Система определения и сигнализации Российский патент 2020 года по МПК F16K31/122 

Данное изобретение относится к устройству для управления потоком газа, содержащему систему определения и сигнализации.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к системе дистанционного определения и сигнализации открытого и/или закрытого состояния затвора элемента управления потоком газа, проходящего по газораспределительной линии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В области газораспределения всегда существовали запросы от потребителей на размещение устройств сигнализации, предназначенных для проверки, с удаленной станции, в каком состоянии, открытом или закрытом, находятся устройства, например, средства управления потоком, расположенные, например, внутри газорегулирующей станции.

В данном описании выражение «элементы управления» используются для обозначения устройств, предназначенных для регулирования потока газа, и устройств, предназначенных для аварийного перекрытия потока газа.

Другими словами, выражение «средства управления потоком» используется для обозначения устройств регулирования давления, а также аварийных устройств как аналогового, так и двухпозиционного типа.

Вышеупомянутые регулирующие станции по существу расположены по всей площади и физически не могут обслуживаться оператором, непрерывно контролирующим их правильную работу.

В настоящее время такая сигнализация осуществляется с помощью переключателей, непосредственно соединенных с механическим определением положения затвора элемента управления.

Тип переключателя (реле приближения) определяет, когда приближается металлическое тело.

Другими словами, благодаря непосредственному сопоставлению перемещения механического указателя длины хода затвора элемента управления потоком с металлической пластиной, расположенной вблизи данного реле, последнее выдает сигнал, указывающий на положение указателя длины хода и, следовательно, на закрытое/открытое состояние элемента управления.

Фактически, речь идет о реле приближения.

Другой тип переключателя (микропереключатель) предусматривает физическую активацию кнопки, которая при приведении в действие вышеупомянутой пластиной, выполненной за одно целое с вышеупомянутым указателем длины хода, подает сигнал об одном положении или о другом.

Другими словами, в настоящее время в обоих этих решениях предшествующего уровня техники выполняется механическое соединение между элементом управления потоком и переключателем.

Таким образом, в обоих этих решениях стержень или аналогичная металлическая деталь выступает из корпуса элемента управления, будучи непосредственно механически соединенной с корпусом элемента управления (клапан регулирования давления или отсечной клапан) для эмпирического определения состояния затвора.

Создание этого механического соединения дает возможность эмпирически определять действие, вызванное изменением или погрешностью управляемого параметра (давление ниже по потоку относительно станции) и только при правильной работе затвора элемента управления.

Кроме того, в практических случаях, создание данного механического соединения указывает на недостаток, связанный с необходимостью выполнения ряда вариантов в зависимости как от формы и размера элемента управления, так и от пространства, доступного в окружающей среде.

Другими словами, необходимо адаптировать соединение между переключателем и элементом управления для каждой конкретной ситуации, применяя соответствующие и специальные технические способы решения, такие как выступающие плиты, стержни и т.д.

Более того, поскольку известные системы расположены снаружи элемента управления, то даже если они не подвергаются воздействию неблагоприятных погодных условий внешней среды, они подвергаются при этом воздействию внешних условий, которые не всегда являются

благоприятными (например, образование конденсата, способствующего ускорению ржавления).

Кроме того, тот факт, что вышеупомянутый переключатель в любом случае питается от электрической сети и жестко соединен с корпусом элемента управления, предполагает другой недостаток, заключающийся в том, что элемент управления в совокупности со встроенным переключателем, классифицируется как узел в сборе и, в связи с этим, должен соответствовать международным требованиям с юридически обязательными и, несомненно, более строгими правилами техники безопасности.

Также, обычные системы сигнализации основаны на длине хода затвора элемента управления для указания того, работает элемент или нет. Однако в некоторых случаях (для перехода в режим регулирования) длина хода затвора может быть очень небольшой, даже в пределах нескольких десятых миллиметра, поэтому, его измерение с помощью механического детектора может быть абсолютно неточным или даже может быть не определено, если величина указанного перемещения меньше чувствительности детектора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, целью изобретения является создание устройства для управления потоком газа, содержащего систему определения и сигнализации, которая не содержит недостатков и ограничений решений предшествующего уровня техники.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание недорогой в выполнении и практичной в использовании системы определения и сигнализации. Технические особенности изобретения в соответствии с вышеупомянутыми целями можно легко понять из содержания прилагаемой формулы изобретения, в частности, из пунктов 1 и 8 и, предпочтительно, любого из пунктов формулы изобретения, который непосредственно или опосредованно зависит от указанных пунктов формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Преимущества изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых проиллюстрированы предпочтительные варианты выполнения изобретения, предоставленные лишь в качестве примера, не ограничивая при этом объема изобретения и на которых:

Фиг.1 изображает схематический вид, на котором некоторые части показаны для наглядности в разрезе, первого варианта выполнения системы, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, интегрированной в газораспределительную линию,

Фиг.2 изображает вид в разрезе фрагмента первого варианта выполнения системы, показанной на Фиг.1,

Фиг.3 изображает вид в разрезе варианта выполнения фрагмента, показанного на Фиг.2,

Фиг.4 изображает вид в разрезе варианта выполнения части фрагментов, показанных на Фиг.2 и 3,

Фиг.5 изображает схематический вид, на котором некоторые части показаны для наглядности в разрезе, второго варианта выполнения системы, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, интегрированной в газораспределительную линию,

Фиг.6 изображает вид в увеличенном масштабе фрагмента системы, показанной на Фиг.5, для лучшей иллюстрации компонентов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на Фиг.1, номер 1 позиции обозначает в целом первый вариант выполнения системы определения и сигнализации, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.

Система 1 определения и сигнализации, далее называемая также для краткости просто система 1, вставлена в блок G для регулирования газа, например, природного газа, на участке газораспределительной линии 2.

Стрелкой F показано направление движения газа по линии.

Применительно к линии 2, на показанном участке имеются расположенные друг за другом два элемента 3, 4 управления потоком газа. Они представляют собой по существу известные устройства регулирования давления.

Регулирующее устройство 3, расположенное выше по потоку относительно вышеупомянутого направления движения, представляет собой резервное и аварийное устройство, тогда как регулирующее устройство 4, расположенное ниже по потоку, представляет собой работающее в обычном режиме устройство, которое, таким образом, регулирует давление проходящего через него газа.

Данные элементы 3, 4 управления, расположенные выше и ниже по потоку, называются в дальнейшем как, соответственно, резервный регулятор 3 и главный регулятор 4.

Для каждого, как резервного, так и главного, регулятора 3, 4 предусмотрен соответствующий элемент 5, 6 управления.

Элементы 5, 6 управления представляют собой по существу устройства известного типа и приводятся в действие пневматически, с использованием разности давления газа выше по потоку и ниже по потоку относительно регуляторов 3, 4 давления.

Каждый элемент 5, 6 управления соединен с соответствующим регулятором 3, 4 с помощью соответствующей управляющей трубки 5а, 6а.

При использовании, внутри управляющих трубок 5а, 6а создается соответствующее управляющее давление Рm, определяемое соответствующим элементом 5, 6 управления и способное оказывать воздействие на регулятор 3, 4 давления для изменения работы.

Линия 2 также содержит трубку 7 для приведения в действие элементов 5, 6 управления.

На линии 2, ниже по потоку от главного регулятора 4, имеется множество точек 8a, 8b, 8c, 8d, предназначенных для измерения давления, регулируемого ниже по потоку.

От этих точек 8a, 8b, 8c, 8d проходит множество трубок 9a, 9b, 9c, 9d, предназначенных для передачи измеренной величины P1 давления на различные устройства, имеющиеся в регулирующем блоке G на линии 1.

В частности, как известно, как элементы 5, 6, управления, так и резервное и главное регулирующие устройства 3, 4, для правильной работы должны получать сигнал, представляющий собой величину P1 давления газа ниже по потоку относительно главного регулирующего устройства 4.

Способ передачи этой величины заключается в непосредственной связи каждого из вышеупомянутых регулирующих устройств и элементов управления с газом на соответствующей линии ниже по потоку относительно главного регулирующего устройства 4.

Как показано на Фиг.1, система 1 определения и сигнализации содержит пневматическое устройство 10 определения.

Как видно более наглядно из Фиг.2 и 3, устройство 10 содержит наружный защитный корпус 11, внутри которого размещена камера 12.

В камере 12 с возможностью скольжения установлен подвижный элемент 13.

Подвижный элемент 13 скользит в продольном направлении вдоль направления, совпадающего с центральной осью А наружного корпуса 11.

Подвижный элемент 13 является осесимметричным в своей протяженности.

Подвижный элемент 13 выполнен с возможностью разделения камеры 12 на две подкамеры 12а, 12b, соответственно, верхнюю и нижнюю.

На Фиг.2 и 3 подробно показаны два варианта выполнения пневматического устройства 10 определения.

В соответствии с вариантом выполнения, показанным на Фиг.2 (а также на Фиг.1), подвижный элемент 13 состоит из двух фланцев 13а, 13b, между которыми зажата деформируемая мембрана 13с.

В варианте выполнения, показанном на Фиг.3, подвижный элемент 13 содержит поршень 13d, отделенный от внутренней стенки камеры 12 с помощью двух кольцевых уплотнений 13е.

Подвижный элемент 13 в обоих вариантах его выполнения, показанных на Фиг.2 и 3, имеет два осевых выступа 14, 15, соответственно верхний и нижний.

Указанные два, верхний и нижний, выступа 14, 15 проходят, соответственно, в верхнюю подкамеру 12а и нижнюю подкамеру 12b и проходят из них через соответствующие калиброванные отверстия 14а, 15а.

Соответствующие крышки 16 установлены на верхнем и нижнем концах 11а, 11b наружного корпуса 11.

Крышки 16 преимущественно закреплены и привинчены к концам 11а, 11b.

В показанных предпочтительных вариантах выполнения пневматического устройства 10 каждая крышка 16 имеет соответствующее центральное сквозное отверстие 16а.

Как показано на Фиг.2 и 3, система 1 содержит два электрических переключателя 17 типа реле приближения, поддерживаемых вышеупомянутым пневматическим устройством 10 определения и выполненных с возможностью генерирования соответствующего электрического сигнала, обозначающего открытое и состояние положение затвора О элемента 3, 4 управления потоком газа.

Вышеупомянутые переключатели 17 типа реле приближения частично расположены в наружной части отверстия 16а, выполненного в крышке 16.

Электрические переключатели 17 ввинчены в отверстия 16а.

Более конкретно, переключатели 17 типа реле приближения выполнены с возможностью генерирования соответствующих сигналов при перемещении к ним верхних и нижних выступов 14, 15 элемента 13.

На Фиг.4 показан электрический переключатель 18 другого типа, называемый также микропереключателем, в котором физическая активация кнопки 18 происходит при контакте с соответствующим выступом 14 подвижного элемента 13.

Электрический переключатель 18, имеющий кнопку 18, служит альтернативой электрическому переключателю 17 типа реле приближения.

Что касается крайних положений подвижного элемента 13, то они в действительности характеризуют условные положения электрического переключателя 17, 18, в которых переключатели 17, 18 генерируют электрические сигналы. Винтовая пружина 19, препятствующая перемещению подвижного элемента 13, расположена внутри верхней подкамеры 12а и окружает верхний выступ 14 подвижного элемента 13.

Система 1 содержит первую пневмоемкость 20, частично ограниченную трубкой 8а, предназначенной для соединения регулирующего устройства 10 с газораспределительной линией 2 ниже по потоку относительно элемента 3 управления, и вторую пневмоемкость 21, частично ограниченную управляющей трубкой 5а резервного регулятора 3, предназначенной для соединения устройства 10 определения с элементом 3 для управления газа затвора, о состоянии которого должен быть подан сигнал.

Как следует из описанного выше, в первой пневмоемкости 20 установлено давление Р1, в то время как во второй пневмоемкости 21 установлено управляющее давление Рm.

Как показано на прилагаемых чертежах, верхняя подкамера 12а проточно сообщается с первой пневмоемкостью 20, тогда как нижняя подкамера 12b проточно сообщается со второй пневмоемкостью 21.

Таким образом, устройство 10 определения представляет собой устройство дифференциального типа, то есть подвергается воздействию двух значений давления.

Пневматический детектор 10 выполнен таким образом, что при использовании соответствующий подвижный элемент 13 принимает вышеупомянутые крайние установленные положения электрических переключателей 17, 18, по меньшей мере при переходе от состояния неравенства значений Р1, Pm давления газа в вышеупомянутых первой и второй пневмоемкостях 20, 21 к состоянию равенства значений P1, Pm давления газа в первой или второй пневмоемкостях 20, 21, или наоборот.

Фактически, в вариантах выполнения, показанных на Фиг.2 и 3, с учетом размещения двух электрических переключателей 17, один из них обычно является активным, а второй становится активным только после вышеупомянутого изменения давления ниже по потоку относительно элемента 3 управления.

С другой стороны, вариант выполнения пневматического устройства 10 определения, показанный на Фиг.1, содержит один электрический переключатель 17, предназначенный для указания только открытия или закрытия затвора элемента 3 управления, а не обоих состояний.

Таким образом, в соответствии с этим вариантом, единственный электрический переключатель 17 может быть либо нормально включен, либо нормально выключен, а затем может изменять свое состояние после изменения параметров давления.

В целом, применительно к схеме системы, показанной на Фиг.1, содержащей аварийный регулятор 3 (или монитор) и главный регулятор 4, устройство 10 определения и сигнализации по причине неисправности главного регулятора 4 приводится в действие при переходе регулятора 3 из открытого состояния (которое по существу является неактивным, то есть затвор O открыт), в регулирующее положение (то есть когда затвор O частично закрыт).

Другими словами, если главный регулятор 4 прекращает работать (то есть прекращает регулировать давление), то нужно ввести в действие резервный регулятор 3 (монитор) путем изменения управляющего давления, подаваемого элементом управления, и, следовательно, регулятор 3 получает энергию, достаточную для закрытия потока газа, при условии правильной работы затвора O элемента управления (резервного регулятора 3).

Разница давления на линии 2 выше по потоку и ниже по потоку относительно затвора О резервного регулятора 3 также создается сначала выше по потоку и ниже по потоку относительно пневматического устройства 10 определения, которое, следовательно, приводится в действие и с помощью электрического переключателя 17 подает сигнал о введении в действие резервного регулятора 3.

Более конкретно, увеличение давления выше по потоку относительно затвора O резервного регулятора 3 с использованием первой пневмоемкости 20 (управляющей трубки 5a) происходит в нижней подкамере 12b, обеспечивая, тем самым, перемещение вниз подвижного элемента 13 и одновременно устанавливая переключатель 17 в требуемый режим, генерирующий соответствующий электрический сигнал.

Таким образом, в этом случае система 1 определяет условие для приведения в действие резервного регулятора 3, генерирует одновременный электрический сигнал и передает его с помощью электрического кабеля 22 на любую удаленную станцию.

Кабель 22 образует, применительно к системе 1, соответствующие средства, предназначенные для дистанционной передачи электрического сигнала.

Как показано на Фиг.5, номер 101 позиции в целом обозначает второй вариант выполнения системы определения и сигнализации, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.

Система 101 определения и сигнализации, в дальнейшем для краткости обозначаемая как система 101, расположена на участке линии 102 для распределения газа, например, природного газа.

Стрелка F показывает направление движения газа по линии 102.

Применительно к линии 102, на изображенном участке расположено аварийное устройство 103.

Более конкретно, в качестве примера на Фиг.5 показан элемент 103, предназначенный для перекрытия потока газа, протекающего по линии 102.

Отсечной клапан 103 при нормальном режиме работы открыт, и его введение в действие предусмотрено лишь при определенных условиях, например, в случае опасных или потенциально опасных ситуаций.

В данном описании, применительно к клапану 103, показанному схематически на Фиг.5, выражения «аварийное устройство» и «отсечной клапан» используются взаимозаменяемо, никоим образом не ограничивая объем изобретения.

Более подробно, отсечной клапан 103 содержит затвор O, изображенный на Фиг.5 лишь частично, так как он показан в отведенном положении, причем затвор O предназначен для перемещения между двумя крайними положениями, соответственно, для открытия и закрытия потока газа.

Элемент 103, по существу известного типа, содержит механизм 104 для приведения в действие затвора, причем механизм 4 содержит множество соединений.

Соединения, схематически показанные на Фиг.5, вместе с пружиной 105 способствуют определению положения устойчивого равновесия, при котором затвор О удерживается в открытой конфигурации.

Приводной механизм 104 также соединен с пневматической заслонкой 106, обращенной вовнутрь камеры 107, причем при нормальных условиях существует заданная величина давления, например, атмосферное давление (p_atm), величина которого значительно ниже регулируемой величины давления газа, обычно протекающего по линии 102.

Используя пневмоемкость 108, ведущую в камеру 107, можно поместить камеру 107 под давлением, превышающим атмосферное давление, дестабилизируя, тем самым, приводной механизм 104, который при выходе из положения равновесия в открытую конфигурацию, приводит к мгновенному закрытию затвора O способом, описанным ниже.

Система 101 преимущественно содержит два элемента 150, 160 управления.

Элемент 150, 160, также известный в области техники как «контрольный» или «пусковой элемент», является по существу элементом известного типа.

В варианте выполнения, использующемся в системе, показанной на Фиг.5, каждый элемент 150, 160 управления приводится в действие пневматически, с использованием разницы между давлением p_n газа ниже по потоку относительно отсечного клапана 103 и соответствующими значениями калибровки элементов 150, 160 управления.

Другими словами, применительно, например, к элементу 150 управления, который может быть определен как элемент минимального давления, он имеет калибровочное значение, чтобы воздействовать на отсечной клапан 103 при падении величины p_n давления ниже заданного значения p_min.

Такая ситуация может возникать, например, при существенной потере газа в линии 102, когда, безусловно, перекрытие линии является целесообразным.

Аналогичным образом, со ссылкой на элемент 160 управления, который может быть определен как элемент максимального давления, он имеет такое калибровочное значение, чтобы воздействовать на отсечной клапан 103, когда давление p_n превышает заданное верхнее пороговое значение p_max.

Такая ситуация может возникать, например, при неисправности устройств регулирования давления, расположенных на линии 102, что также является ситуацией, когда, безусловно, перекрытие линии 102 является целесообразным для предотвращения поступления потока газа слишком высокого давления потребителям, которые не готовы к приему такого давления.

В целом, оба элемента 150, 160 управления функционируют одинаково, при соблюдении одного из следующих условий на линии 102 ниже по потоку от аварийного клапана 103:

p_n > p_max

p_n < p_min

при использовании пневмоемкости 108 давление в камере 107 изменяется на давление p_n, то есть по существу сообщается с линией 102 ниже по потоку от аварийного клапана 103.

Учитывая, что в обычных условиях значение p_n давления внутри камеры 107, безусловно, больше значения p_atm, эта ситуация обеспечивает мгновенное приведение в действие приводного механизма 104 и одновременное закрытие затвора O отсечного клапана 103.

Затем поток газа ниже по потоку относительно клапана 103 прерывают, переводя, таким образом, линию 102 в безопасный режим.

Как показано на Фиг.5, система 101 определения и сигнализации содержит пневматическое устройство 110 определения.

Как видно более наглядно из Фиг.6, пневматическое устройство 110 определения содержит наружный защитный корпус 111, внутренняя часть которого ограничивает камеру 112.

В камере 112 с возможностью скольжения установлен подвижный элемент 113.

Подвижный элемент 113 скользит в продольном направлении вдоль направления, совпадающего с центральной осью наружного корпуса 111.

Подвижный элемент 113 является осесимметричным в своей протяженности.

Подвижный элемент 113 выполнен с возможностью разделения камеры 112 на две подкамеры 112а, 112b, соответственно, на верхнюю и нижнюю подкамеры.

В соответствии с вариантом выполнения, показанным на Фиг.6, подвижный элемент 113 состоит из двух фланцев 113а, 113b, между которыми зажата деформируемая мембрана 113c.

Подвижный элемент 113 имеет два осевых выступа 114, 115, соответственно, верхний и нижний выступы.

Указанные два выступа 114, 115, верхний и нижний, проходят, соответственно, в верхнюю подкамеру 112а и нижнюю подкамеру 112b и выступают из них через соответствующие калиброванные отверстия.

Верхняя подкамера 112а находится в жидкостном контакте с внешней средой (при атмосферном давлении) через крышку 125 фильтра.

Соответствующие крышки 116а, 116b установлены на верхнем и нижнем концах 11а, 11b наружного корпуса 11.

Крышки 116а, 116b преимущественно имеют резьбу и привинчены к концам 111а, 111b.

В варианте выполнения пневматического устройства 110 определения, показанного на Фиг.6, каждая крышка 116а содержит соответствующее центральное сквозное отверстие.

Как показано на Фиг.5 и 6, система 101 определения и сигнализации содержит электрический переключатель 117 типа реле приближения, поддерживаемый пневматическим устройством 110 определения и выполненный с возможностью генерирования соответствующего электрического сигнала, указывающего на открытое и закрытое состояние затвора О аварийного клапана 103.

Фиг.5, 6 изображают конфигурацию устройства 110, в котором переключатель 117 подает сигнал преимущественно о закрытом состоянии затвора O.

Не показанные различные варианты выполнения устройства 110 содержат второй электрический переключатель, расположенный вблизи нижней части 111b корпуса 111, выполненный с возможностью генерирования соответствующего электрического сигнала, указывающего на открытое состояние затвора O.

Как показано на Фиг.6, электрический переключатель 117 типа реле приближения частично размещен в наружной части отверстия, выполненного в крышке 116а. Более конкретно, переключатель 117 типа реле приближения предназначен для генерирования электрического сигнала, когда он перемещается к выступу 114 подвижного элемента 113.

Иными словами, со ссылкой на вышеизложенное, после введения в действие аварийного клапана 103 также приводится в действие пневматическое устройство 110 определения, которое, в свою очередь, с помощью электрического переключателя 117 подает сигнал о приведении в действие клапана 103.

Посредством соответствующего участка 108a трубка 108 по существу соединена с пневматическим устройством 110 определения.

Более подробно, увеличение или уменьшение давления на линии 102, выходящее за пределы установленных заданных значений, дублируется в трубке 108, приводя, таким образом, к перемещению вверх подвижного элемента 113 и одновременно устанавливая переключатель 117 в требуемый режим, генерируя, тем самым, соответствующий электрический сигнал.

Таким образом, в этом случае система 101 обнаруживает условие приведения в действие аварийного клапана 103, генерирует одновременный электрический сигнал и передает его с помощью электрического кабеля 122 на любую удаленную станцию.

Кабель 22 обозначает, применительно к системе 1, соответствующие средства, предназначенные для дистанционной передачи электрического сигнала.

В целом, со ссылкой на вышеизложенное, пневматическое устройство 110 определения приводится в действие путем изменения сигнала с помощью элементов 150, 160 управления наряду с приводным механизмом 104 для приведения в действие затвора 103 при введении в действие отсечного клапана, и, таким образом, используя электрический переключатель 117, устройство 110 прогнозируемым образом подает сигнал о последующем действии, ожидаемом для отсечного клапана 103.

В соответствии с не показанным вариантом выполнения устройства 110, вышеупомянутый подвижный элемент состоит из поршня.

Также в соответствии с непоказанными вариантами выполнения устройства 110, вышеупомянутый электрический переключатель представляет собой микровыключатель, выполненный с возможностью управления при контакте с одним из выступов 114, 115 подвижного элемента 113 для генерирования электрического сигнала.

Другие, не показанные альтернативные варианты выполнения систем 10, 110, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, в качестве пневматического устройства определения содержат датчик дифференциального давления (или выключатель давления), воздействующий на соответствующий электрический переключатель, предназначенный для подачи сигнала о достижении заранее установленной величины давления путем генерирования соответствующего электрического сигнала.

Изобретение содержит ряд важных преимуществ.

Первое преимущество состоит в том, что, в отличие от существующих систем, система 1, 101 может подавать сигнал о причине, требующей введения в действие элемента управления, а не о последующем результате (закрытие затвора), таким образом, система 1, 101 обеспечивает с удаленной точки возможность прямого сравнения изменения регулируемого параметра (давления ниже по потоку) и запрошенного действия от элемента управления. При наличии функциональных неисправностей затвора O элемента управления, это сравнение дает возможность удаленно обнаруживать неисправность управляющего элемента (регулирующего устройства или отсечного клапана).

Кроме того, поскольку устройство определения, выполненное в соответствии с изобретением, представляет собой пневматическое устройство с дифференциальным принципом работы, оно определяет причину (управляющую энергию), которая должна приводить к срабатыванию элемента управления, а не действие, которое при приведении в действие элемента управления оказывалось бы на регулируемый параметр (давление ниже по потоку).

Еще одним несомненным преимуществом является то, что отпадает необходимость в адаптации систем предшествующего уровня техники, поскольку при использовании системы 1, 101, выполненной в соответствии с изобретением, отпадает необходимость в формировании выступов или отдельных элементов для соединения переключателя, которые являются специфическими для каждого регулятора давления, но необходимы лишь, применительно к системе 1, для подключения двух входов устройства 10 определения, соответственно при управляющем давлении Pm и давлении P1 ниже по потоку относительно регулятора или, применительно к системе 101, для подключения входа соединительного устройства 110 с пневматической управляющей трубкой 108 аварийного клапана 103.

С этой целью в каждой линии имеются герметичные выходы, расположенные ниже по потоку относительно регулятора.

Кроме того, поскольку устройство определения, выполненное в соответствии с изобретением, представляет собой пневматическое устройство с дифференциальным управлением, оно, применительно к системе 1, не определяет конкретное давление, имеющееся в линии, а лишь разницу давления между приводом и местом ниже по потоку соответствующего регулятора давления, аналогичным образом, применительно к системе 101, устройство не определяет конкретное давление, имеющееся в линии, а лишь определяет тот факт, что в управляющей трубке 108 аварийного клапана 103 установлено давление, величина которого выше атмосферного давления.

Это означает, что нет необходимости в проведении калибровки или отбора по результатам значений абсолютного давления в линиях, поскольку одно устройство определения подходит для множества различных газораспределительных линий.

Еще одно преимущество системы, выполненной в соответствии с изобретением, заключается в возможности размещения пневматического устройства определения, физически расположенного вдали от соответствующего элемента управления газом, с целью исключения необходимости в соответствующих электрических соединениях и сертификационных требованиях.

Описано устройство и система дистанционного определения и сигнализации открытого и/или закрытого состояния затвора (О) элемента (3) для управления потоком газа в газораспределительной линии (2), содержащая электрический переключатель (17, 18), выполненный с возможностью генерирования электрического сигнала для указания по меньшей мере одного из открытого и закрытого состояний. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для управления потоком газа, содержащее:

газораспределительную линию (2, 102),

элемент (3, 103) для управления потоком газа в распределительной линии (2, 102), причем указанный элемент (3, 103) содержит соответствующий затвор (О), выполненный с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия прохода газа по линии (2, 102),

cистему для дистанционного определения и сигнализации открытого и/или закрытого состояния затвора (O) указанного элемента (3, 103) для управления потоком газа, проходящего по газораспределительной линии (2, 102), содержащую:

электрический переключатель (17, 18, 117), выполненный с возможностью генерирования электрического сигнала, указывающего на по меньшей мере одно из открытого и закрытого состояния,

пневматическое устройство (10, 110) определения, поддерживающее электрический переключатель (17, 18, 117) и содержащее элемент (13, 113), выполненный с возможностью перемещения внутри него и достижения по меньшей мере крайнего соответствующего положения электрического переключателя (17, 18, 117), при котором переключатель (17, 18, 117) генерирует электрический сигнал,

средства (22, 122) дистанционной передачи электрического сигнала,

элемент (5, 6, 150, 160) для управления элементом (3, 103) управления, причем указанный элемент (5, 6, 150, 160) приводится в действие пневматически, и

пневматические средства соединения, выполненные с возможностью соединения пневматического устройства (10, 110) определения по меньшей мере с элементом (5, 6, 150, 160) управления.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пневматические средства соединения содержат:

первую пневмоемкость (20), выполненную с возможностью соединения устройства (10) определения с распределительной линией (2), ниже по потоку относительно элемента (3) управления при первом рабочем давлении (Р1),

вторую пневмоемкость (21), которая выполнена с возможностью соединения устройства (10) определения с управляющей трубкой (5а) элемента (3) управления и в которой присутствует управляющее давление (Pm), при этом пневматическое устройство (10) определения относится к устройству дифференциального типа и выполнено таким образом, что подвижный элемент (13) принимает указанное крайнее соответствующее положение при переходе от состояния неравенства значений (Р1, Pm) давления газа в первой и во второй пневмоемкостях (20, 21) к состоянию равенства этих значений (P1, Pm) давления газа в первой и во второй пневмоемкостях (20, 21), или наоборот, при этом управляющая трубка (5а) отходит от соответствующего элемента (5) управления.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что пневматическое устройство (10) определения содержит камеру (12) и элемент (13), выполненный с возможностью перемещения внутри камеры (12), при этом подвижный элемент (13) выполнен с возможностью разделения камеры на две подкамеры (12а, 12b), причем одна (12а) из подкамер проточно сообщается с первой пневмоемкостью (20), а вторая (12b) из подкамер проточно сообщается со второй пневмоемкостью (21) или с внешней средой.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пневматические средства соединения содержат пневмоемкость (108), выполненную с возможностью непосредственного или опосредованного соединения аварийного устройства (103) с распределительной линией (102), причем пневмоемкость (108) также сообщается с пневматическим устройством (110) определения, при этом пневматическое устройство (110) определения выполнено таким образом, что подвижный элемент (113) принимает крайнее соответствующее положение при достижении открытого и/или закрытого состояния затвора (О) аварийного устройства (103).

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что пневматическое устройство (110) определения содержит камеру (112) и элемент (113), выполненный с возможностью перемещения внутри камеры (112), при этом подвижный элемент (113) выполнен с возможностью разделения камеры на две подкамеры (112а, 112b), причем одна (112а) из подкамер проточно сообщается с пневмоемкостью (108), а вторая (12b) из подкамер проточно сообщается с внешней средой.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что подвижный элемент (13, 113) представляет собой поршень.

7. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что подвижный элемент (13, 113) содержит деформируемую мембрану (13с, 113с).

8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что электрический переключатель (17, 117) представляет собой переключатель типа реле приближения, при этом подвижный элемент (13, 113) содержит выступ (14, 15, 114, 115), предназначенный для перемещения вблизи переключателя (17, 117) для генерирования электрического сигнала.

9. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что электрический переключатель (18) представляет собой микровыключатель, выполненный с возможностью управления посредством контакта, при этом подвижный элемент (13, 113) содержит выступ (14, 15, 14, 115), выполненный с возможностью вхождения в контакт с микровыключателем (18) для генерирования электрического сигнала.

10. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что она содержит два электрических переключателя (17, 18, 117), каждый из которых выполнен с возможностью генерирования электрического сигнала для указания, соответственно, открытого состояния и закрытого состояния затвора (О) элемента (3, 103) управления.