Устройство для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе

Устройство для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ейдгеим; -; П . Лебеди ч

А, В. Синельников, P. С. Патушинская, Л.

А. А. 6изев, Л. Н. Дружкова, В. К. Салима (72) Авторы нзобретения о; ации .

Всесоюзный научно-исследбвательский и про конструкторский институт комплексной авто нефтяной и газовой промышленности (71) Заявнтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ СКОРОСТИ НАРАСТАНИЯ

ДАВЛЕНИЯ ПРИ ГИДРОУДАРЕ

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено при автоматизации процессов в водо-нефте- и продуктопроводах.

Известно устройство для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе, содержащее струйный клапан, пневмокомпенсатор, сигнализатор скорости исполнительные механизмы и регуляторы давления, выход одного из которых соединен с î управляющим входом первого исполнительного механизма.

Недостатком известного устройства является большая величина потерь

3S энергии на струйном клапане в связи с необходимостью преобразования в нем всей потенциальной энергии в кине тическую и обратно. Кроме того, при колебаниях нагрузки в трубопроводе в рабочем диапазоне происходит сброс части продукта из трубопровода. Все это ограничивает область применения системы.

Цель изобретения - расширение области применения.

Для достижения указаннрй цели в устройстве для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе установлены формирователь и логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, причем один из выходов струйного клапана соединен через первый исполнительный механизм с пневмокомпенсатором и непосредственно со входом второго исполнительного механизма, установленного на линии сброса, а выход сигнализатора скорости соединен с управляющим входом второго исполнительного механизма через формирователь и с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ через элемент

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора давления, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом третьего исполнительного механизма, установленного на входе компенсатора.

3 93445

Иа чертеже приведена схема системы.

Устройство для опраничения скорости нарастания давления при гидроударе состоит из струйного клапана

1, пневмокомпенсатора 2 и схемы 3 . контроля и управления. Клапан 1 установлен на всасывающей линии насосной станции. Его второй выход связан с пйевмокомпенсатором 2 и линией >о слива через исполнительные механизмы 4 и 5 (ИИ) . Верхняя часть пневмокомпенсатора 2 через исполнительный механизм б соединена с линией

1 подачи воздуха для подпитки. 15

Схема 3 контроля и управления состоит из датчиков 7 и 8 давления установленных соответственно на всасывающей линии в верхней части пневмокомпенсатора 2, датчика 9 уровня, 2О жидкости в пневмокомпенсаторе 2, позиционных регуляторов 10 и 11.давления, позиционного регулятора 12 с настраиваемой зоной нечувствительности, сигнализатора 13 скорости, формирователя 14 и блока 15 логики, состоящего из элементов ИЛИ 16 и

ЗАПРЕТ 17.

Устройство для ограничения скорости нарастания давления работает следующим образом.

Струйный клапан 1 установлен в разрыве трубопровода. Клапан 1 состоит, например, из передающей части, в качестве которой использован кон35 фузор, заканчивающийся соплом, приемной части — сопла, переходящего в диффузор, и межсопловой камеры, являющийся одновременно вторым выходным ,каналом струйного клапана 1. Иежсоп40 ловая камера соединена трубопроводом с пневмокомпенсатором 2 и линией сброса.

При нормальном режиме, работы трубопровода струйный клапан 1 и пнев45 мокомпенсатор 2 находятся в динамическом равновесии. При колебаниях давления в трубопроводе продукт переходит через открытый исполнительный .механизм 4 из пневмокомпенсатора в .трубопровод и обратно, у,овень в пнев- о мокомпенсаторе 2 колеблется в малых пределах.

При отключении насосной станции по трубопроводу против течения распространяется волна повышения давления. При прохождении волны через струйный клапан 1 происходит ис" течение жидкости через межсопловую

5 4 камеру в пневмокомпенсатор 2, в результате чего происходит падение скорости нарастания вблны повышения давления.

Поскольку объем пневмокомпенсатора 2 ограничен, то он не может снизить до необходимого уровня волну повышения давления при больших возмущениях. В этом случае из трубопровода производится сброс частипродукта в безнапорную емкость. Выделение опасных возмущений производится сигнализатором 13 скорости по характеристике изменения давления в воздушном пространстве пневмокомпенсатора 2. характеристики волны, при которых происходит срабатывание сигнализатора 13 скорости, определяются режимом работы трубопровода. Если за заданное время амплитуда повышения давления превышает заданную величину, то сигнализатрр 13 выдает сигнал, поступающий

s блок !5 логики и через формирователь !4 на исполнительный механизм 5, через который происходит слив жидкости в емкость. Формирователь 14 при поступлении дискретного сигнала íà его вход отрабатывает релейный сигнал на выход, при снятии входного сигнала его выходной сигнал уменьшается с постоянной скоростью, что приводит к медленному зактытию исполнительного механизма 5. Это продотвращает появление новых гидроударов при закрытии исполнительного механизма б.

При работе струйной системы защиты может наблюдаться некоторый унос воздуха из пневмокомпенсатора. Периодическая подпитка воздухом производится автоматически. Уровень жидкости контролируется датчиком 9, связанным с позиционным регулятором 12 с настраиваемой. зоной нечувствительности. При значительном уменьшении объема воздуха в пневмокомпенсаторе сигнал, поступающий от уровнемера 9, превышает задание регулятора 12 и последний через блок 15 логики выдает сигнал на исполнительный механизм б, через который производится заполнение пневмокомпенсатора воздухом, до тех пор. пока уровень раздела фаз не опустится до заданной в регуляторе 12 величины.

При достижении этой величины выходной сигнал регулятора становитединяет струйный клапан 1 с пневмокомпенсатором 2.

Формула изобретения

Устройство для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе, содержащее струйный клапан, пневмокомпенсатор, сигнализатор скорости, исполнительные механизмы и регулято ры давления, выход одного из которых соединен с управляющим входом первого исполнительного механизма, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це" лью расширения области применения, в нем установлены формирователь и логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, причем один из выходов струйного кла пана соединен через первый исполни.тельный механизм с пневмокомпенсатором и непосредственно со входом второго исполнительного механизма, установленного на линии сброса, а выход сигнализатора скорости соединен с управляющим входом второго исполнительного механизма через формирователь и с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ через элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора давления, выход weмента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом третьего исполнительного механизма, установленного на входе компенсатора.

5 934455 ся равным 0 или ИМ 6 закрывается.

Давление воздуха для прдпитки должно превышать максимальное рабочее давление в трубопроводе.

Для предотвращения переброса продукта в линию подпитки воздухом пневмокомпенсатора 2, а также для предотвращения ложного срабатывания системы подпитки за счет изменения уровня жидкости при гидроударе в 10 схеме предусмотрена блокировка открытия ИМ 6. Блокировка осуществляется блоком 15 логики, который с помощью элементов ИЛИ 16 и ЗАПРЕТ 17 предотвращает прохождение сигнала от регулятора 12 в случае повышения давления в переходном или устано- вившемся режимах работы. С этой целью на управляющий вход элемента (ЗАПРЕТ 17 через элемент ИЛИ 16 пода- щ ны сигналы с выходов сигнализатора

13 скорости и позиционного регулятора

14, уровень срабатывания которого превышает рабочее давление при нормальной работе трубопровода. 2$

Для предотвращения опорожнения пневмокомпенсатора 2 при понижении давления исполнительный механизм 4 связан с выходом позиционного регу:лятора 10, который выдает единичный зо сигнал при падении давления в трубопроводе ниже уровня, характеризующего рабочие режимы трубопровода. При пуске насосной станции и восстанов" ления давления HM 4 открывается и со