Sonda para determinar el nivel de la fase líquida de gases licuados del petróleo y otros gases licuados, acondicionados en botellas presurizadas.

Sonda para determinar el nivel de la fase líquida de gases licuados del petróleo (GLP) y otros gases licuados,

acondicionados en botellas presurizadas.

Contiene en el interior de la botella una boya que flota sobre la fase líquida y un imán unido a dicha boya, manteniendo éste la distancia a la pared de la botella y la orientación necesarias bien a través de una guía ubicada en el interior de la botella o bien a través de un mecanismo basculante que asocia el movimiento de la boya en uno de sus extremos con un desplazamiento del imán en el otro extremo, permitiendo en ambos casos la medida de la intensidad del campo magnético producido por el imán desde el exterior mediante un smartphone con sensor Hall, sirviendo ello para asociar la posición del imán con la altura de la fase líquida, a través de marcas de nivel graduadas en el exterior de la botella o directamente a través de la medida obtenida. En una realización diferente se emplea una varilla hueca flexible rellena de material viscoelástico y un transductor de presión.

SONDA PARA DETERMINAR EL NIVEL DE LA FASE LÍQUIDA DE GASES LICUADOS DEL PETROLEO Y OTROS GASES LICUADOS, ACONDICIONADOS EN BOTELLAS PRESURIZADAS

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una sonda que contiene una boya y un imán, los cuales interactúan a través bien de una guía o bien de un mecanismo basculante, permitiendo mediante el uso extemo de un smartphone, obtener un valor de campo magnético relacionable con el nivel de líquido en el interior de la botella. Pretende solucionar un problema hasta ahora no resuelto. Y es que los dispositivos que hasta ahora se conocen para obtener el nivel en recipientes no son aplicables a los gases licuados del petróleo u otros gases licuados en botellas a presión. Para obtener el nivel en recipientes se emplean bobinas y dispositivos electrónicos que aplican corriente eléctrica basándose en el efecto magnetomotriz, lo que entraña imposibilidad de aplicación en los recipientes que son botellas a presión, por la dificultad de hacer pasar cableado del interior al exterior de dichos recipientes, que al estar presurizados deben permanecer estancos, por lo que tanto las paredes de las botellas como los grifos están fabricados a partir de piezas macizas, generalmente metálicas, unidas mediante rosca gas, lo que impide ser atravesados por cableados sin comprometer la estanqueidad. En algunos casos, esta dificultad se acentúa debido a que las botellas trabajan a presiones superiores a 5.000.000 Pa (50 bar) y la normativa obliga a que estén fabricadas de una sola pieza sin soldaduras, ya que cualquier orificio debilitaría su resistencia, por lo que en la práctica no es posible trabajar con solenoides y dispositivos eléctronicos en este tipo de botellas a presión.

Para conocer la cantidad de gas almacenado en un recipiente a presión se emplean generalmente manómetros que indican la presión en el interior del recipiente, siendo el valor de la presión directamente proporcional a la cantidad de gas almacenado, al mantenerse el volumen de las botellas sin variación apreciable. El uso de manómetros en el caso de gases licuados no aporta una información fiable, al existir en el interior de la botella a presión un equilibrio

líquido-vapor, de manera que a medida que hay consumo de la fase gas, parte de la fase líquida se evapora, por lo que la presión que indica el manómetro prácticamente no varía, aunque sí se de un descenso de nivel de la fase líquida. Sólo cuando la fase líquida está prácticamente agotada, el descenso de 5 presión observado en el manómetro es apreciable y lineal, pero en ocasiones representa un descenso brusco que limita las posibilidades de control y gestión de estos productos.

En otras ocasiones una demanda excesiva de fase gas puede implicar una caída de la presión de la fase líquida sin que ésta se haya agotado, por lo ío que la lectura manométrica puede llevar a error.

Por otro lado, la naturaleza metálica de las paredes de las botellas empleadas para contener gases licuados les confiere sí resistencia mecánica, pero favorece la aparición de corrientes eléctricas parásitas que dificultan toda medida eléctrica que haya de atravesar los elementos metálicos que separan el ís interior del exterior de la botella.

Al introducir corrientes eléctricas en el interior de las botellas se desplaza el equilibrio entre las fases líquida y gaseosa hacia una mayor producción de fase gas, lo que genera el consiguiente aumento de presión, obligando a emplear mayores espesores en las paredes de las botellas, y por 20 tanto un coste de fabricación y de transporte también mayores, sin aumentar la cantidad de producto almacenado.

Todos estos inconvenientes se potencian en el caso de los GLP, dada su naturaleza inflamable, lo que refuerza la anteriormente referida inviabilidad de aplicar corrientes en el interior de la botella.

Tampoco son de aplicación en botellas de gases licuados sistemas

basados en vasos comunicantes que precisando de una tubería exterior sí pueden emplearse en depósitos de calderas fijos, pero no en el caso de botellas de gases licuados como el butano, ya que dificultaría su manejo y transporte, o no serían de aplicación en las botellas con presiones elevadas 30 fabricadas de una sola pieza y sin soldaduras.

En el caso de tratar de adaptar un imán con libre giro al interior de recipientes empleados para gases licuados, detectando su posición mediante

dipolos extemos, no sería funcional, ya que el imán al tener posibilidad de giro puede orientarse de manera que acople y propague el campo magnético por las paredes metálicas de las botellas, incluso de aquellas fabricadas en materiales amagnéticos como el aluminio o el acero inoxidable, que en presencia de un imán potente inducen magnetismo, imposibilitando asociar las medidas magnéticas a la posición del nivel de la fase líquida, ya que provocaría una rotación de la totalidad de los dipolos externos. Además se da el caso de que estas botellas son conformadas a veces mediante grandes deformaciones, sobre todo aquellas que trabajan a alta presión al partir de una única pieza, presentando elevados campos magnéticos en las zonas de mayor deformación, debido a que los granos en esas zonas se deforman y alargan, lo que provoca la alineación de los dipolos, por lo que estas zonas poseen un campo magnético propio y elevado, sin necesidad de un imán, pudiendo provocar la rotación de la pluralidad de dipolos externos sin presencia del imán vinculado a la boya.

Tampoco es una solución dotar a las botellas de costosos sistemas, ya sean solenoides o dispositivos electrónicos internos o en el caso de ser funcional, de conjuntos de dipolos externos, ya que ello obligaría a los fabricantes y distribuidores de gases licuados a incorporar estos complejos y costosos sistemas en todas las botellas, lo que unido a la problemática anteriormente comentada, haría que el coste fuera excesivo.

Es por ello que en la actualidad, para controlar la cantidad de gas licuado almacenada en algunos GLP de consumo generalizado, como pueden ser el butano o el propano, no se conoce ningún método que no sea otro que controlando el peso del recipiente bien directamente por pesada mediante báscula o bien de forma manual y muy imprecisa por el peso que se estima ai levantar el recipiente o balanceándolo para estimar la cantidad de líquido contenido, no empleándose por los motivos expuestos anteriormente ninguno de los sistemas conocidos en el estado de la técnica y descritos en los documentos que se citan más adelante en el apartado de los antecedentes de la invención. Lo mismo se puede aplicar a otros GLP de diversa naturaleza, como freones, carbónico, carbógeno u otros gases frigoríficos.

Dadas las dificultades de los sistemas que se han comentado, se hace necesario usar sondas de nivel que eviten emplear corrientes en el interior de las botellas y que no comprometan la estanqueidad y la resistencia de las mismas, permitiendo a su vez un uso sencillo en los ámbitos del hogar y la industria, sin que supongan un importante incremento en el coste de cada botella en caso de dotarlas de sistemas complejos. Todo ello, permitiendo obtener valores fiables, y sin las interferencias derivadas de la naturaleza metálica de las botellas empleadas.

APLICACIÓN INDUSTRIAL

La aplicación industrial de la presente invención se encuadra en el sector técnico de los gases licuados envasados a presión en botellas, destacando entre éstos los gases licuados del petróleo (GLP), principalmente el butano y el propano, por su amplio uso tanto en los hogares como en la industria, así como otros gases licuados como pueden ser los gases refrigerantes y el dióxido de carbono, entre otros, que se emplean principalmente en la industria, o bien la mezcla de gas denominada carbógeno, que se emplea como terapia respiratoria.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se conocen documentos que describen sistemas para controlar el nivel de líquidos en recipientes como son: GB 811417 A (GEN ELECTRIC CO LTD; ARNOLD MATTHEWS) 02.04.1959, US 20080098809 (SKINNER) 01.05.2008, WO 03044470 A1 (AUTOSENSOR AS) 30.05.2003 y ES 8305125 A1 (CESARE BONETTI S.P.A.) 16.06.1983, pero no son viables en el caso de gases licuados como el butano o el propano o en los recipientes expuestos a presión que se emplean en los ámbitos de la industria y el hogar, por los motivos descritos anteriormente en el apartado objeto de la invención y en la propia descripción de la misma. Al no resolver dichos sistemas conocidos en el estado de la técnica el problema planteado por la presente invención como lo resuelve ésta, de manera sencilla y desprendida de los inconvenientes que éstos provocan, no pueden éstos considerarse más que como reflejo del

estado...

1. Sonda para determinar el nivel de la fase líquida de gases licuados del petróleo (GLP) y otros gases licuados, acondicionados en botellas presurizadas, caracterizada por contener en el interior de la botella una boya que flota sobre la fase líquida y un imán unido a dicha boya, manteniendo éste la distancia a la pared de la botella y la orientación necesarias bien a través de una guía ubicada en el interior de la botella o bien a través de un mecanismo basculante que asocia el movimiento de la boya en uno de sus extremos con un desplazamiento del imán en el otro extremo, permitiendo en ambos casos la medida de la intensidad del campo magnético producido por el imán desde el exterior mediante un smartphone con sensor Hall, sirviendo ello para asociar la posición del imán con la altura de la fase líquida, a través de marcas de nivel graduadas en el exterior de la botella o directamente a través de la medida obtenida.

2. Sonda para determinar el nivel de la fase líquida de gases licuados del petróleo (GLP) y otros gases licuados, acondicionados en botellas presurizadas, caracterizada porque en una realización diferente la boya va fijada a una varilla hueca flexible por su extremo ciego mientras que la parte hueca se encuentra rellena de material viscoelástico, ubicados boya y varilla en el interior de la botella entran en contacto con un transductor de presión dispuesto en el exterior de la botella, a través del orificio central de un tapón cilindrico roscado en la pared en la parte superior de la botella, flexionando la boya, al flotar en la fase líquida a las distintas alturas posibles, a la varilla y trasladando las tensiones al material viscoelástico en contacto con el Bourdón, lo que permite asociar la medida del transductor con la altura de la fase líquida.