Устройство для снижения скорости нарастания давления жидкости в трубопроводах Советский патент 1992 года по МПК F16L55/04 

Изобретение относится к трубопровод ному транспорту, предназначенному для перекачки жидких сред (например, в нефтепроводах, нефтепродуктопроводах, водоводах и т.д) и может быть использовано при переходных процессах, возникающих в трубопроводах, работающих по схеме перекачки из насоса в насое, вызванных отключением одного или нескольких насосных агрегатов промежуточной насосно-перека- чивающей станции (НП С).

Целью изобретения является повыше ние эффективности функционирования устройства.;

На фиг. 1 представлена схема устройства с одной газовой полостью и одним подвижным разделителем; на фиг.2 - схема устройства с корпусом П-образной формы;

на фиг.З - схема устройства с корпусом Т-. образной формы; на фиг.4 - схема перекачки жидкости по трубопроводу с несколькими, последовательно соединенными НПС (по схеме из насоса в насос).

Устройство содержит (фиг. 1) корпус 1 с подвижным разделителем 2, установленным с образованием газовой полости 3, сообщенной посредством штуцера 4 с источником сжатого газа (не показан), и жидкостной полости 5, сообщенной с защищаемым трубопроводом 6 через соединительный патрубок 7, и ограничителем 8 хода. В патрубке 7 установлен обратный клапан 9 с дроссельным отверстием. Разделитель 2 выполнен из вязкоупругого материала, а ограничитель 8 хода - в виде трубчатой перегородки.

1

Объем газовой полости и суммарная площадь, поперечного сечения труб перегородки, соответственно, определены по соотношениям:

)(#-}:№ - - И -Ф)(1)

где V - объем газовой полости при входном рабочем давлении, м ;

/ - коэффициент, зависящий от физических свойств перекачиваемой среды м3 (50м3 0 100м5);

Л Р -изменение давления на входе в отключающуюся НПС при переходе со штатного режима на режим с отключенной НПС при отсутствии предлагаемого устройства, Па;

т - время, в течение которого происходит изменение режима работы, с;

а - допустимая средняя скорость нарастания давления, Па/с:

Д - максимально допустимое повышение давления н участках, где мгновенная скорость нарастания давления превосходит а. Па/с;

dy - диаметр магистрали, м;

D - коэффициент, зависящий от внешних условий, м; (0,9 м Ј D Ј 1,2 м)

е - коэффициент, зависящий от диаметра магистрали (1 с Ј 2,5 для диаметров от 0.1 до 1,2м);

S - суммарная площадь отверстий в перфорационной решетке, м ,

I - длина трубок в перфорационной решетке, м;

у - коэффициент, зависящий от физический свойств перекачиваемой среды

(0, .).

Разделитель 2 может быть выполнен в виде шара или эллипсоида.

Корпус 1 может быть выполнен (фиг,2) П-образной формы с двумя жидкостными полостями 5 и двумя подвижными разделителями 2, движение которых в направлении друг друга ограничено перегородками 10, установленными в газовой полости 3.

Корпус 1 может также быть выполнен (фиг.З) Т-образной формы с двумя газовыми полостями 3 и двумя подвижными разделителями 2, движение которых в жидкостной полости 5 ограничено перегородками 11.

Устройство работает следующим образом.

При установившемся режиме работы НПС давление в газовой полости 3 обеспечивается достаточным для того, чтобы разделитель 2 примыкал к ограничителю 8 хода.

При этом объем газовой полости 3 максимален, 8 обратный клапан 9 закрыт.

Отключение одной из НПС вызывает торможение потока жидкости и рост давления на ее входе. В этом случае обратный

клапан 9 открывается. Жидкость за счет перепада давлений между трубопроводом 6 и газовой полостью 3 стравливается в последнюю, проходя через трубчатую перегородку 10, перемещает разделитель 2 и сжимает

газ в газовой полости 3.

Энергия потока жидкости расходуется на дросселирование в перегородке 10, трение между разделителем 2 и стенками корпуса 1, а также на сжатие газа в полости 3,

При падении давления в трубопроводе 6 клапан 9 закрывается, а жидкость из корпуса 1 плавно возвращается в трубопровод б через дроссельное отверстие клапана 9, что уменьшает опасность повторных ее колебаний и новых пиков давления. Форма разделителя (шар, эллипсоид) подбирается для конкретного устройства с целью обеспечения необходимой степени гашения колебаний. Выполнение корпуса 1 П-образной или Т-образной формы повышает надежность устройства, поскольку обеспечивает дублирование защитных свойств и уменьшает опасность возникновения повторных колебаний рабочей среды. Защищаемое

соотношение параметров устройства обеспечивает наибольшую эффективность для трубопроводов большого диапазона диаметров.

Формула изобретения

1. Устройство для снижения скорости нарастания давления жидкости в трубопроводах, содержащее корпус с подвижным разделителем, установленным с образова-4

нием газовой полости, сообщенной с источником сжатого газа, и жидкостной полости, сообщенной с трубопроводом через соединительный патрубок, и ограничителем хода разделителя, о т я и ч а ю щ е е с я тем, что,

с целью повышения эффективности функционирования, оно снабжено установленным в соединительном патрубке обратным клапаном с дроссельным отверстием, разделитель выполнен из вязкоупругого материала,

а ограничитель в виде трубчатой перегородки, при этом объем газовой полости и суммарная площадь поперечного сечения труб перегородки, соответственно, определены по соотношениям:

v f&Mt-tfM)1.

где V - объем газовой полости при входном рабочем давлении, м ;

ft- коэффициент, зависящий от фи- эических свойств рабочей среды, м ; (50м3 fi 100м3);

АР- изменение давления на входе в отключившуюся насосно-перекачивающую станцию (НПС) при переходе со штатного режима на режим с отключенной НПС при отсутствии предлагаемого устройства, Па;

t - время, в течение которого происходит изменение режима работы, с;

а - допустимая средняя скорость нара- стания давления. Па/с;

А - максимально допустимое повышение давления на участках, где мгновенная скорость нарастания давления превосходит а. Па/с;

dy - диаметр магистрали, м;

D - коэффициент, зависящий от внешних условий, м; (0,9 м D 1,2 м);

Ј - коэффициент, зависящий от диаметра магистрали(1 В 2,5 для диаметров от 0,1 до 1,2 м);

S - суммарная площадь поперечного сечения труб в перегородке, м2;

I - длина труб в перегородке, м;

у - коэффициент, зависящий от физических свойств среды (0,5 у 1,).

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что разделитель выполнен в виде шара.

3.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что разделитель выполнен в виде эллипсоида.

4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что корпус выполнен П-образной формы с двумя жидкостными полостями и двумя подвижными разделителями.

5.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что корпус выполнен Т-образной формы с двумя газовыми полостями и двумя подвижными разделителями.

Предлагаемое устройство относится к трубопроводному транспорту и может использовано для снижения скорости нарастания давления потока жидкости при переходных процессах, возникающих из-за отключения одного или нескольких насосных агрегатов, в магистральных нефтепроводах, нефтепродуктопроводах. газопроводах, в водоводах и т.д. Целью изобретения является повышение эффективности функционирования устройства для снижения скорости нарастания давления потока жидкости при переходных процессах в трубопроводах. Предлагаемое устройство включает корпус с подвижным разделителем, установленным с образованием газовой полости, сообщенной с трубопроводом через соединительный патрубок, и ограничителем хода разделителя. Устройство снабжено установленным в соединительном патрубке обратным клапаном с дроссельным отверстием, разделитель выполнен из вязкоупругого материала, а ограничитель хода - в виде трубчатой перегородки. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. . « Ј

«Jr

1

V ViV /

/