ДАТЧИК ОМИЧЕСКИЙ ЭКРАНИРУЮЩИЙ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ТОКА Российский патент 2012 года по МПК F17D5/06 

Устройство относится к контрольно-измерительным приборам и автоматике, может быть использовано в качестве датчика контроля целостности оболочек сосудов транспортных сетей текучих продуктов (например, трубопроводов, транспортировки углеводородного сырья или его продуктов).

Известна искробезопасная электрическая схема управления рудничным силовым коммутационным аппаратом (пускателем взрывобезопасным - например, серий ПМВИ, ПВИ, либо станцией управления взрывобезопасной серий СУВ, СУВК, СУВЛ, и т.п. [1, с.227-232]), защищающая своим функциональным исполнением (формирующим в нормальном режиме эксплуатации пульсирующий ток полупериодного выпрямления) управляемый ею коммутационный аппарат от ложного срабатывания при повреждении проводников цепи управления.

Указанное устройство не предназначено для контроля целостности оболочек сосудов транспортных сетей текучих продуктов.

Известна экранирующая оболочка шахтных кабелей [1, с.269], предназначенная для контроля утечек тока на «землю» при повреждении изоляции кабеля.

Указанное устройство не предназначено для контроля целостности оболочек сосудов транспортных сетей текучих продуктов, не может (по своему конструктивному исполнению) служить участком непосредственной цепи управления силовым коммутационным аппаратом исполнительного органа ликвидации утечек текучих продуктов.

Известен датчик (извещатель) омический охранной сигнализации - устройство, формирующее сигналы извещений о состоянии охраняемого объекта изменением электрической проводимости при механическом разрушении контролируемой извещателем поверхности [2, с.24-28] - прототип.

Указанное устройство не предназначено для контроля целостности оболочек сосудов транспортных сетей текучих продуктов, не адаптировано к взрывобезопасным силовым коммутационным аппаратам.

Известен электромагнит [5, с.578].

Указанное устройство не предназначено для управления расходом текучего продукта.

Известен клапан - устройство, управляющее расходом текучего продукта (жидкости, газа) изменением проходного сечения при перемещении затвора [5, с.212] - прототип.

Указанное устройство предназначено для механического управления расходом текучего продукта.

Известен резервуар для выделения из жидкостей примесей осаждением - отстойник [5, с.339].

Указанное устройство не предназначено для быстрого освобождения поврежденного сосуда от текучего продукта, содержащего примеси в результате повреждения.

Известен вакуумный насос [5, с.68] - устройство удаления из сосуда текучего содержимого (газов, паров).

Указанное устройство не предназначено для быстрого освобождения поврежденного сосуда от текучего продукта, содержащего примеси в результате повреждения.

Цель заявленного объекта - устройство непрерывного контроля механического режима эксплуатации (целостности оболочек) сосудов для транспортных сетей текучих продуктов (в том числе - пожаровзрывоопасных), сигнализирующее о нарушении нормы указанного режима и адаптированное по своим электрическим параметрам к типовым взрывобезопасным силовым коммутационным аппаратам, предназначенное (по своему конструктивному исполнению) служить участком непосредственной цепи управления силовым коммутационным аппаратом исполнительного органа ликвидации утечек текучих продуктов.

Указанная цель достигается тем, что чувствительным элементом (ЧЭ) датчика является проводниковый материал в виде многожильной (двух и более) экранирующей оболочки - размещенный в лабиринтной форме (например, в форме многослойных (двух и более) ленточных спиралей встречной свивки, электрически изолированных друг от друга, от оболочки сосуда и от внешней среды) по контролируемой поверхности оболочки сосуда, максимально перекрывая ее. Поперечное сечение каждой жилы экранирующей оболочки рассчитано по формуле (из [3, с.8, 16] формул электрического, закона Ома для участка цепи):

Где:

S - поперечное сечение жилы;

Р - удельное электрическое сопротивление жилы;

I - номинальный ток цепи управления коммутационного аппарата;

l - длина жилы;

U - рабочее напряжение цепи управления коммутационного аппарата.

Указанное покрытие поверхности контролируемого сосуда (проводниковые лабиринты) соединено в последовательную искробезопасную электрическую цепь ЧЭ 1 (фиг.1) с полупроводниковым диодом 2 (элементом контроля обрыва и замыкания) - цепь управления коммутационным аппаратом (аналогом вышеназванного типа по исполнению электрической схемы управления [4, с.328, 331, 343, 418-422]) исполнительного органа подачи текучего продукта в сосуд (электромагнитного клапана) и исполнительного органа опорожнения (аварийного декомпрессора) поврежденного сосуда.

На фиг.1 показано:

1 - Проводники чувствительного элемента, реагирующего на обрыв и замыкание;

2 - Оконечное устройство контрольной цепи управления;

3 - Блок управления коммутационной аппаратуры.

Принцип действия устройства (фиг.1): проводники ЧЭ 1 устройства образуют проводную линию передачи управляющего тока от оконечного устройства 2 (аналог оконечного устройства поста управления рудничной коммутационной аппаратуры - полупроводниковый диод) к блоку управления (БУ) 3 коммутационной аппаратуры клапана электромагнитного самозапорного и аварийного декомпрессора. При неповрежденной оболочке сосуда (и, соответственно, целых и не замкнутых накоротко между собой проводниках ЧЭ 1 - режим «норма») цепи проводников ЧЭ 1 позволяют протекать по ним пульсирующему току управления коммутационной аппаратуры - полупериодному выпрямленному (диодом 2) току, вызывающему срабатывание БУ 3 коммутационного аппарата, приводящего в рабочее (открытое) состояние исполнительный орган клапана электромагнитного самозапорного и в нерабочее (ждущее) состояние исполнительный орган аварийного декомпрессора. При повреждении оболочки сосуда (и, соответственно, повреждении - обрыве, либо замыкании накоротко между собой проводников ЧЭ 1 - режим «нарушение», аналогично срабатыванию указанного прототипа) цепи проводников ЧЭ не позволяют протекать по ним пульсирующему (полупериодно-выпрямленному) току управления - ток либо отсутствует (при обрыве цепи), либо течет невыпрямленный (при коротком замыкании проводников цепи управления, шунтирующем диод, выпрямлявший ток управления).

Данное устройство может быть использовано для контроля целостности как трубопроводов транспортировки нефти и газа (в том числе - подводных, проложенных по морскому дну), так и для контроля целостности иных сосудов, например, трубопроводов сетей водо- и теплоснабжения, резервуаров и т.п. Совместно с клапаном электромагнитным самозапорным и аварийным декомпрессором (приводимыми в действие коммутационной аппаратурой вышеуказанного типа, управляемой данным устройством) представляет надежное техническое средство безопасности от аварий и ЧС в любых системах трубопроводных сетей.

2. КЛАПАН ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ САМОЗАПОРНЫЙ ЛИКВИДАЦИИ УТЕЧЕК В ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЯХ ТЕКУЧИХ ПРОДУКТОВ.

Устройство относится к контрольно-измерительным приборам и автоматике, может быть использовано в качестве исполнительного механизма быстрой локализации аварий, связанных с повреждением целостности оболочек сосудов транспортных сетей текучих продуктов (например, трубопроводов, транспортировки углеводородного сырья или его продуктов).

Цель заявленного объекта - устройство защитного (противоаварийного) электромеханического управления расходом текучего продукта - мгновенного (доли секунды) автоматического закрывания доступа продукта в поврежденный сосуд (участок трубы).

Указанная цель достигается тем, что устройство (фиг.2) состоит из клапана 4, прижатого к седлу 5 пружиной возвратной 6, и электромагнита 7, предназначенного для открытия клапана 4 при подаче на электромагнит 7 рабочего напряжения (включаемого коммутационной аппаратурой при срабатывании ЧЭ 1).

На фиг.2 показано:

4 - Клапан;

5 - Седло;

6 - Пружина возвратная;

7 - Электромагнит.

3. АВАРИЙНЫЙ ДЕКОМПРЕССОР ЛИКВИДАЦИИ УТЕЧЕК В ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЯХ ТЕКУЧИХ ПРОДУКТОВ.

Устройство относится к контрольно-измерительным приборам и автоматике, может быть использовано в качестве исполнительного механизма быстрой локализации аварий, связанных с повреждением целостности оболочек сосудов транспортных сетей текучих продуктов (например, трубопроводов, транспортировки углеводородного сырья или его продуктов).

Цель заявленного объекта - устройство для быстрого освобождения (опорожнения) поврежденного сосуда от текучего продукта, содержащего примеси в результате повреждения.

Датчик предназначен для локализации аварийной ситуации, связанной с повреждением любого технологического сосуда транспортных сетей текучих продуктов. Датчик, в котором чувствительным элементом является изолированный проводниковый материал, выполненный в виде экранирующей оболочки, размещенный в лабиринтной форме по поверхности контролируемого сосуда, представляющий собой проводную линию передачи управляющего тока от оконечного устройства - полупроводникового диода к блоку управления коммутационной аппаратуры клапана электромагнитного - самозапорного и аварийного декомпрессора (устройство откачки текучего продукта), поперечное сечение каждой жилы экранирующей оболочки рассчитано по формуле. Технический результат - повышение надежности. 3 ил.

Датчик омический, отличающийся тем, что чувствительным элементом датчика является изолированный проводниковый материал, выполненный в виде экранирующей оболочки, размещенный в лабиринтной форме по поверхности контролируемого сосуда, представляющий собой проводную линию передачи управляющего тока от оконечного устройства - полупроводникового диода к блоку управления коммутационной аппаратуры клапана электромагнитного самозапорного и аварийного декомпрессора (устройство откачки текучего продукта), поперечное сечение каждой жилы экранирующей оболочки рассчитано по формуле
S>ρ·I·l/U,
где S - поперечное сечение жилы;
ρ - удельное электрическое сопротивление жилы;
I - номинальный ток цепи управления коммутационного аппарата;
l - длина жилы;
U - рабочее напряжение цепи управления коммутационного аппарата.