Газоперекачивающая станция Советский патент 1989 года по МПК F15B1/02 

:315

Изобретение относится к гидро- пн вмоприводам и может быть исполь- зо)ванс в системах. управления противо- вы росового оборудования буровых ус- TahoBOKo

Цель изобретения - повьшение КПД.

На фиг.1 представлена конструктивная схема газоперекачивающей станции; на фиг«2 - конструкция отсекателя; на фи|ГоЗ - вариант выполнения газопере- камивающей станции.

Газоперекачивающая станция (фиг.1 со|стоит из насосной станции 1, двух пневмогидроаккумуляторов 2 и 3 без разделителей сред, всасывающей Аи нагнетающей 5 магистралей. Насосная станция содержит гидронасос 6, трех- пqзициoнньй гидрораспределитель 7, ве|Нтили 8 и 9 соответственно для сое- дйнения насоса с внешней гидросисте- и со сливом, а также контрольно- регулирующую и трубопроводную арматуру Каждый аккумулятор в нижней части снабжен гидравлическим клапаном 1C, который запирает газ в аккумуляторе при полном выходе из .него жидкости Гидравлические полости аккумуляторов соединены с выходными полостями распределителя 7, а пневматические - через вентили И и 12, по- плабковые отсекатели 13 и 14, обратные клапаны 15 - 18 соединены со всасывающей и нагнетающей магистралями, I К пневматическим полостям аккуму- Л1 торов через обратные клапаны 19 и 2(|) и вентили 21 и 22 подсоединены тфкже пнёвмобаллоны 23 и 24 с регулируемыми объемами камер, каждый из которых выполнен в виде гидроцилинд- рй, поршень которого может переме- щфться в нем от винта с самотормозя- щфйся.резьбой. Поплавковый отсекатель 25 и пневмобаллон 26 переменного объема содержатся также во всасывающей магистрали 4,, Кроме того, пневматические полости аккумуляторов соединены между собой через обратный кла- 27 и вентиль 28, а пневматичес- кйя полость аккумулятора 3 соединена с пневмомагистралью через вентиль 29

Дпя перекачки газа из пневмобалло- на 30 в изделие, например, в пневмо- гидроаккумулятор 31, они подсоединяются соответственно к всасывающей и нагнетающей магистралям станции через вентили 32 и 33 (могут использоваться штатные вентили баллона и изделия) Давление газа во всасывающей маги

0

5

0 5

0

35

40

45

0

страли станции контролируется манометром 34 о

Поплавковый отсекатель (фиг.2) конструктивно выполнен в виде цилиндра 35, внутри которого помещен поплавок 36 о В верхней части поплавка закреплен затвор 37, а в верхней части цилиндра - седло 38„ Седло и затвор образуют клапан, который в нижнем положении поплавка открыт, а в верхнем закрыт

Поплавок отсекателя может быть выполнен из легких высокопрочньтх мате-, риалов, например сферипластика, или полым из металла Для пропуска больших расходов воздуха поплавок на наружной поверхности имеет сквозные продольные пазы

Дпя перекачки газа из пневмогидро- аккумулятора 39 (фиГоЗ) его пневматическая полость подсоединяется к всасывающей магистрали, а гидравлическая через вентиль 8 - к насосной станции

Газоперекачивающая станция работает следующим образом

В исходном положении станции все ее вентили () закрыты, насос отключен, гидрораспределитель находится в нейтральном положении, а аккумуляторы 2 и 3 опорожнены от рабочей жидкости

При использовании станции для перекачки газа из пневмобаллона в изделие (фиг.1) поршни пневмобаллоно 23 и 24 устанавливают на требуемый объем камер. Последний должен быть таким, чтобы совместно -с объемом - пйевмомагистрали от обратного клапана 17 или 18 до соответствующего отсекателя 13 или 14 потенциальная энергия сжатого газа в баллоне и магистрали (определяется суммарным объемом и максимальным давлением в изделии) обеспечивала полное вытеснение жидкости из пневмогидроаккумуляторов 2 и Зо При этом давление газа в аккумуляторах при полном вытеснении жидкости должно быть близким к нулю. Требуемый объем камер баллонов определяется расчетом или опытным путем.

После установки объема камер от;- крьшают вентили П, 12, 29, 33 и 32. В результате этого газ из баллона 30 перетекает в пневмогидроаккумуляторы 2 и 3, изделие 31, пневмобаллоиы 23

51521

и 24 и пневмомагистраль до выравнивания давления во всех емкостях.

Включают насос и переключают гидрораспределитель в левое рабочее по- . ложениео В результате этого рабочая жидкость от насоса заполняет аккумулятор 2 и-вытесняет из него газ через обратный клапан 18 в изделие 31. Вытеснение газа в баллон 30 исключено . обратным клапаном 15. Вместе с изделием сжатым газом через обратный клапан 19 заполняется и пневмобаллон 23о При этом давление газа в изделии и баллоне практически одинаковое.

При полном заполнении аккумулятора рабочая жидкость поступает в цилиндр поплавкового отсекателя 13 жидкости, вследствие чего поплавок 36 (фиг.2) вспльшает и затвор 37 упирается в седло 38. Клапан закрывается и исключает попадание жидкости в пневмо- магистраль;

После полного заполнения аккумулятора 2 и закрытия клапана отсекателя, что легко проконтролировать по резкому подъему давления в насосной станции, например, по манометру, распределитель переключают в правое рабочее положение. При этом гидравлические полости аккумуляторов 2 и 3 соединяются соответственно со сливной и нагнетательной магистралями насосной станции. Под действием давления газа в пневмобаллоне 30 клапан отсекателя 13 открывается и газ вытесняет жидкость из аккумулятора 2 на слив насосной станции. Утечка газа из пневмобаллона 23 исключена обратным клапаном 19 и газ в баллоне остается под давлением, которое имело место в момент закрытия клапана отсекателя .

Одновременно рабочая жидкость от насосной станции поступает в аккумулятор 3 и вытесняет из него газ через отсекатель 14 и обратный клапан 17 в изделие 31, Через обратный кла- пан 20 сжатым газом заполняется и пневмобаллон 24. Вытеснение газа из аккумулятора происходит до тех пор, пока жидкость полностью не заполняет аккумулятор и не закрывает клапан отсекателя 14,

Затем распределитель переключают в левое рабочее положение, в результате чего аккумулятор 3 опорожняется от жидкости, а из аккумулятора 2 газ вытесняется в изделие, и так до

полного опорожнения пневмобаллона 30, что контролируется манометром 34. Очевидно, что при нулевом давлении во всасывающей магистрали оба аккумулятора 2 и 3 частично или полностью заполнены жидкостью, а пневмобаллоны 23 и 24 находятся под давлением, равным давлению в изделии в конце его

зарядки.

Удаление жидкости из аккумуляторов 2 и 3 осуществляется давлением сжатого газа в пневмобаллонах 23 и 24, Для этого открывают вентили 21

и 2-2, которые соединяют баллоны с аккумуляторами, и поочередно посредством распределителя соединяют каждый аккумулятор со сливной магистралью насосной станции.

Для перекачка газа из пневмогидро- аккумулятора 39 в изделие 31, последний подсоединяют к станции (фиг.З). Рассмотрим наиболее сложный случай перекачки газа из аккумулятора без разделителя сред. Предварительно поршень пневмобаллона 26 устанавливают на требуемый объем камеры Этот объем должен быть таким, чтобы потенциальная энергия сжатого газа в баллоне (при максимальном давлении в изделии) обеспечивала полное вытеснение жидкости из аккумулятора. При этом давление газа в аккумуляторе при полном вытеснении жидкости должно

быть близким к нулюо

Вентили 11, 12, 28, 29 и 9 закрывают, а.вентнпи 8, 32 и 33 открывают, В результате этого пневматические полости аккумулятора 39 и изделия 31

соединяются одна с другой. Включают в работу насосную станцию, и жидкость от насоса через вентиль 8 поступает в аккумулятор и вытесняет из него газ в изделие. Одновременно с изделием

сжатым газом заряжается и пневобаллон 26. После полного заполнения аккумулятора жидкость поступает в отсекатель 25, клапан которого закрывается. Далее насос отключают и открывают

вентиль 9. Под действием сжатого газа в пневмобаллоне 26 жидкость из аккумулятора вытесняется на слив насосной станции. Перекачка газа из пневмогидроаккумуляторгз с раздели

телем сред осуществляется аналогично. В этом случае отсекатель 25 в работу не вступает..

Предлагаемая газоперекачивающая станция позволяе при необходимости

пер

окачивать газ из пневмобаплона в

оди1 из своих аккумуляторов 3 или из

пне

вмогидроаккумулятора - в один

или оба аккумулятора 2 и 3„

I

|1ля перекачки газа из пневмобалло- на 30 в аккумулятор 3 вентили 29 и 33 акрьшают, а вентили 11, 12, 28 и

31

го

аз из баллона 29 перетекает в аккумуляторы 2 и 3 до выравнивания давления во всех емкостях Включают насос и переключают гидрораспредезткрывают (фиГоОо Вследствие этоель в левое рабочее положение,

ли

Рабочая жидкость от насоса заполняет аккумулятор 2 и вытесняет из него газ через обратный клапан 27 и вен- THJb 28 в аккумулятор Зо При полном заполнении аккумулятора и срабатьта- нш: клапана отсекателя 13 распределит ель переключают в нейтральноеполо :ение. Вследствие этого гидравлическая полость аккумулятора соединяется со сливом, и аккумулятор под действием сжатого газа в пн евмобал- лоне 29 опорожняется от жидкости Пе:)етечки газа из аккумулятора 3 в аккумулятор 2 исключаются вентилем 29

После полного опорожнения жидкости открывают вентиль 12, а распределитель переключают в левое рабочее положение, и так до полной перекачки газа из пневмобаллона ЗОо Опо- рс|жнение аккумулятора 2 от жидкости при нулевом давлении в заборной пнев- мФмагистрали осуществляется от сжатого воздуха пневмобаплона 23 при открытии вентиля 21 а

Перекачку газа из пневмогидроакку- мулятора 39 в аккумуляторы 2 и 3 производят путем вытеснения газа рабочей жидкостью насосной станции. Направление потока газа в аккумуляторы 2 или 3 осуществляется соответствую- щими вентилями 11 или 12 (фиг.З)

Перекачку сжатого газа из аккумуляторов 2 и 3 в изделие производят путем вытеснения его жидкостью насосной станции при соответствующих рабочих положениях распределителя. . I Формула изобретения

Газоперекачивающая станция, содержащая блок пневмогидроаккумуляторов, гидравлические полости которых сообщены с напорной и сливной магистралями, а пневматические полости сообщены пневмолиниями со всасывающей и нагнетающей магистралями через

обратные клапаны, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена отсекателями, вьшолненными в виде дополнительных .пневмогидроаккумуляторов с поплавковыми разделителями сред, имеющими затвор, взаимодействующий с седлом, размещенным в верхней крышке корпуса, установленными в пневматических полостях пневмогидроаккумуляторов, выполненньк без разделителей сред, и во всасывающей магистрали, и пневмо- баллонами с регулируемым объемом, подключенными к газовой полости от- секателей.

xJ

N

Изобретение может быть использовано в системах управления противовыбросового оборудования буровых установок. Цель изобретения - повышение КПД газоперекачивающей станции. Гидравлические полости блока пневмогидроаккумуляторов (ПГА) 2, 3 сообщены с напорной и сливной магистралями. Пневматические полости сообщены пневмолиниями со всасывающей и нагнетающей магистралями 4, 5 через обратные клапаны 15, 16, 17, 18. Отсекатели выполнены в виде ПГА с поплавковыми разделителями сред, имеющими затвор, взаимодействующий с седлом. Седло размещено в верхней крышке корпуса. Отсекатели установлены в пневматических полостях ПГА, выполненных без разделителей сред. Пневмобаллоны 23, 24 с регулируемым объемом подключены к газовой полости отсекателей. 3 ил.