Изобретение относится к области газораспределения, а именно к предохранительным клапанам, предназначенным для защиты газового оборудования и сетей от превышения давления сверх допустимого предела.
Известен предохранительный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, сильфон, узел уплотнения, фиксирующий механизм, золотник, уплотнительное седло на выходном патрубке (Патент РФ №2634999, кл. F16K 17/04, 15.08.2016).
Устройство не обеспечивает контроль срабатывания клапана и определение объема сброшенных через клапан газов.
Известен клапан предохранительный, содержащий корпус с входной и выходной полостями, сильфон, узел уплотнения, сепаратор, силовые элементы, опорные и передаточные втулки (Патент РФ №2711798, кл. F16K 17/00, 23.01.2020).
Устройство не обеспечивает контроль срабатывания клапана и определение объема сброшенных через клапан газов.
Наиболее близким является предохранительный клапан, содержащий корпус, крышку, сильфон, фиксирующий механизм, нагруженный пружиной сепаратор, узел настройки усилия сжатия пружины (Патент РФ №2770540, кл. F16K 17/04, 18.04.2022).
Устройство не обеспечивает контроль срабатывания клапана, определение объема сброшенных через клапан газов и передачу данных в диспетчерский пункт газораспределительной организации.
Техническая задача, решаемая изобретением состоит в обеспечении контроля срабатывания клапана и определении объема сброшенных через клапан газов с передачей данных в диспетчерский пункт газораспределительной организации.
Техническая задача решается тем, что в устройство, содержащее корпус клапана, крышку, фиксирующий механизм, нагруженный пружиной сепаратор, узел настройки усилия сжатия пружины, входной и выходной манометры, размещенные на входном и выходном трубопроводах предохранительного сбросного клапана соответственно, дополнительно введены манометр атмосферного давления, масштабирующий преобразователь входного манометра, первый и второй масштабирующие преобразователи выходного манометра и масштабирующий преобразователь манометра атмосферного давления, блок сравнения давлений на входе и выходе предохранительного сбросного клапана, блок сравнения давлений на выходе предохранительного сбросного клапана и атмосферного давления, сглаживающий фильтр перепада давлений на предохранительном сбросном клапане, сглаживающий фильтр по каналу атмосферного давления, задатчик минимального перепада давлений на предохранительном сбросном клапане, задатчик максимального перепада давлений по каналу атмосферного давления, первый и второй блоки сравнения, первый и второй компараторы, логический элемент «И», аналоговый ключ, блок задания величины проводимости предохранительного сбросного клапана по потоку газа в открытом состоянии, перемножитель, дифференцирующее звено, выпрямитель, фильтр, первый, второй и третий блоки настройки, сумматор, компаратор передачи данных, задатчик срабатывания, интегральный счетчик срабатывания предохранительного сбросного клапана, передатчик связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации, входной манометр через масштабирующий преобразователь входного манометра соединен с первым входом блока сравнения давлений на предохранительном сбросном клапане, выходной манометр через первый масштабирующий преобразователь выходного манометра соединен со вторым входом блока сравнения давлений на предохранительном сбросном клапане, а через второй масштабирующий преобразователь выходного манометра с первым входомблока сравнения давления на выходе предохранительного сбросного клапана и атмосферного давления, второй вход которого через масштабирующий преобразователь манометра атмосферного давления соединен с манометром атмосферного давления, выход блока сравнения давлений на предохранительном сбросном клапане через сглаживающий фильтр перепада давлений на предохранительном сбросном клапане соединен со вторым входом первого блока сравнения и первым входом перемножителя, первый вход первого блока сравнения соединен с выходом задатчика минимального перепада давлений на предохранительном сбросном клапане, выход блока сравнения давления на выходе предохранительного сбросного клапана и атмосферного давления через сглаживающий фильтр по каналу атмосферного давления соединен с первым входом второго блока сравнения и входом второго блока настройки, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом задатчика максимального перепада давлений по каналу атмосферного давления, второй вход перемножителя соединен с выходом блока задания величины проводимости предохранительного сбросного клапана по потоку газа в открытом состоянии, выходы первого и второго блоков сравнения через первый и второй компараторы соответственно соединены с входами логического элемента «И», выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, выход перемножителя через информационный вход аналогового ключа соединен с входом первого блока настройки, выход блока сравнения давлений на выходе предохранительного сбросного клапана и атмосферного давления через дифференцирующее звено, выпрямитель и фильтр соединен со входом третьего блока настройки, выходы первого, второго и третьего блоков настройки соединены с входами сумматора, выход которого соединен с первым входом компаратора передачи данных и информационным входом интегрального счетчика срабатывания предохранительного сбросного клапана, выход которого соединен с информационным входом передатчика связи с диспетчерским пунктомгазораспределительной организации, выход задатчика срабатывания соединен со вторым входом компаратора передачи данных, выход которого соединен с управляющими входами интегрального счетчика срабатывания предохранительного сбросного клапана и передатчика связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фигуре представлена схема предохранительного сбросного клапана с контролем срабатывания в газораспределительных системах.
Устройство содержит предохранительный сбросной клапан 1, входной 2 и выходной 3 манометры, размещенные на входном и выходном трубопроводах предохранительного сбросного клапана 1 соответственно, манометр атмосферного 4 давления, масштабирующий преобразователь 5 входного 2 манометра, первый 6 и второй 7 масштабирующие преобразователи выходного 3 манометра и масштабирующий преобразователь 8 манометра атмосферного 4 давления, блок сравнения давлений 9 на входе и выходе предохранительного сбросного клапана 1, блок сравнения давлений 10 на выходе предохранительного сбросного клапана 1 и атмосферного давления, сглаживающий фильтр перепада давлений 11 на предохранительном сбросном клапане 1, сглаживающий фильтр по каналу атмосферного давления 12, задатчик минимального перепада 13 давлений на предохранительном сбросном клапане 1, задатчик максимального перепада 14 давлений по каналу атмосферного давления, первый 15 и второй 16 блоки сравнения, первый 17 и второй 18 компараторы, логический элемент «И» 19, аналоговый ключ 20, блок задания 21 величины проводимости предохранительного сбросного клапана 1 по потоку газа в открытом состоянии, перемножитель 22, дифференцирующее звено 23, выпрямитель 24, фильтр 25, первый 26, второй 27 и третий 28 блоки настройки, сумматор 29, компаратор передачи данных 30, задатчик срабатывания 31, интегральный счетчик 32 срабатывания предохранительного сбросного клапана 1, передатчик 33 связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации.
Входной 2 манометр, размещенный на входном трубопроводе предохранительного сбросного клапана 1, через масштабирующий преобразователь 5 входного манометра 2 соединен с первым входом блока сравнения давлений 9 на предохранительном сбросном клапане 1.
Выходной 3 манометр, размещенный на выходном трубопроводе предохранительного сбросного клапана 1, через первый 6 масштабирующий преобразователь выходного 3 манометра соединен со вторым входом блока сравнения давлений 9 на предохранительном сбросном клапане 1, а через второй 7 масштабирующий преобразователь выходного 3 манометра с первым входом блока сравнения давления 10 на выходе предохранительного сбросного клапана 1 и атмосферного давления, второй вход которого через масштабирующий преобразователь 8 манометра атмосферного 4 давления соединен с манометром атмосферного 4 давления.
Выход блока сравнения давлений 9 на предохранительном сбросном клапане 1 через сглаживающий фильтр перепада давлений 11 на предохранительном сбросном клапане 1 соединен со вторым входом первого 15 блока сравнения и первым входом перемножителя 22.
Первый вход первого 15 блока сравнения соединен с выходом задатчика минимального перепада 13 давлений на предохранительном сбросном клапане 1.
Выход блока сравнения давления 10 на выходе предохранительного сбросного клапана 1 и атмосферного давления через сглаживающий фильтр по каналу атмосферного давления 12 соединен с первым входом второго 16 блока сравнения и входом второго 27 блока настройки.
Второй вход второго 16 блока сравнения соединен с выходом задатчика максимального перепада 14 давлений по каналу атмосферного давления.
Второй вход перемножителя 22 соединен с выходом блока задания 21 величины проводимости предохранительного сбросного клапана 1 по потоку газа в открытом состоянии.
Выход первого 15 блока сравнения через первый 17 компаратор соединен с входом логического элемента «И» 19.
Выход второго 16 блока сравнения через второй 18 компаратор соединен с входом логического элемента «И» 19.
Выход логического элемента «И» 19 соединен с управляющим входом аналогового ключа 20.
Выход перемножителя 22 через информационный вход аналогового ключа 20 соединен с входом первого 26 блока настройки.
Выход блока сравнения давлений 10 на выходе предохранительного сбросного клапана 1 и атмосферного давления через дифференцирующее звено 23, выпрямитель 24 и фильтр 25 соединен со входом третьего 28 блока настройки.
Выходы первого 26, второго 27 и третьего 28 блоков настройки соединены с входами сумматора 29.
Выход сумматора 29 соединен с первым входом компаратора передачи данных 30 и информационным входом интегрального счетчика 32 срабатывания предохранительного сбросного клапана 1, выход которого соединен с информационным входом передатчика 33 связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации.
Выход задатчика срабатывания 31 соединен со вторым входом компаратора передачи данных 30, выход которого соединен с управляющими входами интегрального счетчика 32 срабатывания предохранительного сбросного клапана 1 и передатчика 33 связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации.
Устройство работает следующим образом.
В рабочем режиме при нахождении давления газа в допустимых установленных пределах предохранительный сбросной клапан 1 закрыт, входной 2 манометр, размещенный на входном трубопроводе предохранительного сбросного клапана 1, производит измерение рабочего давления природного газа в системе, выходной 3 манометр, размещенный на выходном трубопроводе предохранительного сбросного клапана 1, и манометр атмосферного 4 давления фиксируют величину атмосферного давления.
Сигнал на выходе блока сравнения давлений 9 предохранительного сбросного клапана 1 соответствует рабочему давлению природного газа в системе. Сигнал на выходе блока сравнения давлений 10 отсутствует. Первый 17 и второй 18 компараторы не срабатывают, логический элемент «И» 19 закрывает аналоговый ключ 20, сигналы на сумматор 29 не поступают, компаратор передачи данных 30 не срабатывает, интегральный счетчик 32 срабатывания предохранительного сбросного клапана 1 показаний не изменяет и сигнал на диспетчерский пункт газораспределительной организации не подается.
При превышении давления газа предельных допустимых значений для предотвращения аварийных ситуаций предохранительный сбросной клапан 1 открывается и давление на выходном 3 манометре, размещенном на выходном трубопроводе предохранительного сбросного клапана 1 повышается.
В результате сигнал на выходе блока сравнения давлений 9 предохранительного сбросного клапана 1 уменьшается, а на выходе блока сравнения давлений 10 на выходе предохранительного сбросного клапана 1 и атмосферного давления увеличивается.
Первый 15 блок сравнения контролирует уменьшение сигнала на выходе блока сравнения давлений 9 предохранительного сбросного клапана 1 и при достижении значения, установленного задатчиком минимального перепада 13 давлений на предохранительном сбросном клапане 1, первый 15блок сравнения вырабатывает сигнал для срабатывания первого 17 компаратора.
Второй 16 блок сравнения контролирует увеличение сигнала на выходе блока сравнения давлений 10 на выходе предохранительного сбросного клапана 1 и атмосферного давления и при достижении значения, установленного задатчиком максимального перепада 14 давлений по каналу атмосферного давления, второй 16 блок сравнения вырабатывает сигнал превышения для срабатывания второго 18 компаратора.
Срабатывание первого 17 и второго 18 компараторов приводит к срабатыванию логического элемента «И» 19 и открытию аналогового ключа 20.
Масштабирующие преобразователи 5, 6 и 7 обеспечивают преобразование сигналов от манометров 2, 3 и 4 и изменение коэффициентов настройки для последующих преобразований блоками устройства. Сглаживающие фильтры 11 и 12 отсекают появление возможных помех в процессе измерения давлений.
Сигнал с выхода сглаживающего фильтра перепада давлений 11 на предохранительном сбросном клапане 1 перемножается с сигналом блока задания 21 величины проводимости предохранительного сбросного клапана 1 по потоку газа в открытом состоянии на перемножителе 22.
В результате на выходе перемножителя 22 формируется сигнал, пропорциональный величине скорости потока сбрасываемого газа, который через открытый аналоговый ключ 20 подается на первый 26 блок настройки.
На второй 27 блок настройки подается сигнал от сглаживающего фильтра по каналу атмосферного давления 12.
Сигнал с выхода блока сравнения давлений 10 на выходе предохранительного сбросного клапана 1 и атмосферного давления через дифференцирующее звено 23, выпрямитель 24 и фильтр 25 поступает на третий 28 блок настройки. Это обеспечивает фиксацию быстрых измененийперепадов давления, характеризующих процесс открытия предохранительного сбросного клапана 1.
Первый 26, второй 27 и третий 28 блоки настройки предназначены для коррекции вклада сигналов по каналам на сумматоре 29.
Сигнал с выхода сумматора 29, отражающий срабатывание предохранительного сбросного клапана 1 и значение скорости потока сбрасываемого газа, подается на интегральный счетчик 32 срабатывания предохранительного сбросного клапана 1, где происходит накопление данных по срабатыванию и потерям газа на предохранительном сбросном клапане 1.
При превышении сигнала на выходе сумматора 29 значения, установленного на задатчике срабатывания 31, компаратор передачи данных 30 срабатывает и вырабатывает управляющий сигнал на запись данных в интегральный счетчик 32 срабатывания предохранительного сбросного клапана 1 и передачу данных через передатчик 33 связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации.
В результате в диспетчерский пункт газораспределительной организации поступают данные по срабатыванию клапана и объему сброшенных через клапан газов.
Таким образом, предохранительный сбросной клапан с контролем срабатывания в газораспределительных системах обеспечивает контроль срабатывания клапана и определение объема сброшенных через клапан газов с передачей данных в диспетчерский пункт газораспределительной организации.
Изобретение относится к области газораспределения, а именно к предохранительным сбросным клапанам, предназначенным для защиты газового оборудования и сетей от превышения давления сверх допустимого предела. Устройство содержит корпус, крышку, фиксирующий механизм, входной и выходной манометры, манометр атмосферного давления, масштабирующие преобразователи, блоки сравнения давлений, сглаживающие фильтры и задатчики перепада давлений, компараторы, аналоговый ключ, блок задания величины проводимости клапана по потоку газа в открытом состоянии, перемножитель, дифференцирующее звено, выпрямитель, фильтр, блоки настройки, сумматор, интегральный счетчик срабатывания предохранительного сбросного клапана, передатчик связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации. Устройство обеспечивает контроль срабатывания клапана и определение объема сброшенных через клапан газов с передачей данных в диспетчерский пункт газораспределительной организации. 1 ил.
Предохранительный сбросной клапан с контролем срабатывания в газораспределительных системах, включающий в себя корпус клапана, крышку, фиксирующий механизм, нагруженный пружиной сепаратор, узел настройки усилия сжатия пружины, входной и выходной манометры, размещенные на входном и выходном трубопроводах предохранительного сбросного клапана соответственно, отличающийся тем, что в устройство дополнительно введены манометр атмосферного давления, масштабирующий преобразователь входного манометра, первый и второй масштабирующие преобразователи выходного манометра и масштабирующий преобразователь манометра атмосферного давления, блок сравнения давлений на входе и выходе предохранительного сбросного клапана, блок сравнения давлений на выходе предохранительного сбросного клапана и атмосферного давления, сглаживающий фильтр перепада давлений на предохранительном сбросном клапане, сглаживающий фильтр по каналу атмосферного давления, задатчик минимального перепада давлений на предохранительном сбросном клапане, задатчик максимального перепада давлений по каналу атмосферного давления, первый и второй блоки сравнения, первый и второй компараторы, логический элемент «И», аналоговый ключ, блок задания величины проводимости предохранительного сбросного клапана по потоку газа в открытом состоянии, перемножитель, дифференцирующее звено, выпрямитель, фильтр, первый, второй и третий блоки настройки, сумматор, компаратор передачи данных, задатчик срабатывания, интегральный счетчик срабатывания предохранительного сбросного клапана, передатчик связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации, причем входной манометр через масштабирующий преобразователь входного манометра соединен с первым входом блока сравнения давлений на предохранительном сбросном клапане, выходной манометр через первый масштабирующий преобразователь выходного манометра соединен со вторым входом блока сравнения давлений на предохранительном сбросном клапане, а через второй масштабирующий преобразователь выходного манометра с первым входом блока сравнения давления на выходе предохранительного сбросного клапана и атмосферного давления, второй вход которого через масштабирующий преобразователь манометра атмосферного давления соединен с манометром атмосферного давления, выход блока сравнения давлений на предохранительном сбросном клапане через сглаживающий фильтр перепада давлений на предохранительном сбросном клапане соединен со вторым входом первого блока сравнения и первым входом перемножителя, первый вход первого блока сравнения соединен с выходом задатчика минимального перепада давлений на предохранительном сбросном клапане, выход блока сравнения давления на выходе предохранительного сбросного клапана и атмосферного давления через сглаживающий фильтр по каналу атмосферного давления соединен с первым входом второго блока сравнения и входом второго блока настройки, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом задатчика максимального перепада давлений по каналу атмосферного давления, второй вход перемножителя соединен с выходом блока задания величины проводимости предохранительного сбросного клапана по потоку газа в открытом состоянии, выходы первого и второго блоков сравнения через первый и второй компараторы соответственно соединены с входами логического элемента «И», выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, выход перемножителя через информационный вход аналогового ключа соединен с входом первого блока настройки, выход блока сравнения давлений на выходе предохранительного сбросного клапана и атмосферного давления через дифференцирующее звено, выпрямитель и фильтр соединен со входом третьего блока настройки, выходы первого, второго и третьего блоков настройки соединены с входами сумматора, выход которого соединен с первым входом компаратора передачи данных и информационным входом интегрального счетчика срабатывания предохранительного сбросного клапана, выход которого соединен с информационным входом передатчика связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации, выход задатчика срабатывания соединен со вторым входом компаратора передачи данных, выход которого соединен с управляющими входами интегрального счетчика срабатывания предохранительного сбросного клапана и передатчика связи с диспетчерским пунктом газораспределительной организации.
| СИСТЕМА "СМАРТ-МОНИТОРИНГ" ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ | 2021 |
|
RU2752449C1 |
| СПОСОБ МОНИТОРИНГА ДАВЛЕНИЯ НА ВХОДЕ ГАЗОВОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КЛАПАНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2023 |
|
RU2802294C1 |
| US 10352476 B2, 16.07.2019 | |||
| СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ | 2017 |
|
RU2646723C1 |
| Предохранительный клапан | 2021 |
|
RU2770540C1 |
