УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2014 года по МПК G01M3/24 

Изобретение относится к обнаружению и количественной оценке утечки жидкости из трубопровода, в частности к контролю герметичности запорной арматуры с использованием акустических колебаний, возникающих при транспортировке жидкости.

Известен способ контроля герметичности запорной арматуры трубопровода в период его эксплуатации, см. патент RU 2275610. Согласно этому способу на уплотнительном поле задвижки имеются кольцевые канавки, на которых имеются отверстия сквозных каналов, перекрываемых запорными элементами. Определение величины протечки осуществляется при закрытой задвижке, при этом, если при открытом положении запорного элемента не наблюдается протечки из сквозных каналов, то задвижка считается работоспособной. Для реализации указанного способа корпус задвижки должен иметь сквозные каналы, что в большинстве случаев неприемлемо.

Известен также способ и устройство для обнаружения протечки в задвижке трубопровода, см. патент WO 0052442. Задвижка имеет шаровой запорный орган с герметизирующими уплотнениями. В полость корпуса, между уплотнениями, ввернута трубка, на конце которой имеется датчик давления. На некотором расстоянии от этой трубки в канал трубопровода ввернута вторая трубка с вторым датчиком давления. Устройство имеет генератор импульсов давления. Сигналы обоих датчиков используются для определения наличия и величины протечки в задвижке.

Для реализации данного изобретения задвижка и трубопровод должны иметь трубки для подвода жидкости к датчикам давления.

Однако выпускаемая промышленностью запорная арматура не имеет отверстий доля контроля герметичности. Поэтому создание средства для контроля запорной арматуры, не имеющей отверстий, - актуальная задача. Особенно это важно для запорной арматуры, встроенной в действующий трубопровод.

Согласно заявленному изобретению контроль герметичности запорной арматуры осуществляется на действующем трубопроводе.

С этой целью заявляемое устройство использует звуковые колебания, возникающие в неполностью закрытой запорной арматуре трубопровода. Устройство имеет акустический датчик с усилителем сигналов, к которому подключен регулируемый полосовой фильтр, соединенный с преобразователем переменного тока в постоянный, на выходе которого установлен блок памяти амплитуд сигналов в выделенной полосе частот, соединенный с индикатором амплитуд сигналов.

При этом блок памяти амплитуд сигналов содержит ячейки памяти амплитуд сигналов, соответствующих открытому, закрытому и промежуточному положениям запорной арматуры, соединяемых переключателем с преобразователем переменного тока в постоянный.

На чертеже изображена блок-схема устройства контроля герметичности запорной арматуры трубопровода.

Акустический датчик 1 с усилителем 2 подключен к регулируемому полосовому фильтру 3, на выходе которого установлен преобразователь 4 переменного тока в постоянный.

Устройство содержит блок памяти амплитуд сигналов, который состоит из ячеек памяти 5,6,7 соответственно для открытого, закрытого и промежуточного положений запорной арматуры. Ячейки памяти 5,6,7 с помощью переключателя 8 могут подключаться к преобразователю 4 переменного тока в постоянный. Выходы ячеек памяти 5,6,7 подключены к входу индикатора 9 амплитуд сигналов, поступающих из соответствующих ячеек памяти.

Для контроля герметичности акустический датчик 1 устанавливается на запорную арматуру 10 (кран, вентиль, задвижка) трубопровода. Запорный орган арматуры трубопровода ставится в положение «открыто», при этом переключатель 8 соединяется с ячейкой памяти 5, соответствующей открытому положению запорной арматуры. Далее, с помощью регулируемого полосового фильтра 3 ограничивается полоса пропускания частот, характерных для контролируемого участка трубопровода, типа задвижки и величины давления в трубопроводе.

На выходе регулируемого полосового фильтра 3 устанавливается переменный ток, частота которого соответствует частоте пульсаций жидкости в трубопроводе. С помощью преобразователя 4 переменный ток преобразуется в постоянный, уровень напряжения которого характеризует усредненную амплитуду импульсов трубопровода при открытом положении запорной арматуры.

Таким образом, в ячейке памяти 5 фиксируется напряжение, соответствующее открытому положению запорной арматуры. Этот уровень может отображаться в индикаторе 9.

Далее запорная арматура ставится в промежуточное положение, при котором трубопровод частично перекрыт. При этом преобразователь 4 переменного тока в постоянный подключается к ячейке памяти 7, соответствующей частично закрытой запорной арматуре. При уменьшении проходного сечения трубопровода уровень шумов увеличивается. Соответственно увеличивается уровень напряжения в преобразователе 4 переменного тока в постоянный. В ячейке памяти 7 устанавливается напряжение, соответствующее частично закрытому положению запорной арматуры.

Этот уровень может отображаться в индикаторе 9.

Далее запорная арматура ставится в закрытое положение. Преобразователь 4 переменного тока в постоянный с помощью переключателя 8 соединяется с ячейкой памяти 6, соответствующей закрытому положению запорной арматуры.

При этом могут быть два случая.

Первый случай. Трубопровод полностью перекрыт. Протечки нет. При этом уровень напряжения в ячейке памяти 6 равен уровню напряжения в ячейке памяти 5, что свидетельствует об исправности запорной арматуры.

Второй случай. Запорная арматура находится в положении закрыто. Однако в ней имеется протечка. При этом уровень напряжения в ячейке 6 превышает уровень напряжения в ячейке 5. Уровни напряжений контролируются с помощью индикатора 9.

Если во всех ячейках памяти 5,6,7 уровень напряжения одинаковый, то это указывает на отсутствие жидкости в трубопроводе или на полностью неработающую задвижку.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает контроль герметичности запорной арматуры трубопровода в период его эксплуатации.

Изобретение относится к области испытаний на герметичность и может быть использовано для контроля герметичности запорной аппаратуры трубопроводов. Сущность: устройство содержит акустический датчик (1) с усилителем сигналов (2). К усилителю сигналов (2) подключен регулируемый полосовой фильтр (3), на выходе которого установлен преобразователь (4) переменного тока в постоянный. Преобразователь (4) переменного тока в постоянный соединен с блоком памяти амплитуд сигналов, состоящим из ячеек памяти (5-7) и переключателя (8). Блок памяти амплитуд сигналов соединен с индикатором амплитуд сигналов (9), свидетельствующих о состоянии герметичности запорной арматуры. Технический результат: осуществление контроля герметичности запорной арматуры на действующем трубопроводе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство контроля герметичности запорной арматуры трубопровода, содержащее акустический датчик с усилителем сигналов, отличающееся тем, что к усилителю сигналов подключен регулируемый полосовой фильтр, на выходе которого установлен преобразователь переменного тока в постоянный, соединенный с блоком памяти амплитуд сигналов, к которому подключен индикатор амплитуд сигналов, свидетельствующих о состоянии герметичности запорной арматуры.

2. Устройство контроля герметичности запорной арматуры трубопровода по п.1, отличающееся тем, что блок памяти амплитуд сигналов содержит ячейки памяти амплитуд сигналов при открытом, закрытом и промежуточном положениях запорной арматуры, соединенные переключателем с преобразователем переменного тока в постоянный.