта, отличающееся тем, что ячейка выполнена в виде участка волновода, расположенного горизонтально и герметично перекрытого двумя вертикально установленными в нем радиопрозрачными стенками в верхней части ячейки выполнено круглое отверстие, в котором закреплена металлическая воронка ячейка заполняется исследуемым нефтепродуктом так, что его уровень находится в воронке выше отверстия, в которое помещен металлический шарик, контактирующий со стенкой отверстия, а в нижнюю часть ячейки вмонтирован трубопроводный кран. 14865 1 2011.10.30 Изобретение относится к области анализа жидких сред путем определения их физических свойств, в частности к технологии контроля содержания воды в углеводородных жидкостях с помощью электромагнитного излучения (ЭМИ) СВЧ-диапазона. Попадание воды в технологические жидкости и топлива на основе нефтепродуктов(негерметичность емкостей, образование конденсата и др.) может привести к нарушению работоспособности техники. Так, наличие воды в трансформаторном масле вызывает электрический пробой последнего и короткое замыкание обмоток трансформатора. Вода в автомобильных маслах препятствует формированию смазочной пленки на поверхностях трения подвижных сопряжений. Примеси воды в жидких топливах обусловливают коррозию топливных баков и трубопроводов уменьшение производительности топливных фильтров ненадежную работу (вплоть до отказа) двигателей внутреннего сгорания. Поэтому количественный контроль содержания воды в нефтепродуктах имеет важное значение в технике. Классический способ определения воды в нефти, жидких нефтепродуктах, пластичных смазках и парафинах, названный по имени его изобретателей методом Дина-Старка, состоит в нагревании образца нефтепродукта, конденсации выделившегося водяного пара и измерении объема конденсата 1. Аналогичные методики влагометрии нефтепродуктов рекомендованы к применению международным бюро стандартов 2. Их недостатки - значительная длительность и трудоемкость измерений. Большая группа способов влагометрии основана на взаимодействии ЭМИ СВЧдиапазона и водосодержащих нефтепродуктов. Сущность такой методологии состоит в том, что природная и техническая вода является проводником и хорошим поглотителем энергии СВЧ-излучения, а нефтепродукты - диэлектриками, демонстрирующими радиопрозрачность. Вода в нефтепродуктах может образовывать самостоятельную фазу, быть молекулярно растворенной или находиться в составе мицелл в микроэмульсиях. По сравнению с несвязанной, связанная вода, количество которой в нефтяных маслах достигает 15 мас., хуже поглощает СВЧ-излучение 3. Радиочастотный контроль влажности нефтепродуктов осуществляют с помощью устройств, состоящих из генератора ЭМИ и измерителя энергии ЭМИ, прошедшего через образец. СВЧ-устройство для измерения влагосодержания в нефтепродуктах 4 имеет следующую конструкцию. Образец нефтепродукта помещен в металлический патрубок, по оси которого установлен датчик в виде металлического стержня, соединенного с генератором СВЧ-колебаний. Патрубок соединен с регистратором энергии ЭМИ, прошедшего через образец. Недостатком этого устройства является разогрев образца под действием ЭМИ, имеющего мощность, необходимую для получения воспроизводимых результатов измерения,что увеличивает ошибку определения влажности. Прототипом изобретения является устройство 5 для радиочастотной влагометрии нефтепродуктов, состоящее из генератора ЭМИ СВЧ-диапазона, индикатора ослабления энергии и вертикально расположенного соединяющего их полого волновода. В зазоре волновода между детекторами падающей и прошедшей волн установлена ячейка с образцом нефтепродукта, снабженная радиопрозрачным дном и электропроводными стенками. Профили поперечного сечения стенок ячейки и волновода одинаковы. Торцы стенок ячейки и волновода находятся в электрическом контакте. Недостатки прототипа вертикальное расположение волновода усложняет конструкцию устройства соединение торцов волновода и ячейки, обеспечивающее их электрический контакт,является дополнительной операцией, усложняющей процесс измерения неудобство монтажа ячейки, содержащей жидкость, в зазор вертикального волновода. 2 14865 1 2011.10.30 Задачи, на решение которых направлено изобретение 1) упростить конструкцию волновода 2) упростить процесс установки образца в волновод 3) повысить устойчивость устройства. Поставленные задачи решаются тем, что в известное устройство для радиочастотной влагометрии нефтепродуктов, состоящее из генератора ЭМИ, связанного с индикатором ослабления энергии излучения посредством вертикально расположенного полого металлического радиоволновода с вмонтированной в него измерительной ячейкой, содержащей образец нефтепродукта, металлические стенки которой находятся в электрическом контакте со стенками волновода, внесены следующие конструктивные изменения. Волновод расположен горизонтально. Ячейка представляет собой участок волновода, герметично перекрытый двумя вертикально установленными внутри него радиопрозрачными стенками. В верхней стенке ячейки имеется круглое отверстие, в котором закреплена металлическая воронка. Ячейка заполнена исследуемым нефтепродуктом так, что его верхний уровень находится в воронке выше отверстия. В воронку помещен металлический шарик,контактирующий со стенкой отверстия. В нижнюю стенку ячейки вмонтирован трубопроводный кран. Сущность изобретения состоит в том, что образец нефтепродукта, находящийся в волноводе между парой радиопрозрачных стенок, представляет собой электромагнитный экран, параметры которого легко оценить с помощью измерителя стоячей волны. Процесс приготовления образца к испытаниям достаточно прост и состоит в сливе находящейся в ячейке жидкости через кран и заполнении ее исследуемым нефтепродуктом через воронку. Сплошность стенок радиоволновода, направляющего поток ЭМИ через образец к индикатору и препятствующего его рассеянию, обеспечивается запиранием отверстия в верхней стенке ячейки металлическим шариком, контактирующим со стенкой. Пример конструкции устройства показан на фигуре, где изображены две проекции измерительной ячейки слева - вид сбоку (этап подготовки образца), справа - фронтальный вид (образец подготовлен для измерения). Металлический волновод 1, имеющий форму прямоугольной трубы, перегорожен парой стенок 2, выполненных из радиопрозрачного материала, например из оргстекла (листового полиметилметакрилата). Стенки 2 герметично закреплены по нормали к горизонтальной оси волновода, образуя измерительную ячейку шириной , заполненную исследуемым нефтепродуктом 3. В верхней стенке ячейки имеется круглое отверстие 4, в котором установлена выполненная из металла коническая воронка 5. Ее нижнее отверстие перекрыто металлическим шариком 6, контактирующим со стенкой воронки. Шарик может быть снабжен направляющим стержнем или нитью 7 для извлечения из отверстия. Трубопроводный кран 8 вмонтирован в нижнюю стенку ячейки. Устройство работает следующим образом. Открывают кран 8 и сливают находящуюся в ячейке жидкость (предыдущий образец нефтепродукта или чистящий раствор). С помощью нити 7 извлекают шарик 6 и через воронку 5 наполняют ячейку исследуемым нефтепродуктом 3 так, чтобы его уровень был выше отверстия 4. Это значит, что в ячейке нет слоя воздуха. Воздушные пузырьки удаляют, создавая в ячейке поток жидкости, поступающий через воронку и вытекающий через кран 8. Опускают в воронку шарик 6, который под действием силы тяжести занимает место в отверстии воронки, приходя в контакт с ее стенкой. В результате волновод оказывается перекрытым слоем нефтепродукта толщиной . Включают генератор ЭМИ, и радиоволны направляются от него по волноводу 1 через образец 3 к индикатору (генератор и индикатор на фигуре не показаны). Контакт шарика 6 со стенкой воронки обусловливает сплошность электромагнитного экрана, образованного волноводом, что исключает рассеяние потока ЭМИ в измерительной ячейке. По показаниям индикатора регистрируют параметрослабления ЭМИ, прошедшего через образец. Используя тарировочную 3 14865 1 2011.10.30 зависимость, где- концентрация воды в нефтепродукте, определяют влагосодержание последнего. Процедура подготовки образца, заключающаяся в заливке исследуемого нефтепродукта в измерительную ячейку волновода, достаточно проста. Это, а также малый объем образца (3-8 см 3) позволяет отнести предложенное устройство к категории средств экспресс-анализа. Таким образом, задачи, поставленные при создании изобретения, решены. Устройство для радиочастотной влагометрии нефтепродуктов найдет применение на буровых предприятиях нефтяной промышленности, заводах нефтехимического комплекса,складах топлив и смазочных масел, а также на заправочных станциях как средство экспресс-контроля качества нефтепродуктов. Источники информации 1. ГОСТ 2477-65. Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды. 2.4006-81 (2000) .. 3. Банный В.А., Макаревич А.В., Пинчук Л.С., Ан Б.Г. Радиочастотный способ влагометрии жидкостей // Журнал прикладной химии. - 2002. - Т.75. -8. - С. 1389-1390. 4. Патент РФ 2073852, МПК 01 22/04, 1997. 5. Патент РБ 10139, МПК 01 22/00, 2007 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: G01N 22/04

Метки: радиочастотной, влагометрии, устройство, нефтепродуктов

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-14865-ustrojjstvo-dlya-radiochastotnojj-vlagometrii-nefteproduktov.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для радиочастотной влагометрии нефтепродуктов</a>

Похожие патенты