一种简易水套炉用水位监测装置的制作方法

本实用新型涉及水套炉监测设备，尤其涉及一种简易水套炉用水位监测装置。

背景技术：

目前，胜利油田稠油区块主要采用井口掺水及中间加热的集输工艺。中间加热所使用的设备主要为简易水套炉，由于简易水套炉敞口运行，水分蒸发量大,因此需要巡检人员定期巡检加水，如果巡检不到位或者加水不及时，存在烧坏水套，甚至油路盘管的风险。由于目前油田范围内简易水套炉的标准化、自动化程度相对较低，没有成型的且价格低的水套炉液位监测及远程报警设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种成本低、能够实时监测水套炉水位且能够远程报警的简易水套炉用水位监测装置。

本实用新型是通过如下措施实现的：一种简易水套炉用水位监测装置，包括浮球筒、浮球架和设置在所述浮球筒外侧的套筒；所述浮球筒包括两端封闭的浮球筒体，靠近两端位置所述浮球筒体侧壁上对称设置有两个连通管；两个所述连通管通过法兰与所述水套炉固定连接；设置上下两个连通管既保证了水体的连通，同时又保证了浮球筒与水套炉内的气压相等或基本一致；

所述浮球架包括浮球、架体和环形显示板，所述架体包括设置在所述浮球上端面的支撑杆，所述支撑杆上端均匀分布有若干个倒L型连接杆，所述连接杆下端固定在所述环形显示板的上端面；所述浮球中心水平面与所述环形显示板的中心水平面或上端面或下端面重合；所述环形显示板外表面设置有醒目图层，便于观察水位线的位置。

所述套筒包括上端封闭、下端敞开的外套筒，所述外套筒顶面的下端面设置有与所述外套筒同轴、下端敞开的内套筒，所述外套筒侧壁与所述内套筒侧壁之间形成环形空腔，所述外套筒顶面中心设置有支撑杆穿孔，位于所述外套筒侧壁和所述内套筒侧壁之间所述外套筒顶面上设置有若干个连接杆穿孔；位于所述连通管位置所述套筒上设置有倒U型缺口；

所述浮球位于所述浮球筒体内，所述环形显示板位于所述外套筒和所述内套筒之间的环形空腔内；所述外套筒为透明材质且外表面设置有刻度线，或所述外套筒上设置有可视窗，所述可视窗上设置有刻度线。

靠近下方的所述连通管的上端面所述浮球筒体上设置有与所述环形显示板配合使用的下限位板，所述下限位板上端面设置有触点开关A，所述触点开关A与一报警器和所述水套炉供水管路的电磁阀连接；所述下限位板位于所述倒U型缺口位置，所述触点开关A位于所述环形空腔内。

靠近上方的所述连通管的下端面所述浮球筒体上设置有与所述环形显示板配合使用的上限位板，所述上限位板下端面设置有触点开关B，所述触点开关B与所述水套炉供水管路上的电磁阀连接；所述上限位板位于所述下限位板的正上方，所述触点开关B位于所述环形空腔内。其中，触点开关A与触点开关B的连接线均通过下限位板或上限位板的内部引出，并通过内套筒的倒U型缺口位置引出与其他元件如电源、报警器或电磁阀等电路连接。

所述上限位板或所述下限位板均包括一体成型的弧形固定部和设置在所述弧形固定部外表面中部的弧形限位部，所述弧形固定部两侧对称设置有螺孔，所述弧形固定部通过穿过所述螺孔的螺钉固定在所述浮球筒上，所述弧形限位部的外表面半径等于所述外套筒内表面的半径；所述触点开关A或所述触点开关B均设置在所述弧形限位部上。

所述浮球筒体外表面均匀设置有若干个条形限位凸楞，所述内套筒内表面设置有若干个与所述条形限位凸楞配合使用且底部贯通的条形限位凹槽。

所述监测装置还包括与所述套筒上端螺纹连接的上套筒，所述上套筒上端封闭、下端敞开。

其中，所述检测装置还包括控制电路，所述控制电路包括PNP型三极管Q2、NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q1和继电器KM1，所述PNP三极管Q2的集电极与稳压芯片LM7805CC串联构成+5V的稳压电路，用于为PLC供电；所述PNP三极管Q2的基极通过依次连接的电磁继电器KM1的线圈和报警器与所述NPN型三极管Q3的集电极连接，同时，所述PNP三极管Q2的基极还通过并联的触点开关SB1（即触电开关B）和触点开关SB2（即触电开关A）与所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述NPN型三极管Q1的集电极连接PLC的输入端口IO1，所述PLC输出端口IO2与所述NPN型三极管Q3的基极连接，所述继电器KM1为单刀双掷继电器，其中一组继电器触点与电磁阀串联，另一组继电器触点与触电开关SB2串联；所述PNP三极管Q2的集电极与+9V电源连接；所述单片机型号为STM32F103C8T6；所述触点开关SB1为常开触点，按下闭合松开断开，所述触点开关SB2为常闭触点，按下断开松开闭合。

所述控制电路的工作流程如下：

a、当触点开关SB1被按下时，三极管Q2和三极管Q1导通，稳压芯片输出5V电压为单片机供电，单片机上电后，先进行IO口初始化，将IO1设为输入状态，启用内部上拉，IO2设为输出状态，输出高电平，此时Q2、Q3均导通，继电器KM1的线圈导通，报警器报警，同时继电器KM1两组触点闭合，电磁阀通电，注水管道开始注水；

b、当触点开关SB2被按下时，触点开关SB2断开，PLC的IO2输出低电平，Q3、Q2不导通，继电器KM1线圈断电，两组触点断开，电磁阀断电，注水管道停止注水，此时稳压芯片输入电压几乎为0，单片机停止工作，系统关闭;

c、当触点开关SB1再次被按下时，重复上述步骤。

本实用新型的有益效果为：本实用新型能够实时监测水套炉水位且能够远程报警并自动控制加水，极大程度上减少水套炉“干烧”事故的发生，从而避免了火灾、凝管等事故的发生，同时具有成本低、安装方便、易于拆卸等优点。

附图说明

图1 为本实用新型实施例的结构示意图。

图2 为本实用新型实施例中省去上套筒的结构示意图。

图3 为本实用新型实施例中浮球筒的结构示意图。

图4 为本实用新型实施例中浮球架的结构示意图。

图5 为本实用新型实施例中套筒的结构示意图。

图6 为本实用新型实施例中套筒使用状态时的仰视图。

图7 为本实用新型实施例中套筒使用状态时的俯视图。

图8 为本实用新型实施例中套筒与浮球配合的结构示意图。

图9 为本实用新型实施例中下限位板的结构示意图。

其中，附图标记为：1、上套筒；2、套筒；201、外套筒；202、内套筒；203、条形限位凹槽；204、倒U型缺口；205、支撑杆穿孔；206、连接杆穿孔；3、浮球筒；301、底座；302、浮球筒体；303、下连通管；304、上连通管；305、条形限位凸楞；306、下限位板；307、弧形固定部；308、弧形限位部；309、螺钉；310、触点开关A；4、浮球架；401、浮球；402、支撑杆；403、连接杆；404、环形显示板。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1和图2，本实用新型是一种简易水套炉用水位监测装置，包括浮球筒3、浮球架4和设置在浮球筒3外侧的套筒2；参见图3，浮球筒3包括底座301和设置在底座301上且两端封闭的浮球401筒体302，靠近两端位置浮球401筒体302侧壁上对称设置有两个连通管；两个连通管通过法兰与水套炉固定连接；设置上下两个连通管（上连通管304和下连通管303）既保证了水体的连通，同时又保证了浮球筒3与水套炉内的气压相等或基本一致。

参见图4，浮球架4包括浮球401、架体和环形显示板404，架体包括设置在浮球401上端面的支撑杆402，支撑杆402上端均匀分布有若干个倒L型连接杆403，连接杆403下端固定在环形显示板404的上端面；浮球401中心水平面与环形显示板404的中心水平面或上端面或下端面重合；环形显示板404外表面设置有醒目图层，便于观察水位线的位置；其中，浮球401的形状不仅限于球形体，还可为空心桶状等，能够满足漂浮即可；架体为一体成型且质量小，浮球筒3尺寸能够满足浮球架4漂浮在浮球筒3的水面上；浮球筒3和浮球401的材质均具有一定的耐高温性，水套炉内的水温最高为90℃左右。

参见图5、图6和图7，套筒2包括上端封闭、下端敞开的外套筒201，外套筒201顶面的下端面设置有与外套筒201同轴、下端敞开的内套筒202，外套筒201侧壁与内套筒202侧壁之间形成环形空腔，外套筒201顶面中心设置有支撑那穿孔205，位于外套筒201侧壁和内套筒202侧壁之间外套筒201顶面上设置有若干个连接杆403穿孔206；位于连通管位置套筒2上设置有倒U型缺口204；外套筒201的下端面与浮球筒3的底座301上设置有配合使用的固定卡。

参见图8，浮球401位于浮球401筒体302内，环形显示板404位于外套筒201和内套筒202之间的环形空腔内；外套筒201为透明材质且外表面设置有刻度线，或外套筒201上设置有可视窗，可视窗上设置有刻度线。

靠近下方的连通管的上端面浮球401筒体302上设置有与环形显示板404配合使用的下限位板306，下限位板306上端面设置有触点开关A310，触点开关A310与一报警器和水套炉供水管路的电磁阀连接；下限位板306位于倒U型缺口204位置，触点开关A310位于环形空腔内。靠近上方的连通管的下端面浮球401筒体302上设置有与环形显示板404配合使用的上限位板，上限位板下端面设置有触点开关B，触点开关B与水套炉供水管路上的电磁阀连接；上限位板位于下限位板306的正上方，触点开关B位于环形空腔内。其中，触点开关A310与触点开关B的连接线均通过下限位板306或上限位板的内部引出，并通过内套筒202的倒U型缺口204位置引出与其他元件如电源、报警器或电磁阀等电路连接。通过触点开关控制电磁阀的通断以及远程控制报警器等均属于现有技术，比如触点开关可以通过放大电路与单片机连接，单片机通过驱动电路与声光报警电路连接，在此不再详细赘述。

参见图9，上限位板或下限位板306均包括一体成型的弧形固定部307和设置在弧形固定部307外表面中部的弧形限位部308，弧形固定部307两侧对称设置有螺孔，弧形固定部307通过穿过螺孔的螺钉309固定在浮球筒3上，弧形限位部308的外表面半径等于外套筒201内表面的半径；触点开关A310或触点开关B均设置在弧形限位部308上。

浮球401筒体302外表面均匀设置有若干个条形限位凸楞305，内套筒202内表面设置有若干个与条形限位凸楞305配合使用且底部贯通的条形限位凹槽203。

监测装置还包括与套筒2上端螺纹连接的上套筒11，上套筒11上端封闭、下端敞开。

其中，所述检测装置还包括控制电路，所述控制电路包括PNP型三极管Q2、NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q1和继电器KM1，所述PNP三极管Q2的集电极与稳压芯片LM7805CC串联构成+5V的稳压电路，用于为PLC供电；所述PNP三极管Q2的基极通过依次连接的电磁继电器KM1的线圈和报警器与所述NPN型三极管Q3的集电极连接，同时，所述PNP三极管Q2的基极还通过并联的触点开关SB1（即触电开关B）和触点开关SB2（即触电开关A）与所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述NPN型三极管Q1的集电极连接PLC的输入端口IO1，所述PLC输出端口IO2与所述NPN型三极管Q3的基极连接，所述继电器KM1为单刀双掷继电器，其中一组继电器触点与电磁阀串联，另一组继电器触点与触电开关SB2串联；所述PNP三极管Q2的集电极与+9V电源连接；所述单片机型号为STM32F103C8T6；所述触点开关SB1为常开触点，按下闭合松开断开，所述触点开关SB2为常闭触点，按下断开松开闭合。

所述控制电路的工作流程如下：

a、当触点开关SB1被按下时，三极管Q2和三极管Q1导通，稳压芯片输出5V电压为单片机供电，单片机上电后，先进行IO口初始化，将IO1设为输入状态，启用内部上拉，IO2设为输出状态，输出高电平，此时Q2、Q3均导通，继电器KM1的线圈导通，报警器报警，同时继电器KM1两组触点闭合，电磁阀通电，注水管道开始注水；

b、当触点开关SB2被按下时，触点开关SB2断开，PLC的IO2输出低电平，Q3、Q2不导通，继电器KM1线圈断电，两组触点断开，电磁阀断电，注水管道停止注水，此时稳压芯片输入电压几乎为0，单片机停止工作，系统关闭;

c、当触点开关SB1再次被按下时，重复上述步骤。

安装时，先将浮球筒3的两个连通管通过法兰固定在水套炉上并连通，将下限位板306安装在浮球筒3上，然后将带有浮球架4的套筒2安装在浮球筒3外侧，并保证套筒2与浮球筒3底座301的卡接到位，再将上限位板安装在浮球筒3上，将触点开关B和触点开关A301的接线连接好后，最后将上套筒1与套筒2螺纹连接，即可完成安装。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。