Устройство для регулирования уровня раздела двух жидких сред

Устройство для регулирования уровня раздела двух жидких сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО ВАНИЯ, УРОВНЯ РАЗДЕЛА ДВУХ ЖИДКИХ СР содержащее регулирующий орган, уста новленный на линии отвода из емкости, размещенный на заданном уровне границы раздела двух сред ламинарный гидравлический дроссель, блок управления , выход которого соединен с регулирующим органом, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности устройства, оно содержит турбулентный гидравлический дроссель, вход которого соединен с выходом ламинарного дросселя, и датчики.давления, подключенные входами к входу и выходу ламинарного гидравлического дросселя и к выходу турбулентного гидравлического дросселя, причем выходы датчиков давления подключены к входам блока управления. Линия отпвоЭа

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ 05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

t %= аачл

ft, «ъ1 З

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю» (21) 3476996/18-24 (22) 26.07.82 (46) 30.01.84. Бюл. В 4 (72) Я.Г.Ахунов и Л.Б.Зарецкий (71) Специальное проектно-конструкторское бюро Всесоюзного объединения

"Союзнефтеавтоматика" (53) 621.646(088.8) (56) 1. Байков, H.Ì. и др. Транспорт и подготовка нефти. Сборник. М., "Недра", 1975, с. 188.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 595709, кл. G 05 Р 9/00, 1976 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ, УРОВНЯ РАЗДЕЛА ДВУХ ЖИДКИХ СРЕД, содержащее регулирующий орган, уста1

„.SUÄÄ 1070516 А новленный на линии отвода из емкости, размещенный на заданном уровне границы разделадвух сред ламинарный гидравлический дроссель, блок управления, выход которого соединен с регулирующим органом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности устройства; оно содержит турбулентный гидравлический дроссель, вход которого соединен с выходом ламинарного дросселя, и датчики давления, подключенные входами к входу и выходу ламинарного гидравлического дросселя и к выходу турбулентного гидравлического дросселя, причем выходы датчиков давления подключены к входам

Ф Ф блока управления. е

1070516

2 ного по вязкости змульсионного слоя возникает погрушность измерения уровня границы раздела, что также сни.— жает качество регулирования.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования уровня раздела двух жидких сред, содержащем регулирующий орган, установленный на линии отвода из емкости, размещенный на заданном уровне границы раздела двух сред ламинарный гидравлический дроссель, блок управления, выход которого соединен с регулирующим органом, содержится турбулентный гидравлический дроссель, вход которого соединен с выходом ламинарного дросселя, и датчики давления, подключенные входами к входу и выходу ламинарного гидравлического дросселя и к выходу турбулентного гидравлического дросселя, причем выходы датчиков давления подключены к входам блока управления.

Блок управления содержит преобразователи перепада давления s напряжение постоянного тока, входы которых являются входами блока управления, делитель, блок сравнения и исполнительный орган, причем выходы преобразователя перепада давления в напряжение постоянного тока подключены к первому и второму входам делителя, выход которого подключен к входу блока сравнения, подключенного выходом к исполнительному органу, выход которого является выходом блока управления.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит емкость 1 с разделяемыми жидкостями, устройство 2 отбора и подачи жидкости с постоянным расходом,,ламинарный гидравлический дроссель 3 и турбулентный гидравлический дроссель 4, блок 5 управления, регулирующий орган 6, преобразователи 7 и 8 перепада давления в напряжение постоянного тока, дели1

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может найти применение в нефтяной и нефтехимической промышленностях.

Известно устройство для регулиро- S вания уровня границы раздела двух жидкостей, содержащее поплавок, связанный с регулирующим органом в линии отвода нижней жидкости из емкости. В этом устройстве контроль !9 за положением границы раздела двух жидкостей, имеющих различную плотность, осуществляется по положению поплавка, плотность которого выбрана равной среднему значению между плотностями нижней и верхней жидкостей. При отклонении плотности окружающей среды от плотности поплавка последний перемещается вверх или вниз. Величина перемещения поплавка преобразуется в регулирующее воздействие на регулирующий клапан в линии отвода нижней жидкости из емкости (13 .

Недостатком данного устройства является ограниченность области применения его для регулирования уровня границы раздела только для жидкостей с достаточно большой разницей в значениях плотностей. Кроме того, недостаточно качество регулирования из-за погрешности измерения уровня границы раздела при малом градиенте приращения ллотности в переходной зоне вблизи границы раздела. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее регулирующий орган, установленный на линии отвода иэ емкости, размещенный . на заданной границе раздела двух сред

Оаминарный гидравлический дроссель, 40 блок управления, выход которого соединен с регулирующим органом Г23.

Недостатком известного устройства является ограниченность области применения его для регулирования только 45 уровня раздела двух жидкостей, имеющих достаточно большую разницу двух сред.

Кроме того, яэ-за наличия вблизи границы раздела жидкостей однород50

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит преобразователи перепада давления в напряжение постоянного тока, входы которых являются входами блока управления, делитель, блок сравнения и исполнительный орган, причем выходы преобразователя перепада давления в напряжение постоянного тока подключены к первому и второму входам делителя,.выход которого подключен к входу блока сравнения, подключенного выходом к исполнительному органу, выход которого является выходом блока управления.

1070516 (, () а на турбулентном дросселе 4

DPy Й к (41, (2)

Т* где — динамическая вязкость жидкости;

3 плотность жидкости; — расход жидкости через дроссели;

К „.„ (3) и К * (4) — постоянные коэффициенты, зависящие от конструктивных параметров дросселей.

30

Отношение парападов -давления при неизменном значении расхода жидкости зависит только от соотношения значений вязкости и плотности жидкости, пропускаемой через гидравлические 40 дроссели 3 и 4, т.е. др ак (з1

* "=К, (З}

4Р4 2 К (4)

К лл (3) 45 где К ==-- --- — коэффициент про (4) порциональности, зависящий от кон-. струкции дросселей и от значения установленного расхода жидкости.

Значениям вязкости и плотности, характеризующим жидкость на границе раздела, соответствуют значения перепадов давления на ламинарном

3 и турбулентном 4 гидравлических дросселях, при которых выходной управляющий сигнал 5 управляющего блока 5 отсутствует. 60

При отклонении границы раздела жидкостей от уровня, на котором устанбвлено устройство отбора и подачи жидкости с постоянным расходом 2, изменяются вязкость и плотность жид- 65 тель 9, блок 10 сравнения, исполнительный орган 11.

Жидкость с заданного уровня отбирается из емкости 1 и пропускается с постоянным расходом через последовательно соединенные ламинарный 3 и 5 турбулентный 4 гидравлические дроссели. В блоке 5 управления измеряются перепады давления, возникающие на гидравлических дросселях 3 и 4, и формируется пропорциональный отноше- 10 нию измеренных значений перепадов управляющий сигнал 5 на регулирующий орган 6 в линии отвода нижней жидкости.

Перепады давления (потери напора) 15 на гидравлических дросселях, определяются как разность давлений на входе и выходе гидравлического дросселя.

Перепад давлений на ламинарном дросселе 3 кости, пропускаемой через гидравлические дроссели 3 и 4. Изменение вязкости жидкости вызывает соответствующее изменение перепада давления на ламинарном гидравлическом дросселе 3, а изменение плотности ее вызывает изменение перепада давления на турбулентном гидравлическом дросселе 4. Изменившемуся отношению перепадов давления на гидравлических дросселях 3 и 4 сбответствует управляющий сигнал, формируемый в блоке 5 управления.

s„=(c.— с, ) к, где Si — выходной сигнал блока 5 р, управления;

С =--- — отношение измеренных энадр чений перепадов давления на гидравлических дросселях

3 и 4 при изменении. уровня границы раздела жидкосдр „тей;

С =------ — заданное значение отноГр гр шения перепадов давления .при значениях вязкости и плотности на границе раздела;

К вЂ” коэффициент преобразования блока управления.

Данный сигнал воздействует на регулирующий орган 6 в линии отвода нижней жидкости из,емкости и изменяет его положение в сторону компенсации возмущения путем изменения расхода нижней жидкости. При достижении границы раздела жидкостей уровня, на котором установлено устройство 2 отбора и подачи жидкости с постоянным расходом, вязкость и плотность жидкости, пропускаемой через гидравлические дроссели 3 и 4, принимают значения, при которых управляющий сигнал на выходе блока 5 управления становится равным нулю, т.е. регулирующее воздействие прекращается.

Расширение области применения и изобретения обеспечивается тем, что в предлагаемом устройстве регулирование уровня раздела жидкостей осуществляется по двум физическим параметрам жидкости на уровне ее отбора из емкости — вязкости и плотности.

Устройство применимо как для регулирования уровня раздела жидкостей различной вязкостью, так и для регулирования уровня раздела жидкостей с различной плотностью.

Качест во регулирования в предлагаемом устройстве повышается эа счет повышения точности измерения уровня раздела жидкостей, так как изменение уровня раздела, т.е. перемещение его относительно уровня отбора .жидкости вызывает одновременное изменение вязкости и плотности жидкости, пропуска1070516

Составитель Т.Задворная

Редактор Н.Стащишина Техред H.Мет лева Корректор Г;Решетник. е

Заказ 11б80/44 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 емой через гидравлические дроссели.

Как правило, в технологических установках регулируют уровень раздела .жидкостей, иэ которых нижняяболее плотная - имеет меньшуют вязкость, чем верхняя - более легкая.

Например, разделы фаз "вода-нефть", "вода-масло".

При этом изменение уровня раздела приводит к увеличению плотности жидкости на уровНе ее отбора с одновременным уменьшением вязкости, либо к уменьшению плотности одновременно с увеличением ее вязкости.

Таким образом, согласно (3) даве незначительные перемещения уровня раздела относительно уровня отбора

5 жидкости и соответствующие им изменения вязкости и плотности жидкости на уровне отбора ее из емкости вызывают достаточно резкое изменение со- отношения перепадов давления на ламинарном и турбулентном дросселях, а следовательно, и регулирующего воздействия на исполнительный орган.