[发明专利]一种油水分界面升降位置监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测油水分界面升降位置的装置。

背景技术

现有的海洋溢油回收分离装置如图1所示，一般都把油水一起送入油水分离箱。由于油的比重比水轻且油水互不相容，油上浮集中在上层，形成油水分层，且在油水之间存在油水分界面。随着溢油回收的进程，油水分离箱中积集的油层不断增厚，不含油的水从水箱底部的出水口排出，油水分界面随之不断下降；当水面的油层达到一定厚度时，需把油从油水分离箱中排出；随着排油的进程，水面的油层不断变薄，而油水分界面不断上升，当油层薄到一定程度时，需要停止排油。为了确定排油和停止排油时刻，以及防止水与油一起排出，需监测油水分界面的升降位置。中国专利201210073954.6利用油与海水导电性能的差异，采用电极探针法监测油水分界面的升降。这种方法存在如下缺点：首先是电极在海水中通电时存在电解过程，会不断产生电化学反应，电极表面腐蚀、易沉积一些不导电的物质，且油水分离箱上层的泡沫状油水气混合物易积集在电极表面，这些因素严重影响了电极探针监测的灵敏度和实时性；其次，这种方法不能监测油水分界面升降的全过程，也不适用于不导电的水(如湖水和河水)与油分界面的监测。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种基于浮体稳定平衡原理监测油水分界面升降位置的装置。

本发明装置主要由界面随动标识浮体和护筒组成，界面随动标识浮体同轴套装在护筒内。本发明装置垂直竖立在油水分离箱的油水混合物中，且与油水分离箱的箱壁固连。所述的界面随动标识浮体由界面浮筒、标识杆和标识盘组成，界面浮筒、标识杆和标识盘同轴套装在护筒内。所述的界面浮筒为轴对称的浮筒，其上、下底面封闭，比如圆筒形浮筒。界面浮筒內的下半部填有附加物，附加物的密度为水或海水密度的数倍，以降低界面浮筒的重心，使界面随动标识浮体的重心低于浮心，垂直悬浮在油水分离箱的油水混合物中。当未积集油时，界面浮筒的上底面与水面齐平，界面浮筒完全浸入水或海水中的浮力等于界面随动标识浮体的重量。所述的标识杆为中空的细直杆，同轴垂直固定在界面浮筒的上底面，且与界面浮筒连结为一体。标识杆与界面浮筒內腔连通，以便通过从标识杆向界面浮筒内填加附加物的方法，准确地调整界面浮筒的浮力，使界面浮筒完全浸入水或海水中的浮力等于界面随动标识浮体的重量；标识杆的横截面面积Sb小于界面浮筒的横截面面积Sf，界面浮筒的横截面面积Sf与标识杆的横截面面积Sb之比k1＝Sf/Sb>>1，一般为80～200。所述的标识盘为一圆形盘片，同轴套装在标识杆上且盘片的平面与标识杆轴线垂直，标识盘可沿标识杆轴线上下移动定位且定位后可方便地固定，以便调整它在标识杆的垂向位置。

所述的护筒由外筒、界限盘以及信号开关组成，护筒同轴套装在界面随动标识浮体的外面且与油水分离箱的箱壁固连。外筒为上、下开口的管筒，外筒的下段垂直浸入水中，外筒的内径比界面随动标识浮体的外径略大，界面随动标识浮体同轴套装在外筒中，可上下自由浮动。外筒的壁面开有多个通孔，使护筒内外的液体自由连通均压，并对护筒外的液体因流动而推压护筒内界面随动标识浮体有阻隔作用，从而保护界面随动标识浮体能够平稳地随油水分界面的升降而升降浮动。所述的界限盘是一个圆形盘片，圆形盘片的中心开有孔，且孔的直径略大于标识杆外径，界限盘设置在外筒内，与外筒同轴，界限盘的盘面与外筒的轴线垂直，界限盘可沿外筒的轴垂直上下移动定位，且定位后可方便地固定。界限盘共两片，即上界限盘和下界限盘，上界限盘和下界限盘分别设置于标识杆上标识盘的上方和下方，构成标识杆上升、下降的界限。在界限盘上与标识盘相对的一面设置有信号开关，标识盘、界限盘和信号开关与控制系统连接。当标识盘升降压迫界限盘上所述的信号开关时，控制系统发出信号供控制用。信号开关可以是微动开关、轻触开关；标识盘和界限盘也可以都是导电金属盘。当标识盘上升至与上界限盘接触并开启上界限盘上的信号开关时，控制系统发出标识盘上升至上界限的信号；当标识盘下降至与下界限盘接触并开启下界限盘上的信号开关时，控制系统发出标识盘下降至下界限的信号。同时可用肉眼观测标识杆及标识盘的升降，监测油水分界面的升降过程。上、下界限盘之间的垂直距离根据控制的需要而定。

本发明油水分界面升降位置监测装置监测油水分界面升降的过程如下：

油水分离箱内未积集油时，界面浮筒的上底面与水面齐平，即界面随动标识浮体的重量等于界面浮筒完全浸入水或海水中的浮力。当油水分离箱水面上积集有厚度为H1的油层时，由于油层的重力作用将迫使油水分界面下降H3的高度，

H3＝H1/k2，