СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАЧАЛА ОТКРЫТИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ Российский патент 2014 года по МПК G01L1/00 

Предлагаемое изобретение предназначено для измерения давления начала открытия предохранительных клапанов.

В патенте РФ №82490, МПК G01M 13/00, B66D 3/00 описан стенд для испытания дыхательных и предохранительных клапанов резервуаров с нефтью или нефтепродуктами и приспособление для его использования, содержащий кольцевой фланец для установки клапана на одном из торцов этого фланца и герметичного присоединения входного отверстия клапана к центральному отверстию этого фланца, компрессорно-вакуумное устройство для создания давления или вакуума срабатывания клапана, прибор для измерения давления или вакуума срабатывания клапана, трубопровод.

В патенте СА1138222, МПК G01N 38/00 описано устройство для периодических испытаний предохранительных клапанов аппаратов и судов, содержащее корпус, тягу, привод, захват, динамометр.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ для тестирования предохранительных клапанов, описанный в патенте SL 9600167 А, МПК G01L 1/00, G01L 1/04, G01L 7/02, а также устройство для его реализации, содержащее электродвигатель (привод), каркас, датчик давления (устройство для измерения давления), модуль управления, редуктор, фиксирующую головку (захват), устройство для измерения усилия.

Данный способ позволяет измерять давление начала открытия предохранительных клапанов без их демонтажа с трубопровода, на котором они установлены. Для измерения давления начала открытия устройство устанавливают на корпус предохранительного клапана, захват устройства закрепляют на запорном элементе клапана. После этого во внутреннюю полость предохранительного клапана подают рабочую среду рабочим давлением (среда может быть уже предварительно подана), которое в штатном режиме меньше давления начала открытия. Затем, на привод подают электрический ток. Вращаясь, вал привода через редуктор сжимает пружину клапана до тех пор, пока не происходит начало открытия клапана. Модуль управления фиксирует момент начала открытия либо по падению давления во внутренней полости клапана, либо по изменению усилия открытия, после чего вычисляет значение давления начала открытия предохранительных клапанов по зависимости:

где:

Р_H - давление начала открытия предохранительного клапана;

F - усилие, создаваемое приводом;

S - эффективная площадь седла (площадь седла, на которую действует давления рабочей среды) предохранительного клапана;

Р - давление во внутренней полости предохранительного клапана.

Значение усилия F, создаваемое приводом, либо вычисляется модулем управления через значение тока потребляемого приводом, либо определяется устройством для измерения давления, связанным с захватом устройства.

Для того чтобы достоверно определить давление начала открытия предохранительных клапанов необходимо знать значение эффективной площади их седла. Однако часто значение эффективной площади седла не известно. Определение значения эффективной площади седла требует демонтажа предохранительных клапанов с трубопровода с последующей их разборкой и измерением требуемой величины. Это приводит к значительному увеличению трудоемкости определения давления начала открытия предохранительных клапанов.

Предлагаемый способ позволяет снизить трудоемкость определения давления начала открытия предохранительных клапанов без их демонтажа с трубопровода путем измерения усилий, требуемых для открытия клапанов при двух разных давлениях в их внутренней полости и последующим вычислением давления начала открытия предохранительных клапанов по зависимостям:

где:

Р_H - давление начала открытия предохранительного клапана;

P₁ - давление во внутренней полости предохранительного клапана при первом измерении его давления начала открытия;

Р₂ - давление во внутренней полости предохранительного клапана при повторном измерении его давления начала открытия;

F₁ - усилие, необходимое для открытия предохранительного клапана при первом измерении его давления начала открытия;

F₂ - усилие, необходимое для открытия предохранительного клапана при повторном измерении его давления начала открытия. На фигуре представлено устройство для реализации предлагаемого способа измерения давления начала открытия предохранительных клапанов, установленное на предохранительный клапан.

Устройство для осуществления предлагаемого способа (см. чертеж) состоит из каркаса 1, привода 2, захвата 3, устройства 4 для измерения усилия, устройства 5 для измерения линейного перемещения, модуля управления 6, устройства 9 для измерения давления. Модуль управления 6 считывает сигналы с устройства 4 для измерения усилия, устройства 5 для измерения линейного перемещения, устройства 9 для измерения давления и посредством управляющей программы управляет приводом 2. Кроме этого, модуль управления 6 выводит значение давления начала открытия предохранительных клапанов на встроенный дисплей или другое устройство отображения информации (на чертеже не изображено). На фигуре предохранительный клапан установлен на трубопроводе 10.

Давление начала открытия предохранительных клапанов измеряют следующим образом. Устройство для осуществления предлагаемого способа устанавливают каркасом 1 на предохранительный клапан 7, при этом захват 3 и устройство 5 для измерения линейного перемещения закрепляют на запорном элементе 8. Модуль управления 6 выдает команду приводу 2, который создает усилие для перемещения запорного элемента 8. В тот момент, когда привод создает усилие, достаточное для открытия предохранительного клапана 7, запорный элемент 8 начинает перемещаться. Устройство 5 для измерения линейного перемещения фиксирует момент начала перемещения запорного элемента 8, а модуль управления 6 фиксирует значение усилия, создаваемого приводом 2. Устройство 9 измерения давления фиксирует значение давления во внутренней полости предохранительного клапана 7. После этого давление во внутренней полости предохранительного клапана 7 изменяют. Аналогичным образом модуль управления 6 повторно фиксирует значение усилия, создаваемого приводом 2. Далее, модуль управления 6, получив значения всех исходных данных, вычисляет давление начала открытия предохранительного клапана 7 по зависимостям (2). Вычислив требуемое давление начала открытия предохранительного клапана 7, все элементы устройства по команде модуля 6 управления возвращаются в исходное состояние.

Трудоемкость определения значения давления начала открытия предохранительных клапанов по предлагаемому способу была снижена в семь раз.

Применение предлагаемого способа измерения давления начала открытия предохранительных клапанов обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в снижении трудоемкости определения давления начала открытия предохранительных клапанов.

Предлагаемое изобретение предназначено для измерения давления начала открытия предохранительных клапанов. Применение предлагаемого способа измерения давления начала открытия предохранительных клапанов обеспечивает снижение трудоемкости определения давления начала открытия предохранительных клапанов без их демонтажа с трубопровода путем измерения усилий, требуемых для открытия клапанов при двух разных давлениях в их внутренней полости и последующим вычислением давления начала открытия предохранительных клапанов по зависимостям:

где:

Р_H - давление начала открытия предохранительного клапана;

Р₁ - давление во внутренней полости предохранительного клапана при первом измерении его давления начала открытия;

Р₂ - давление во внутренней полости предохранительного клапана при повторном измерении его давления начала открытия;

F₁ - усилие, необходимое для открытия предохранительного клапана при первом измерении его давления начала открытия;

F₂ - усилие, необходимое для открытия предохранительного клапана при повторном измерении его давления начала открытия. 1 ил.

Способ измерения давления начала открытия предохранительных клапанов без их демонтажа с трубопровода путем измерения усилия, требуемого для открытия клапана, давления во внутренней полости клапана и последующего вычисления требуемого значения давления начала открытия предохранительных клапанов путем измерения усилия, требуемого для открытия клапана, отличающийся тем, что измерение давления начала открытия предохранительных клапанов осуществляют путем измерения усилий, требуемых для открытия клапанов при двух разных давлениях в их внутренней полости и последующим вычислением давления начала открытия предохранительных клапанов по зависимостям:


где:
Р_H - давление начала открытия предохранительного клапана;
P₁ - давление во внутренней полости предохранительного клапана при первом измерении его давления начала открытия;
Р₂ - давление во внутренней полости предохранительного клапана при повторном измерении его давления начала открытия;
F₁ - усилие, необходимое для открытия предохранительного клапана при первом измерении его давления начала открытия;
F₂ - усилие, необходимое для открытия предохранительного клапана при повторном измерении его давления начала открытия.