СПОСОБ СОДЕРЖАНИЯ ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ КАБЕЛЕЙ ПОД ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ Российский патент 2016 года по МПК H01B9/06 

Изобретение относится к области эксплуатации силовых кабелей и телефонных сетей, в частности линий, в которых для защиты от попадания влаги и контроля за герметичностью оболочек кабелей используется изолирующая газовая или воздушная среда под избыточным давлением.

Известен способ с использованием устройства для содержания кабелей под постоянным избыточным давлением осушенного воздуха, содержащего компрессор с ресивером, охладитель, отделитель конденсированной фазы, адсорбер, реципиенты, блок управления, управляющий манометр, блоки контроля параметров воздуха, редуцирующие, дросселирующие, запорные, сливные и стандартные органы, а также магистрали и связи управления (RU 2098903, 10.12.1997). Недостатком способа является излишне сложная последовательность операций, недостаточно высокая степень осушки воздуха, а также короткий срок службы адсорбера.

Известен также способ с использованием установки для подачи в кабели осушенных газовых смесей, которая содержит источник сжатого воздуха, теплообменник, воздушный фильтр, агрегат сброса конденсата из накопительной полости, осушительный блок, регулируемый дроссель и ресивер, соединенные воздуховодами. При этом осушительный блок выполнен в виде мембранного газоразделительного аппарата (RU 2056689, 20.03.1996). Недостатком данного способа является достаточно низкая степень осушки воздуха, а также небольшой срок службы мембранного газоразделительного аппарата.

Предлагаемое изобретение направлено на увеличение степени осушки воздуха, повышение уровня качества и надежности работы, а также на увеличение срока службы установки при уменьшении электропотребления, что в свою очередь позволяет уменьшить затраты на обслуживание установки.

Способ содержания газонаполненных кабелей под избыточным давлением характеризуется тем, что сжатый воздух из источника по воздуховоду подают в теплообменник, где происходит охлаждение и предварительная осушка воздуха, далее воздух пропускают через воздушный и пылевой фильтры для очищения от сконденсировавшейся влаги и твердых частиц соответственно, после чего воздух поступает в мембранный газоразделительный аппарат, делится на два потока, меньший из которых сбрасывается, а больший поступает в адсорбер и далее в основной ресивер, при этом до основного ресивера воздух проходит через дроссель и открытый обратный клапан. После основного ресивера воздух подают через регулируемый редуктор и выходной вентиль в оболочку кабеля. При достижении давления в основном ресивере верхнего предела отключается источник сжатого воздуха, закрывается обратный клапан, и воздух обратным током из промежуточного ресивера поступает через адсорбер и мембранный газоразделительный аппарат, удаляя накопленную влагу. При достижении давления в основном ресивере нижнего предела снова включается источник сжатого воздуха, открывается обратный клапан и цикл повторяется.

Конденсат из воздушного фильтра поступает в устройство для сброса конденсата, которое может являться механическим или электромагнитным.

Устройство для сброса конденсата содержит накопительную емкость с клапаном.

Меньший поток из мембранного газоразделительного аппарата сбрасывают в окружающую атмосферу или используют в качестве исходного или промежуточного продукта в процессах, где нужен обогащенный кислородом воздух.

В адсорбере улавливают оставшуюся после мембранного аппарата влагу.

После промежуточного ресивера сухой воздух направляют в дополнительный пылевой фильтр, который удерживает твердые частицы, попавшие в воздух из адсорбера.

Обратный клапан установлен до или после дросселя.

При отключении источника сжатого воздуха открывается клапан в накопительной емкости устройства для сброса конденсата, удаляя скопившийся конденсат.

Источником сжатого воздуха может служить, по меньшей мере, один компрессор. Промежуточный ресивер может представлять собой как емкость, так и пневмомагистраль (трубки имеют объем).

После источника сжатого воздуха возможна установка накопительного ресивера.

Мембранный газоразделительный аппарат, адсорбер и промежуточный ресивер могут быть смонтированы в одном корпусе.

Принципиальная схема установки для реализации предлагаемого способа показана на фиг. 1.

Установка для содержания газонаполненных кабелей под избыточным давлением включает источник 1 сжатого воздуха, теплообменник 2, выполняющий функцию охладителя, воздушный фильтр 3 с устройством 4 для сброса конденсата, пылевой фильтр 5 для сбора твердых частиц, мембранный газоразделительный аппарат 6, адсорбер 7, промежуточный ресивер 8, дополнительный пылевой фильтр 9 (не обязательно), дроссель 10, обратный клапан 11, установка которого возможна как до, так и после дросселя 10, основной ресивер 12, регулируемый редуктор 13, выходной вентиль 14 и соединяющие воздуховоды 15.

Устройство 4 для сброса конденсата имеет накопительную полость 16 и клапан 17, который может быть электрическим или пневматическим.

В качестве материала газоразделительных мембран, как в виде пленки, так и в виде полых волокон, могут быть использованы различные полимеры, селективно пропускающие компоненты воздушной смеси, в основном поли-4-метилпентен-1, поливинилтриметилсилан, полисульфоны или силоксансодержащие полимеры.

После промежуточного ресивера возможна установка дополнительного пылевого фильтра 9, который позволяет продлить срок службы дросселя и обратного клапана.

Между источником 1 сжатого воздуха и теплообменником 2 возможна установка накопительного ресивера 18.

Чаще всего источником 1 сжатого воздуха служит компрессор, в который поступает обычный воздух из окружающей атмосферы.

Способ реализуется следующим образом.

Из источника 1 сжатый воздух по воздуховоду 15 поступает в теплообменник 2, где происходит охлаждение воздуха и предварительная осушка за счет частичной конденсации находящейся в нем влаги. Далее воздух поступает в воздушный фильтр 3 для очищения от сконденсировавшейся влаги и паров масел, которые попадают в сжатый воздух при работе компрессора, при этом конденсат поступает в устройство 4 для сброса конденсата. Из фильтра 3 воздух проходит через пылевой фильтр 5 и поступает в мембранный газоразделительный аппарат 6, где воздух делится на два потока, меньший из которых, насыщенный влагой и обогащенный кислородом, сбрасывается в окружающую атмосферу или используется в качестве исходного или промежуточного продукта в любых процессах, где нужен обогащенный кислородом воздух. Больший же поток воздуха, осушенный примерно до точки росы - 30°C, после мембранного газоразделительного аппарата 6 поступает в адсорбер 7, где улавливается оставшаяся после мембранного аппарата 6 влага. Далее через промежуточный ресивер 8 сухой воздух поступает в дополнительный пылевой фильтр 9 для удержания (сбора) твердых частиц из адсорбера (попавших в воздух при прохождении адсорбера) и далее в основной ресивер 12, который обычно находится под избыточным давлением, при этом величину давления возможно регулировать с помощью дросселя 10, изменяя в некоторых пределах расход, степень осушки и остаточное содержание кислорода в получаемой газовой среде. Дроссель 10 устанавливается до основного ресивера 12. Также установка оснащена обратным клапаном, который может быть расположен как до, так и после дросселя 10. Из основного ресивера 12 воздух подается через регулируемый редуктор 13 и выходной вентиль 14 в оболочку кабеля.

При достижении давления в основном ресивере 12 верхнего предела, отключается источник 1 сжатого воздуха, давление начинает падать и срабатывает (закрывается) обратный клапан 11. За счет разности давлений воздух начинает идти обратным током из промежуточного ресивера 8, продувая адсорбер 7 и мембранный газоразделительный аппарат 6, удаляя накопленную влагу и уходя в атмосферу. Одновременно срабатывает (открывается) клапан 17, удаляя из накопительной емкости 17 устройства 4 скопившийся конденсат.

Как только давление в основном ресивере 12 достигнет нижнего предела, включается источник 1 сжатого воздуха. За счет резкого возрастания давления закрывается клапан 17, открывается обратный клапан 11 и цикл повторяется.

После источника 1 сжатого воздуха возможна установка накопительного ресивера 18, что позволит уменьшить периодичность работы источника 1 (например, компрессора), что может увеличить его ресурс.

Предлагаемый способ позволяет снизить риск увеличения влажности в подаваемом в оболочку кабеля воздухе (газе), а также исключить потребление электроэнергии на продув адсорбера и мембранного газоразделительного аппарата.

В результате увеличивается срок службы установки, уменьшается электропотребление, что в свою очередь позволяет уменьшить затраты на обслуживание установки.

Изобретение относится к области эксплуатации силовых кабелей и телефонных сетей, в частности линий, в которых для защиты от попадания влаги и контроля за герметичностью оболочек кабелей используется изолирующая газовая или воздушная среда под избыточным давлением. Из источника сжатого воздуха по воздуховоду сжатый воздух подают в теплообменник, где происходит охлаждение и предварительная осушка воздуха, далее воздух пропускают через воздушный и пылевой фильтры для очищения от сконденсировавшейся влаги и твердых частиц соответственно, после чего воздух поступает в мембранный газоразделительный аппарат, делится на два потока, меньший из которых сбрасывается, а больший поступает в адсорбер и далее в основной ресивер, при этом до основного ресивера воздух проходит через дроссель и открытый обратный клапан, а после основного ресивера воздух подают через регулируемый редуктор и выходной вентиль в оболочку кабеля, причем, при достижении давления в основном ресивере верхнего предела отключается источник сжатого воздуха, закрывается обратный клапан и воздух обратным током из промежуточного ресивера поступает через адсорбер и мембранный газоразделительный аппарат, удаляя накопленную влагу, а при достижении давления в основном ресивере нижнего предела снова включается источник сжатого воздуха, открывается обратный клапан и цикл повторяется. Изобретение направлено на увеличение степени осушки воздуха, повышение уровня качества и надежности работы, а также на увеличение срока службы установки при уменьшении электропотребления, что в свою очередь позволяет уменьшить затраты на обслуживание установки. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ содержания газонаполненных кабелей под избыточным давлением, характеризующийся тем, что из источника сжатого воздуха по воздуховоду сжатый воздух подают в теплообменник, где происходит охлаждение и предварительная осушка воздуха, далее воздух пропускают через воздушный и пылевой фильтры для очищения от сконденсировавшейся влаги и твердых частиц соответственно, после чего воздух поступает в мембранный газоразделительный аппарат, делится на два потока, меньший из которых сбрасывается, а больший поступает в адсорбер и далее через промежуточный ресивер в основной ресивер, при этом до основного ресивера воздух проходит через дроссель и открытый обратный клапан, а после основного ресивера воздух подают через регулируемый редуктор и выходной вентиль в оболочку кабеля, причем при достижении давления в основном ресивере верхнего предела отключается источник сжатого воздуха, закрывается обратный клапан и воздух обратным током из промежуточного ресивера поступает через адсорбер и мембранный газоразделительный аппарат, удаляя накопленную влагу, а при достижении давления в основном ресивере нижнего предела снова включается источник сжатого воздуха, открывается обратный клапан и цикл повторяется.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конденсат из воздушного фильтра поступает в устройство для сброса конденсата.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что устройство для сброса конденсата является механическим или электромагнитным.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что устройство для сброса конденсата содержит накопительную емкость с клапаном.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что меньший поток сбрасывают в окружающую атмосферу или используют в качестве исходного или промежуточного продукта в процессах, где нужен обогащенный кислородом воздух.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в адсорбере улавливают оставшуюся после мембранного аппарата влагу.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после промежуточного ресивера сухой воздух направляют в дополнительный пылевой фильтр.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что дополнительный пылевой фильтр удерживает твердые частицы, попавшие в воздух из адсорбера.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обратный клапан установлен до или после дросселя.

10. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при отключении источника сжатого воздуха открывается клапан в накопительной емкости устройства для сброса конденсата, удаляя скопившийся конденсат.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что источником сжатого воздуха служит, по меньшей мере, один компрессор.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промежуточный ресивер представляет собой пневмомагистраль.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после источника сжатого воздуха установлен накопительный ресивер.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мембранный газоразделительный аппарат, адсорбер и промежуточный ресивер смонтированы в одном корпусе.