СТЕНД ДЛЯ НАСТРОЙКИ И ИСПЫТАНИЙ АВТОМАТА АВАРИЙНОГО ЗАКРЫТИЯ КРАНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2022 года по МПК F15B19/00 G01M13/00 G01L27/00 

Группа изобретений относится к испытательному оборудованию для моделирования процессов изменения давления газообразных сред с заданной скоростью и может быть использована для настройки, проверки и испытаний автоматов аварийного закрытия крана магистральных газопроводов.

Автомат аварийного закрытия кранов (ААЗК) предназначен для автоматической подачи импульса давления газа на закрытие линейной запорной арматуры для отключения участков магистрального газопровода (МГП) при аварии и аварийных ситуациях. ААЗК реагирует на скорость падения давления в трубопроводе и подает управляющий сигнал на закрытие крана, если скорость падения давления в трубопроводе превышает допустимую. ААЗК функционирует от энергии давления транспортируемого газа. Входным сигналом для срабатывания автомата АЗК является скорость падения давления газа в МГП.

Перед установкой и запуском в эксплуатацию ААЗК, например, по патенту RU2591979 (кл. F16K 17/34, опубл. 20.07.16) его надо настроить и испытать. Для этого используются специальные стенды и методики, благодаря которым имитируется падение давления с определенной скоростью.

Как правило, ААЗК настраивают и испытывают посредством подключения их к емкости установленного объема, заполненной газом установленного давления. Емкость через запорную арматуру и дроссельное отверстие соединяется с атмосферой. При открытии запорной арматуры реализуется процесс истечения газа через дроссельное отверстие в атмосферу, при этом давление в емкости падает с определенной скоростью, чем обеспечивается моделирование входного сигнала для ААЗК. Скорость падения давления определяется объемом емкости, начальным давлением газа и диаметром дроссельного отверстия.

Недостатком данного решения является сложность перенастройки на иные значения скорости падения давления (требуются другие емкости и другие дроссельные отверстия), практически сложно реализуемая точность настройки на заданную скорость и непостоянство скорости падения давления во времени (так как давление падает по экспоненциальному закону, скорость падения давления в начальный момент истечения выше, чем в последующие).

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая группа изобретений, заключается в повышении точности проведения испытаний за счет реализации падения давления по линейному закону и упрощении процедуры настройки и перенастройки оборудования на разные значения скорости падения давления за счет обеспечения возможности регулирования процесса падения давления.

Указанный технический результат достигается тем, что стенд для настройки и испытания автомата аварийного закрытия крана состоит из привода, выполненного в виде мотор-редуктора, и цилиндра с установленным в нем с возможность линейного перемещения поршнем, надпоршневая полость цилиндра связана с буферной емкостью и имеет канал для подключения к испытываемому объекту, подпоршневая полость связана с атмосферой, перемещение поршня осуществляется передачей винт-гайка, связанной с поршнем, которая преобразует вращательное движение привода в возвратно поступательное движение поршня.

Кроме того, привод может быть оснащен регулятором частоты вращения, в том числе на основе микроконтроллеров.

Кроме того, привод может быть выполнен в виде электрического мотор-редуктора.

Кроме того, привод может быть выполнен в виде гидравлического мотор-редуктора.

Кроме того, стенд может иметь съемные буферные емкости различного объема.

Также технический результат достигается тем, что стенд для настройки и испытания автомата аварийного закрытия крана состоит из привода, выполненного в виде гидроцилиндра, полости которого связаны с гидростанцией, и цилиндра с установленным в нем с возможность линейного перемещения поршнем, надпоршневая полость цилиндра связана с буферной емкостью и имеет канал для подключения к испытываемому объекту, подпоршневая полость связана с атмосферой, перемещение поршня осуществляется штоком, один конец которого связан с поршнем гидроцилиндра.

Предлагаемая группа изобретений поясняется следующими чертежами, на которых изображены варианты исполнения:

Фиг. 1 – стенд для настройки и испытания ААЗК с электрическим мотор-редуктором;

Фиг. 2 – стенд для настройки и испытания ААЗК с гидравлическим мотор-редуктором;

Фиг. 3 – стенд для настройки и испытания ААЗК с гидроцилиндром.

Стенд (фиг. 1) состоит из привода, выполненного в виде мотор-редуктора 1, и цилиндра 2 с установленным в нем с возможность линейного перемещения поршнем 3. На поршне 3 установлены уплотнения 4 Надпоршневая полость 5 цилиндра 2 связана с буферной емкостью 6 и имеет канал 7 для подключения к испытываемому объекту 8. Подпоршневая полость 9 связана с атмосферой. Перемещение поршня 3 осуществляется передачей винт-гайка, состоящей из винта 10 и гайки 11. Гайка установлена в подшипниках 12 и связана зубчатой передачей 13 с выходным валом мотор-редуктора 1. Мотор-редуктор 1 выполнен электрическим и включает в себя понижающий редуктор 14 и электродвигатель 15.

На фиг. 2 показан вариант исполнения с гидравлическим мотор-редуктором 1, который состоит из понижающего редуктора 14, гидромотора 16 и гидростанции 17.

Стенд может быть выполнен с приводом в виде гидроцилиндра 18 (фиг. 3), внутри которого установлен поршень 19 с уплотнениями 20, связанный штоком 21 с поршнем 3. Шток 21 герметизирован уплотнениями 22, установленными в гидроцилиндре 18. Возвратно-поступательное движение поршня 19 обеспечивается гидростанцией 17, которая попеременно подает давление в полости гидроцилиндра 18.

Применение

Для моделирования входного сигнала (скорости падения давления) испытуемого объекта (ААЗК) 1, он подключается к буферной емкости 6 посредством импульсной трубки. Поршень 3 перемещается в крайнее положение, соответствующее минимальному объему надпоршневой полости 5 цилиндра 2. Буферная емкость 6 заполняется газом под давлением. Затем задействуется приводное устройство, которое обеспечивает перемещение поршня 3 с заданной скоростью в сторону увеличения объема надпоршневой полости 5 цилиндра 2. Газ, заключенный в буферной емкости 6, расширяется за счет дополнительного объема полости цилиндра 2, а давление газа соответственно снижается, чем обеспечивается падение давления в буферной емкости 6 и подключенном к ней ААЗК с заданной скоростью.

Частота вращения электромотора 15 или гидромотора 16 устанавливается предварительно таким образом, что обеспечивается необходимая скорость линейного перемещения поршня 3, и при необходимости может изменяться в процессе работы стенда как вручную, так и автоматически по сигналам датчиков давления и скорости вращения с целью как поддержания постоянного значения скорости падения давления, так и с целью задания определенной зависимости изменения скорости падения давления во времени.

Использование сменных буферных емкостей позволяют более точно настроить стенд для моделирования необходимых условий и получения достоверных результатов.

Таким образом, решения, используемые в изобретении, повышают точность проведения испытаний ААЗК и упрощают процедуры настройки и перенастройки оборудования на разные значения скорости падения давления, и тем самым обеспечивают достижение технического результата.

Группа изобретений относится к испытательному оборудованию для моделирования процессов изменения давления газообразных сред. Стенд для настройки и испытания автомата аварийного закрытия крана состоит из привода, выполненного в виде мотор-редуктора (1), и цилиндра (2) с установленным в нем с возможность линейного перемещения поршнем (3), надпоршневая полость (5) цилиндра (2) связана с буферной емкостью (6) и имеет канал (7) для подключения к испытываемому объекту. Подпоршневая полость (9) связана с атмосферой. Перемещение поршня осуществляется передачей винт-гайка, связанной с поршнем (3), которая преобразует вращательное движение привода в возвратно поступательное движение поршня (3). Также раскрыт вариант стенда для настройки и испытания автомата аварийного закрытия крана. Технический результат заключается в повышении точности проведения испытаний. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Стенд для настройки и испытания автомата аварийного закрытия крана, состоящий из привода, выполненного в виде мотор-редуктора, и цилиндра с установленным в нем с возможность линейного перемещения поршнем, надпоршневая полость цилиндра связана с буферной емкостью и имеет канал для подключения к испытываемому объекту, подпоршневая полость связана с атмосферой, перемещение поршня осуществляется передачей винт-гайка, связанной с поршнем, которая преобразует вращательное движение привода в возвратно поступательное движение поршня.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что привод оснащен регулятором частоты вращения, в том числе на основе микроконтроллеров.

3. Стенд по п. 2, отличающийся тем, что регулятор частоты вращения выполнен на основе микроконтроллеров.

4. Стенд по п. 1 или 2, отличающийся тем, что привод выполнен в виде электрического мотор-редуктора.

5. Стенд по п. 1 или 2, отличающийся тем, что привод выполнен в виде гидравлического мотор-редуктора.

6. Стенд по п. 1 или 2, отличающийся тем, что стенд имеет съемные буферные емкости различного объема.

7. Стенд для настройки и испытания автомата аварийного закрытия крана, состоящий из привода, выполненного в виде гидроцилиндра, полости которого связаны с гидростанцией, и цилиндра с установленным в нем с возможность линейного перемещения поршнем, надпоршневая полость цилиндра связана с буферной емкостью и имеет канал для подключения к испытываемому объекту, подпоршневая полость связана с атмосферой, перемещение поршня осуществляется штоком, один конец которого связан с поршнем гидроцилиндра.

8. Стенд по п. 7, отличающийся тем, что стенд имеет съемные буферные емкости различного объема.