ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2009 года по МПК F15B11/00 

Изобретение относится к гидравлическим системам технологических трубопроводов предприятия - промысла углеводородов (нефти, газа, газового конденсата), атомной электростанции, металлургического предприятия, машиностроительного предприятия, пищевого предприятия, предприятия строительной индустрии, тепловой электростанции и др.

Из существующего уровня техники известна система водоснабжения населенного пункта, включающая напорный водовод, резервуар, распределительную сеть, водоструйный насос и регулятор давления (см., например, SU 947310 А, опубл. 30.07.1982).

Известная система предусматривает регулирование напора в распределительной сети за счет использования свойства саморегулирования подачи водоструйного насоса. Однако из-за отсутствия плавного изменения нагрузки на гидравлическую систему в такой системе могут возникать нежелательные гидроудары, вызывающие преждевременный износ и выход из строя оборудования трубопровода, а следовательно, удорожание технического обслуживания гидравлической системы.

Заявляемое изобретение направлено на плавное повышение нагрузки на гидравлическую систему технического объекта и работающий насос при плавном повышении давления жидкости в гидравлической системе от нулевого значения при полном отсутствии давления и тока жидкости в системе до рабочего, т.е. задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение плавного пуска гидравлической системы с исключением возможности возникновения больших гидродинамических нагрузок на гидравлическую систему (гидроудара), а также снижение материалоемкости элементов пускового устройства, повышение безопасности и надежности системы в целом, снижение расходов на ее ремонт и эксплуатацию.

Поставленная задача решается за счет того, что гидравлическая система технического объекта, согласно изобретению, содержит, по меньшей мере, один напорный трубопровод - магистральный, промежуточный, сетевой или внутренней разводки объекта, предназначенный для напорного пропуска рабочего тела, преимущественно, жидкости, от источника энергии к потребителю или промежуточному накопителю, насосное оборудование, включающее, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом, содержащую запирающий элемент запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, а также, по меньшей мере, одно гидромеханическое устройство плавной нагрузки гидравлической системы, подключенное к напорному трубопроводу или, по меньшей мере, к одному технологическому трубопроводу, преимущественно, с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе насосом или насосной группой и ближайшей запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, сообщенное с трубопроводом по рабочему телу, преимущественно, по перекачиваемой жидкости и смонтированное с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры, при этом гидромеханическое устройство включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, имеющий корпус регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему, снабженный обратным клапаном и жиклером, и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек с изменяющимся рабочим объемом, регулируемо возвратно наполняемым жидким рабочим телом при возрастании давления в трубопроводе, и передаточный механизм, при этом подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе - входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры, причем передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток», при этом шток, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода и наоборот.

В качестве гидравлической системы технического объекта может быть принята гидравлическая система технологических трубопроводов предприятия - промысла углеводородов преимущественно нефти и газа, и/или газового конденсата, при этом промысел может содержать, по меньшей мере, одну активную скважину и нефтесборный пункт, а в качестве, по меньшей мере, одного из трубопроводов может быть принят снабженный, по крайней мере, одной запорной и/или запорно-регулировочной арматурой и обустроенный насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электродвигателем, технологический трубопровод, оснащенный, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы.

Промысел может быть оснащен образующими дополнительные, в том числе самостоятельные гидравлические системы, трубопроводами сети теплоснабжения, сети водоснабжения, сети сточных вод, оснащенных насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, при этом, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из упомянутых дополнительных сетей может быть снабжен, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавной нагрузки сети, смонтированным и подключенным к трубопроводу указанной сети аналогично подключению к трубопроводу основной гидравлической сети упомянутого технического объекта.

В качестве гидравлической системы технического объекта может быть принята гидравлическая система магистрального нефтепровода, нефтепродуктопровода, газоконденсатного провода, и/или гидравлическая система внутристационарных коммуникаций головной, промежуточной нефтеперекачивающей станции, включающая систему обвязки технологическими проводами, оснащенную насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом, и запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, при наличии резервуаров - резервного парка с возможностью подключения, по меньшей мере, одного упомянутого гидромеханического устройства для плавной нагрузки гидравлической системы.

В качестве гидравлической системы технического объекта может быть принята гидравлическая система оснащенных насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой технологических трубопроводов атомной электростанции, оснащенной, по меньшей мере, одним основным атомным реактором и реактором подогрева энергетического блока атомной электростанции, а в качестве, по меньшей мере, одного из указанных трубопроводов может быть принят трубопровод технологической обвязки упомянутых реакторов, либо трубопровод горячего теплоснабжения вырабатываемой на станции тепловой энергией, также оснащенный не менее чем одним напорным насосом, предпочтительно, с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой и не менее чем одним смонтированным и подключенным к трубопроводу с напорной стороны на участке между насосом и арматурой упомянутым гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы.

В качестве гидравлической системы технического объекта может быть принята гидравлическая система технологических трубопроводов металлургического предприятия типа металлургического комбината по производству черных металлов, мартеновского цеха, прокатного цеха, прокатного стана, блюминга-слябинга; предприятия цветной металлургии - алюминиевого комбината, медеплавильного завода, никелевого комбината, основного и/или вспомогательного технологических комплексов предприятия цветной металлургии электростанции и/или котельной указанных предприятий и/или их технологических комплексов с образованием дополнительных гидравлических систем теплоснабжения, горячего, холодного снабжения, отвода бытовых и технологических отработанных вод, включая напорные трубопроводы канализации, в том числе автономных, причем, по меньшей мере, один из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом, запорной и/или запорно-регулировочной арматурой может быть оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны насоса насосного оборудования и гидромеханически к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

В качестве гидравлической системы технического объекта может быть принята гидравлическая система технологических трубопроводов машиностроительного предприятия типа предприятия и/или цеха тяжелого энергетического машиностроения - цеха по производству технологического оборудования для предприятий газовой промышленности, то же для нефтяной промышленности, то же для тепловых электростанций, то же для атомных станций; цеха или технологического комплекса раскроя и резки заготовок, цеха или технологического комплекса механообработки заготовок, поста, технологического комплекса укрупнительной сборки, окраски и доводки изделий; автокомбината, вспомогательного цеха, главного конвейера сборки автомобилей, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом, запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны от насоса насосного оборудования и гидромеханически к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

В качестве гидравлической системы технического объекта может быть принята гидравлическая система технологических трубопроводов пищевого предприятия типа мясокомбината, молокозавода, маслозавода, консервного предприятия, овоще- и/или фруктоперерабатывающего предприятия, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом, и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, может быть оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны от насоса насосного оборудования и гидромеханически к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

В качестве гидравлической системы технического объекта может быть принята гидравлическая система технологических трубопроводов предприятия строительной индустрии типа домостроительного комбината, завода металлоконструкций, завода железобетонных конструкций и изделий, завода и/или цеха по производству минераловатных изделий и/или стройпластмасс, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом, и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, может быть оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны от насоса насосного оборудования и гидромеханически к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

В качестве гидравлической системы технического объекта может быть принята гидравлическая система технологических трубопроводов тепловой электростанции, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос, преимущественно, с электроприводом, и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, может быть оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны от насоса насосного оборудования и гидромеханически к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

В корпусе регулятора скорости открытия упомянутой арматуры могут быть размещены вышеупомянутые обратный клапан и жиклер, причем жиклер и обратный клапан могут быть выполнены конструктивно совмещенными.

Обратный клапан регулятора скорости открытия упомянутой арматуры может содержать имеющий пропускной канал с выходными отверстиями шток с выполненной на одном его конце заслонкой, а на другом - жиклером, включающим регулирующий, предпочтительно, винтовой элемент, введенный в пропускной канал штока обратного клапана с возможностью, по крайней мере, частичного перекрытия проходного сечения пропускного канала - пропускного отверстия для его калибровки с помощью иглы жиклера, которой может быть снабжен винтовой элемент, путем изменения ее положения относительно пропускного канала.

Регулятор скорости открытия упомянутой арматуры может быть снабжен возвратным устройством, установленным на винтовом элементе жиклера и выполненным, например, в виде пружины.

Корпус регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры может содержать, по меньшей мере, три отсека, в первом отсеке может быть расположена заслонка обратного клапана с выполненным в ней входным отверстием пропускного канала, во втором отсеке может быть расположен, по крайней мере, частично шток обратного клапана и, по меньшей мере, одно выходное отверстие пропускного канала, выполненное в штоке, в третьем отсеке может быть расположен винтовой элемент жиклера и возвратное устройство регулятора скорости открытия, при этом второй отсек может быть соединен по рабочему телу с силовой камерой, а в корпусе регулятора скорости открытия в области третьего отсека может быть выполнено отверстие, закрытое винтовой заглушкой для обеспечения регулировки проходного сечения пропускного канала посредством винтового элемента.

Для изменения положения иглы жиклера относительно пропускного отверстия жиклер может быть снабжен устройством калибровки, выполненным с возможностью его регулировки вручную с внешней стороны корпуса регулятора скорости открытия запорной или запорно-регулировочной арматуры.

Гидромеханическое устройство может быть снабжено возвратным устройством гидромеханического привода, связанным с передаточным механизмом и/или мембраной привода и выполненным, например, в виде пружины, а регулятор скорости открытия упомянутой арматуры может быть снабжен возвратным устройством, связанным с обратным клапаном и/или жиклером и выполненным, например, в виде пружины.

Силовая камера может быть снабжена герметичной упругой мембраной, разделяющей корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек, причем мембрана может быть выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления как в сторону заполняемого отсека, так и в сторону незаполняемого отсека силовой камеры, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры может быть выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура может быть выполнена с имеющим шпиндель запирающим органом, а передаточный механизм может состоять, по меньшей мере, из двух элементов, при этом первый элемент - шток передаточного механизма через предохранительную накладку может быть соединен с мембраной силовой камеры, а второй элемент может быть соединен с запирающим органом запорно-регулировочной арматуры, предпочтительно, через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней.

Первый и второй элементы передаточного механизма могут быть выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например, шарнирно, причем во втором элементе в месте соединения его с первым может быть выполнено отверстие, внутри которого расположен штифт, соединяющий оба указанных элемента, причем второй элемент передаточного механизма может быть выполнен с возможностью поворота от 0 до 90 градусов от исходного положения, при этом 0 градусов соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90 градусов - полностью открытой.

Силовая камера может быть снабжена поршнем, разделяющим корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек и выполненным с возможностью перемещения в зависимости от давления как в сторону заполняемого отсека, так и в сторону незаполняемого отсека силовой камеры, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры может быть выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура может представлять собой кран, например шаровой.

Передаточный механизм, взаимодействующий с запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, может быть выполнен в виде рычага или кривошипного механизма, или зубчатой рейки.

Максимальная пропускная способность обратного клапана регулятора скорости открывания упомянутой арматуры, по меньшей мере, в два раза может превышать максимальную пропускную способность жиклера.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной группы изобретений, является обеспечение безопасности и снижение энергозатрат при эксплуатации гидравлических систем технического объекта, содержащих несжимаемые жидкости, а также повышение долговечности и надежности работы, снижение затрат на ремонт и обслуживание вследствие снижения нагрузки на элементы гидравлической системы - запорную арматуру, трубопроводы и на электродвигатель насоса, что достигается разработанным в изобретении сочетанием существенных признаков, создающих совокупный положительный эффект, превышающий сумму входящих эффектов от отдельных элементов изобретения, а именно принятое в изобретении расположение сообщенного с трубопроводом по рабочему телу или рабочей среде предложенного устройства на участке между насосом и запорно-регулировочной арматурой, позволяет включать насос и осуществлять набор оборотов, близких к рабочим, при закрытой арматуре, что снижает энергозатраты при запуске электродвигателя насоса, а последовательность расположения и предложенные конструктивные решения регулятора скорости открытия и гидромеханического привода арматуры обеспечивают, с одной стороны автоматически достигаемую плавность открытия задвижки и включения гидравлической системы, а с другой стороны, обеспечивают быстрый сброс давления в устройстве и отключение системы при выключении двигателя. Последнее достигается за счет предложенного в изобретении регулируемого соотношения пропускной способности жиклера и обратного клапана гидромеханического устройства для плавной нагрузки гидравлической системы, а также за счет выполнения силовой камеры, обеспечивающей плавное движение передаточного механизма гидромеханического привода в режиме открывания задвижки и более быстрое, но также плавное закрывание, усиленное срабатывающей в режиме обратного хода за счет дополнительной энергии пружинного усилителя хода. Это создает в совокупности необходимую плавность и регулируемую быстроту работы устройства, а также экономичность, возможность как автономной, так и совместной с другими устройствами работы в гидравлической системе водоснабжения.

Технические решения иллюстрируются чертежами, на которых представлен частный случай выполнения систем водоснабжения здания, сооружения, а также комплексного потребителя, не охватывающий, и, тем более, не ограничивающий весь объем притязаний данного решения.

На фиг.1 изображено включенное в гидравлическую систему технического объекта гидромеханическое устройство с силовой камерой, снабженной мембраной, соединенное с трубопроводом (рабочее тело или рабочая среда не показаны);

на фиг.2 изображено включенное в гидравлическую систему технического объекта гидромеханическое устройство с силовой камерой, снабженной поршнем, соединенное с трубопроводом (рабочее тело или рабочая среда не показаны);

на фиг.3 представлен регулятор скорости гидромеханического устройства открытия запорно-регулировочной арматуры с выкрученной заглушкой;

на фиг.4 изображена силовая камера гидромеханического устройства;

на фиг.5 дано гидромеханическое устройство в начале процесса открытия арматуры - двигатель насоса в фазе выхода из холостого хода на рабочие обороты;

на фиг.6 показано гидромеханическое устройство с полностью открытой запорно-регулировочной арматурой - двигатель в фазе работы на полную мощность;

на фиг.7 изображено гидромеханическое устройство после окончания воздействия давления - при выключенном двигателе;

на фиг.8 - то же, гидромеханическое устройство в варианте выполнения с промежуточным (дополнительным) рабочим телом;

на фиг.9 - то же, гидромеханическое устройство в варианте выполнения с несколькими промежуточными (дополнительными) рабочими телами;

на фиг.10 дан вариант выполнения гидромеханического устройства с передаточным механизмом в виде зубчатых рейки и колеса.

Гидравлическая система 1 технического объекта оснащена связанным с источником энергии насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос 2, преимущественно, с электроприводом, запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 3 с запирающим элементом, а также, по меньшей мере, одним гидромеханическим устройством 4 плавной нагрузки гидравлической системы 1, подключенным к трубопроводу 5 - магистральному, промежуточному, сетевому или внутренней разводки объекта, предназначенному для напорного пропуска рабочего тела 6, преимущественно жидкости. Гидромеханическое устройство подключено с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе 5 насосом 2 и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 3. Оно сообщено с трубопроводом 5 по рабочему телу 6, преимущественно, по теплоносителю. Гидромеханическое устройство 4 включает последовательно соединенные между собой входной патрубок 7, регулятор 8 скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3 и передачи нагрузки на гидравлическую систему 1 с обратным клапаном 9 и жиклером 10, а также гидромеханический привод 11. Подключение к трубопроводу 5 гидромеханического устройства 4 выполнено двойным: на входе - входным патрубком 7 оно сообщено с трубопроводом 5 по рабочему телу 6, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом 11 с запирающим элементом (на чертежах не показан) запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3. Гидромеханический привод 11 включает силовую камеру 12 и передаточный механизм 13. Передаточный механизм 13 выполнен подвижным и соединенным с силовой камерой 12 по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток» в зависимости от выполнения силовой камеры 12. Передаточный механизм 13 подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры 3 с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода и наоборот.

Регулятор 8 скорости открытия запорно-регулировочной арматуры 3 может быть сообщен с силовой камерой 12 как по рабочему телу 6, то есть по теплоносителю, так и по промежуточному (дополнительному) рабочему телу 14 или нескольким телам, жидким и/или газообразным. В качестве промежуточного (дополнительного) рабочего тела 14 может быть использован гель. При использовании несколько рабочих тел на участке между регулятором скорости и силовой камерой может быть использовано устройство или устройства известных конструкций, препятствующих смешению рабочих тел между собой.

Регулятор 8 скорости открытия упомянутой арматуры 3 включает корпус 15, в котором размещены обратный клапан 9 и жиклер 10, причем жиклер 10 и обратный клапан 9 выполнены конструктивно совмещенными. Обратный клапан 9 содержит шток 16, имеющий пропускной канал 17 с выходными отверстиями 18. На одном конце штока 16 выполнена заслонка 19, а на другом - жиклер 10. Жиклер 10 представляет собой регулирующий винтовой элемент 20, введенный в пропускной канал 17 штока 16 обратного клапана 9. Винтовой элемент 20 выполнен с возможностью перекрытия проходного сечения пропускного канала 17 - пропускного отверстия для его калибровки с помощью иглы 21 жиклера 10, которой снабжен винтовой элемент 20. Эта калибровка достигается путем изменения положения иглы 21 жиклера 10 относительно пропускного канала 17. На винтовом элементе 20 жиклера 10 установлено возвратное устройство в виде пружины 22. Корпус 15 регулятора 8 скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3 содержит три отсека. В первом отсеке 23 расположена заслонка 19 обратного клапана 9 с выполненным в ней входным отверстием 24 пропускного канала 17. Во втором отсеке 25 расположен шток 16 обратного клапана 9 и выходные отверстия 18 пропускного канала 17. В третьем отсеке 26 расположен винтовой элемент 20 жиклера 10 и возвратное устройство регулятора 8 скорости открытия (пружина 22). Второй отсек 25 соединен по рабочему телу 6 с силовой камерой 12. Жиклер 10 снабжен устройством калибровки. Для этого в третьем отсеке 26 выполнено отверстие 27, закрытое винтовой заглушкой 28, что позволяет регулировать вручную с внешней стороны корпуса 15 регулятора 8 скорости открытия запорной или запорно-регулировочной арматуры 3 проходное сечение пропускного канала 17 - пропускное отверстие посредством винтового элемента 20.

Силовая камера 12 представляет собой корпус 29, снабженный герметичной упругой мембраной 30, разделяющей его на два отсека. Заполняемый рабочим телом 6 отсек 31 изменяет свой рабочий объем, поскольку регулируемо возвратно наполняется жидким рабочим телом 6 при возрастании давления в трубопроводе. Другой отсек - незаполняемый рабочим телом 6 отсек 32. Мембрана 30 выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления как в сторону заполняемого отсека 31, так и в сторону незаполняемого отсека 32. В незаполняемом отсеке 32 выполнено отверстие 33 с закрепленной в нем направляющей втулкой 34, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма 13.

В другом варианте исполнения (фиг.2) силовая камера 12 представляет собой корпус 28 в виде цилиндра, снабженный поршнем 35, разделяющим его на упомянутый заполняемый рабочим телом 6 отсек 31 с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек 32. Поршень 35 выполнен с возможностью перемещения в зависимости от давления как в сторону заполняемого отсека 31, так и в сторону незаполняемого отсека 32 силовой камеры 12. В незаполняемом отсеке 32 силовой камеры 12 выполнено отверстие 33 с закрепленной в нем направляющей втулкой 34, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма 13.

Передаточный механизм 13 состоит из двух элементов. Первый элемент 36 - шток передаточного механизма 13 соединен через предохранительную накладку 37 с мембраной 30 в варианте выполнения силовой камеры 12 с мембраной или с поршнем 35 в другом варианте выполнения силовой камеры 12. Второй элемент 38 соединен с запирающим органом запорно-регулировочной арматуры 3, предпочтительно, через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней. Первый 36 и второй 38 элементы передаточного механизма 13 выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например шарнирно. Во втором элементе 38 в месте соединения его с первым элементов 36 выполнено отверстие 39, внутри которого расположен штифт 40, соединяющий оба указанных элемента. Второй элемент 38 передаточного механизма 13 выполнен с возможностью поворота от 0 до 90 градусов от исходного положения, при этом 0 градусов соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90 градусов - полностью открытой.

Гидромеханический привод 11 в предпочтительном варианте выполнения снабжен возвратным устройством в виде пружины 41, установленной на втором элементе 38 - штоке передаточного механизма 13 и связанной либо с передаточным механизмом 13, либо с мембраной 30 или с поршнем 35 силовой камеры 12.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура 3 представляет собой шаровой кран (на чертеже не показано). Передаточный механизм 13, взаимодействующий с ней, может быть выполнен в виде рычага или кривошипного механизма. Либо первый элемент 34 передаточного механизма может быть выполнен в виде зубчатой рейки 42, а второй элемент 36 - в виде зубчатого колеса 43, связанного с запорно-регулировочной арматурой 3 (фиг.10).

Максимальная пропускная способность обратного клапана 9 регулятора 8 скорости открывания упомянутой арматуры 3, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера 10.

Работу гидравлической системы 1 технического объекта, оснащенной гидромеханическим устройством 4 для плавной нагрузки гидравлической системы, в общем виде можно описать следующим образом.

Включают насос 2, сообщенный с одной стороны с источником жидкости, а с другой с автоматическим гидромеханическим устройством 4. Пуск электродвигателя насоса 2 осуществляют в два этапа. На первом этапе при закрытой запорно-регулировочной арматуре 3 двигатель работает, предпочтительно, на холостых или близких к ним оборотах, не перекачивая объем теплоносителя гидравлической системы 1, а нагнетая ее в регулятор 8 скорости открытия запорно-регулировочной арматуры 3, который присоединен к трубопроводу 5 на участке между насосом 2 и запорно-регулировочной арматурой 3. Рабочее тело 6, теплоноситель, проходя через жиклер 10 регулятора 8 скорости открытия запорно-регулировочной арматуры 3, попадает в силовую камеру 12. В процессе наполнения силовой камеры 12, рабочее тело 6 начинает воздействовать на мембрану 30, постепенно деформируя ее, или на поршень 35, постепенно перемещая его. Мембрана 30 (поршень 35), деформируясь (перемещаясь), приводит в движение первый элемент 36 передаточного механизма 13, движущийся поступательно пропорционально деформации мембраны 30 (перемещению поршня 35). Первый элемент 36, перемещаясь, преодолевает усилие возвратного устройства в виде пружины 41 гидромеханического привода 11. С помощью второго элемента 38 передаточного механизма 13, связанного с первым элементом 36, поступательное движение преобразуется в движение запирающего органа арматуры 3, направленное на постепенное открытие арматуры в течение определенного промежутка времени. Перед эксплуатацией трубопровода 5 жиклер 10 регулятора 8 скорости настраивают таким образом, чтобы обеспечить необходимый временной интервал от начала пуска двигателя насоса при закрытой арматуре 3 до полного открытия арматуры 3. Этот интервал находится в пределах от 1 с до 30 с. После остановки электродвигателя и уменьшения давления в трубопроводе 5 рабочее тело 6 вытесняют из силовой камеры 12 через открываемый под действием давления пружины 41 обратный клапан 9 регулятора 8 скорости открытия упомянутой арматуры 3. Открытие обратного клапана 9 обеспечивается усилием, создаваемым возвратным устройством (пружиной 41) гидромеханического привода 11, которое превосходит усилие, создаваемое возвратным устройством (пружиной 22) обратного клапана 9. Максимальная пропускная способность обратного клапана 9, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера 10.

Предложенная гидравлическая система технического объекта может быть предложена в качестве гидравлической системы технологических трубопроводов предприятия - промысла углеводородов преимущественно нефти и газа, и/или газового конденсата, магистрального нефтепровода, технологических трубопроводов атомной электростанции, металлургического предприятия, машиностроительного предприятия, пищевого предприятия, предприятия строительной индустрии, а также технологических трубопроводов тепловой электростанции. Гидравлическая система любого из вышеперечисленных технических объектов смонтирована или настроена с возможностью подключения упомянутого гидромеханического устройства 4 для плавной нагрузки гидравлической системы 1 по описанной выше технологии.

Система предназначена для технологических трубопроводов предприятий. Система технического объекта снабжена, по меньшей мере, одним гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы. Гидромеханическое устройство подключается к трубопроводу с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе насосом или насосной группой и ближайшей запорной и/или запорно-регулировочной арматурой и сообщается с трубопроводом по рабочему телу, преимущественно, по жидкости. Оно монтируется с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры. Гидромеханическое устройство включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, имеющий корпус регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему, снабженный обратным клапаном и жиклером, и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом. Технический результат - повышение надежности и долговечности. 22 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Гидравлическая система технического объекта, характеризующаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один напорный трубопровод - магистральный, промежуточный, сетевой или внутренней разводки объекта, предназначенный для напорного пропуска рабочего тела, преимущественно жидкости, от источника энергии к потребителю или промежуточному накопителю, насосное оборудование, включающее, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом, содержащую запирающий элемент - запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, а также, по меньшей мере, одно гидромеханическое устройство плавной нагрузки гидравлической системы, подключенное к напорному трубопроводу или, по меньшей мере, к одному технологическому трубопроводу преимущественно с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе насосом или насосной группой и ближайшей запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, сообщенное с трубопроводом по рабочему телу, преимущественно по перекачиваемой жидкости, и смонтированное с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры, при этом гидромеханическое устройство включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, имеющий корпус регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему, снабженный обратным клапаном и жиклером, и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек с изменяющимся рабочим объемом, регулируемо возвратно-наполняемым жидким рабочим телом при возрастании давления в трубопроводе, и передаточный механизм, при этом подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе - входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры, причем передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток», при этом шток, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода и наоборот.

2. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлической системы технического объекта принята гидравлическая система технологических трубопроводов предприятия - промысла углеводородов преимущественно нефти и газа и/или газового конденсата, при этом промысел содержит, по меньшей мере, одну активную скважину и нефтесборный пункт, а в качестве, по меньшей мере, одного из трубопроводов принят снабженный, по крайней мере, одной запорной и/или запорно-регулировочной арматурой и обустроенный насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электродвигателем, технологический трубопровод, оснащенный, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы.

3. Гидравлическая система по п.2, отличающаяся тем, что промысел оснащен образующими дополнительные, в том числе самостоятельные гидравлические системы, трубопроводами сети теплоснабжения, сети водоснабжения, сети сточных вод, оснащенных насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, при этом, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из упомянутых дополнительных сетей снабжен, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавной нагрузки сети, смонтированным и подключенным к трубопроводу указанной сети аналогично подключению к трубопроводу основной гидравлической сети упомянутого технического объекта.

4. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлической системы технического объекта принята гидравлическая система магистрального нефтепровода, нефтепродуктопровода, газоконденсатного провода и/или гидравлическая система внутристационарных коммуникаций головной, промежуточной нефтеперекачивающей станции, включающая систему обвязки технологическими проводами, оснащенную насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом и запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, при наличии резервуаров - резервного парка с возможностью подключения, по меньшей мере, одного упомянутого гидромеханического устройства для плавной нагрузки гидравлической системы.

5. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлической системы технического объекта принята гидравлическая система оснащенных насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой технологических трубопроводов атомной электростанции, оснащенной, по меньшей мере, одним основным атомным реактором и реактором подогрева энергетического блока атомной электростанции, а в качестве, по меньшей мере, одного из указанных трубопроводов принят трубопровод технологической обвязки упомянутых реакторов либо трубопровод горячего теплоснабжения вырабатываемой на станции тепловой энергией, также оснащенный не менее чем одним напорным насосом предпочтительно с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой и не менее чем одним смонтированным и подключенным к трубопроводу с напорной стороны на участке между насосом и арматурой упомянутым гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы.

6. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлической системы технического объекта принята гидравлическая система технологических трубопроводов металлургического предприятия типа металлургического комбината по производству черных металлов, мартеновского цеха, прокатного цеха, прокатного стана, блюминга-слябинга; предприятия цветной металлургии - алюминиевого комбината, медеплавильного завода, никелевого комбината, основного и/или вспомогательного технологических комплексов предприятия цветной металлургии электростанции и/или котельной указанных предприятий и/или их технологических комплексов с образованием дополнительных гидравлических систем теплоснабжения, горячего, холодного снабжения, отвода бытовых и технологических отработанных вод, включая напорные трубопроводы канализации, в том числе автономных, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны насоса насосного оборудования и гидромеханически - к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

7. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлической системы технического объекта принята гидравлическая система технологических трубопроводов машиностроительного предприятия типа предприятия и/или цеха тяжелого энергетического машиностроения - цеха по производству технологического оборудования для предприятий газовой промышленности, то же для нефтяной промышленности, то же для тепловых электростанций, то же для атомных станций; цеха или технологического комплекса раскроя и резки заготовок, цеха или технологического комплекса механообработки заготовок, поста, технологического комплекса укрупнительной сборки, окраски и доводки изделий; автокомбината, вспомогательного цеха, главного конвейера сборки автомобилей, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны от насоса насосного оборудования и гидромеханически - к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

8. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлической системы технического объекта принята гидравлическая система технологических трубопроводов пищевого предприятия типа мясокомбината, молокозавода, маслозавода, консервного предприятия, овоще- и/или фруктоперерабатывающего предприятия, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны от насоса насосного оборудования и гидромеханически - к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

9. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлической системы технического объекта принята гидравлическая система технологических трубопроводов предприятия строительной индустрии типа домостроительного комбината, завода металлоконструкций, завода железобетонных конструкций и изделий, завода и/или цеха по производству минераловатных изделий и/или стройпластмасс, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны от насоса насосного оборудования и гидромеханически - к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

10. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлической системы технического объекта принята гидравлическая система технологических трубопроводов тепловой электростанции, причем, по меньшей мере, один трубопровод каждой или одной из указанных сетей, оснащенных напорным насосным оборудованием, включающим, по меньшей мере, один насос преимущественно с электроприводом и запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, оборудован, по меньшей мере, одним упомянутым гидромеханическим устройством для плавного регулирования нагрузки на гидравлическую систему, подключенным по рабочему телу гидравлически к трубопроводу с напорной стороны от насоса насосного оборудования и гидромеханически - к запирающему элементу упомянутой запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

11. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе регулятора скорости открытия упомянутой арматуры размещены вышеупомянутые обратный клапан и жиклер, причем жиклер и обратный клапан выполнены конструктивно совмещенными.

12. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что обратный клапан регулятора скорости открытия упомянутой арматуры содержит имеющий пропускной канал с выходными отверстиями шток с выполненной на одном его конце заслонкой, а на другом - жиклером, включающим регулирующий, предпочтительно винтовой элемент, введенный в пропускной канал штока обратного клапана с возможностью, по крайней мере, частичного перекрытия проходного сечения пропускного канала - пропускного отверстия для его калибровки с помощью иглы жиклера, которой снабжен винтовой элемент, путем изменения ее положения относительно пропускного канала.

13. Гидравлическая система по п.12, отличающаяся тем, что регулятор скорости открытия упомянутой арматуры снабжен возвратным устройством, установленным на винтовом элементе жиклера и выполненным, например, в виде пружины.

14. Гидравлическая система по п.13, отличающаяся тем, что корпус регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры содержит, по меньшей мере, три отсека, в первом отсеке расположена заслонка обратного клапана с выполненным в ней входным отверстием пропускного канала, во втором отсеке расположен, по крайней мере, частично шток обратного клапана и, по меньшей мере, одно выходное отверстие пропускного канала, выполненное в штоке, в третьем отсеке расположен винтовой элемент жиклера и возвратное устройство регулятора скорости открытия, при этом второй отсек соединен по рабочему телу с силовой камерой, а в корпусе регулятора скорости открытия в области третьего отсека выполнено отверстие, закрытое винтовой заглушкой для обеспечения регулировки проходного сечения пропускного канала посредством винтового элемента.

15. Гидравлическая система по п.12, отличающаяся тем, что для изменения положения иглы жиклера относительно пропускного отверстия жиклер снабжен устройством калибровки, выполненным с возможностью его регулировки вручную с внешней стороны корпуса регулятора скорости открытия запорной или запорно-регулировочной арматуры.

16. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что гидромеханическое устройство снабжено возвратным устройством гидромеханического привода, связанным с передаточным механизмом и/или мембраной привода и выполненным, например, в виде пружины, а регулятор скорости открытия упомянутой арматуры снабжен возвратным устройством, связанным с обратным клапаном и/или жиклером и выполненным, например, в виде пружины.

17. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что силовая камера снабжена герметичной упругой мембраной, разделяющей корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и не заполняемый им отсек, причем мембрана выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления, как в сторону заполняемого отсека, так и в сторону незаполняемого отсека силовой камеры, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

18. Гидравлическая система по п.17, отличающаяся тем, что запорная и/или запорно-регулировочная арматура выполнена с имеющим шпиндель запирающим органом, а передаточный механизм состоит, по меньшей мере, из двух элементов, при этом первый элемент - шток передаточного механизма через предохранительную накладку соединен с мембраной силовой камеры, а второй элемент соединен с запирающим органом запорно-регулировочной арматуры предпочтительно через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней.

19. Гидравлическая система по п.18, отличающаяся тем, что первый и второй элементы передаточного механизма выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например шарнирно, причем во втором элементе в месте соединения его с первым выполнено отверстие, внутри которого расположен штифт, соединяющий оба указанных элемента, причем второй элемент передаточного механизма выполнен с возможностью поворота от 0 до 90° от исходного положения, при этом 0° соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90° - полностью открытой.

20. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что силовая камера снабжена поршнем, разделяющим корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и не заполняемый им отсек и выполненным с возможностью перемещения в зависимости от давления как в сторону заполняемого отсека, так и в сторону незаполняемого отсека силовой камеры, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

21. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что запорная и/или запорно-регулировочная арматура представляет собой кран, например шаровой.

22. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что передаточный механизм, взаимодействующий с запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, выполнен в виде рычага, или кривошипного механизма, или зубчатой рейки.

23. Гидравлическая система по п.1, отличающаяся тем, что максимальная пропускная способность обратного клапана регулятора скорости открывания упомянутой арматуры, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера.