Устройство для разделения потока жидкости Советский патент 1979 года по МПК G05D7/06 

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов и может быть применено в нефтедобывающей, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промыщленности. Известно устройство для автоматического деления потока на установках подготовки нефти 1, состоящее из емкости, разделенной перегородками на коллекторную часть и разделительные отсеки. Газонефтяная смесь поступает в емкость и заполняет коллекторную часть. Смесь доходит до щелей и через них разделяется на два или более частей, заполняя разделительные отсеки, оснащенные регуляторами уровня. Через регуляторы уровня жидкость по трубопроводам передавливается в аппарат. Его недостатком является низкая точность разделения потока жидкости. Наиболее близким по технической сущности является устройство для разделения потока жидкости 2, содержащее расходомеры и исполни1;ельные механизмы, установленные на подключенных к коллектору трубопроводах, генератор импульсов, соединенный с делителем частоты. Его недостатком является низкая точность. Целью изобретения является повыщение точности устройства для разделения потока жидкости. Указанная цель достигается тем, что оно содержит элемент задержки, элементы И, блоки элементов И, счетчики, блок преобразователей кода, коммутатор, триггеры, блок усилителей, элемент ИЛИ и элемент И, причем рас:ходомеры соединены с первыми входами первого блока элементов И и входами элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с входом второго счетчика и выходом второго элемента И, а выход - с входами блока преобразователей кода, выходы которого соединены с первыми входами второго блока элементов И, со вторыми входами которого соединены выходы коммутатора, которые соединены со вторыми входами первого блока элементов И и первыми входами третьего блока элементов И, первый s выход коммутатора соединен со вторым входом первого элемента И, последний выход - со входом сброса первого счетчика, а вход - с первым выходом второго триггера, который соединен с третьим входом первого элемента И и третьими входами первого блока 5 элементов И, вход второго триггера соединен с выходом делителя частоты, а второй выход - с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, со вторым входом ,д которого соединен выход генератора импульсов, выход второго счетчика соединен со вторым входом первого и первыми входами третьего и четвертого триггеров, выходы третьего и четвертого триггеров соединены с первыми входами соответственно третьего 15 и четвертого элементов И, со вторыми входами которых соединен выход генератора импульсов, вь1ходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого счетчиков, со вторыми входами которых соединены выходы соответственно втоporo и первого блоков элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами соответственно третьего и четвертого триггеров, выход третьего счетчика соединен с первьши входами элементов ИЛИ и И, со вто- 25 рыми входами которых соединен выход четвертого счетчика, выход элемента И соединен с первым входом пятого триггера, со втор1зМ входом которого соединён выход элемента ИЛИ, а выход пятого триггера соединен со вторыми входами третьего блока элементов И, выходы которых соединены через блок усилителей с исполнительными механизмами. Блок-схема устройства для разделения потоков жидкости изображена .на чертеже. 35 Устройство состоит из расходомеров 1, первого блока элементов И 2, элемента задержки 3, первого элемента И 4, первого счетчика 5, второго счетчика 6, второго элемента И 7, первого триггера 8, генератора импульсов 9, делителя частоты 10, третьего 0 элемента И 11, четвертого элемента И 12, второго триггера 13, третьего триггера 14, четвертого триггера 15, четвертого счетчика 16, третьего счетчика 17, второго блока элементов И 18, блока преобразователей кода ., 19, третьего блока элементов И 20, коммутатора 21, контрольных выходов - третьего 17 и четвертого 16 счетчиков 22, 23, элемента И 24, элемента ИЛИ 25, пятого триггера 26, блока усилителей 27 и исполнительных механизмов 28. Расходомеры 1 и исполнитель- 50 ные механизмы 28 установлены на трубопроводах, подключенных к коллектору. Расходомеры 1 соединены с первыми входами первого блока элементов И 2 и входами элемента задержки 3, соединенного выходом с первым входом первого элемента И 4, выход которого соединен со входом первоГО счетчика 5. Второй вход этого счетчика соединен со входом второго счетчика 6 и выходом второго элемента И 7. Первый вход второго элемента И 7 соединен с выходом первого триггера 8, а второй - с выходом генератора импульсов 9, входом делителя частоты 10 и входами элементов И третьего 11 и четвертого 12. Первый вход триггера 8 соединен с выходом второго триггера 13, а второй - с выходом счетчика 6 и входами триггеров третьего 14 и четвертого 15, выходы которых соединены со вторыми входами элементов И 11 и 12, которые соединены выходами со входами счетчиков третьего 17 и четвертого 16. Вторые входы этих счетчиков соединены соответственно с выходами блоков элементов И второго 18 и первого 2, Выход счетчика 5 через блок преобразователей кода 19 соединен со входами второго блока элементов И 18, вторые входы которого объединены с соответствующими входами первого блока элементов И 2, третьего блока элементов И 20 и выходами коммутатора 21, вход которого соединен с третьим входом пер-вого элемента И 4, с входами первого блока элементов И 2 и вторым выходом триггера 13, вход которого соединен с выходом делителя частоты 10. Выходы счетчиков 16 и 17 соединены с контрольными выходами 22 и 23, со вторыми входами соответственно триггеров 14, 15 и входом элемента И 24 и элемента ИЛИ 25. Выходы элементов И и ИЛИ соединены, соответственно, со входами пятого триггера 26, выход которого через третий блок элементов И 20 и блок усилителей 27 воздействует на исполнительные механизмы 28. Устройство работает следующим образом В счетчике 5 суммируется расход по всем потокам, если с первого выхода коммутатора 21 имеется разрещение на первый элемент И 4. Элемент задержки 3 предназначен для исключения возможности просчета нескольких импульсов одновременно с нескольких расходомеров 1, что возможно в случае совпадения импульсов по времени. В счетчике 16 суммируются импульсы того расходомера, на который имеется разрещение с соответствующего выхода коммутатора 21. Соотнощение расходов по потокам задается посредством блока преобразователей кода 19. В начальном состоянии импульсы с выходов расходомеров 1 суммируются в счетчиках 5 и 16, причем в счетчике 16 суммируется расход первого потока, так как с коммутатора 21 разрешено прохождение импульсов только на первый элемент И первого блока элементов И 2. Через период времени г, задаваемый посредством делителя частоты 10, на его выходе появляется импульс, переводящий второй триггер 13 в противоположное состояние. Триггер 13 одним выходом запрещает прохождение импульсов через первый элемент И 2 и первый

блок элементов И 4, а вторым переводит триггер 8 в состояние, разрешающее прохождение импульсов генератора 9 через второй элемент И 7 на счетчики 5 и 6. Импульс переполнения с выхода счетчика 6 возвращает триггер 8 в исходное состояние, в результате чего прекращается облучение импульсов с генератора импульсов на счетчики 5 и 6. Таким образом, счетчик 5 отсчитывает количество импульсов X, соответствующее общему расходу по всем потокам за время т, причем это количество импульсов в счетчике 5 запоминается. В результате, в счетчике 17 через первый элемент второго блока элементов И 18 запоминается количество импульсов

У1 -и

где К1 - коэффициент первого элемента блока преобразователей кода 19. Импульсы переполнения с выхода счетчика 5, кроме установки в исходное состояние триггера 8, переводят триггеры 14 и 15 в состояние, разрешающее прохождение сигналов генератора импульсов 9 через третий и четвертый элементы И 11 и 12 на счетчики 16 и 17. В зависимости от .того, в каком из счетчиков 16, 17 было накоплено большее количество импульсов, на выходе одного из них появляется импульс переполнения, который, во-первых, вырабатывает регулирующее воздействие исполнительному механизму 28 и, во-вторых, через элемент ИЛИ 25 переводит триггер 26 в противоположное состояние. Импульс переполнения другого счетчика возвращает триггер 26 в исходное состояние. В случае одновременного появления импульсов переполнения на выходе счетчиков 16 и 17, срабатывает элемент И 24, удерживающий триггер 26 в исходном состояние. Таким образом, на выходе триггера 26 появляется импульс, длительность которого пропорциональна разбалансу требуемого и фактического расходов по данному потоку. Блок усилителей 27 осуществляет расщирение импульса с выхода триггера 26 умножением на тот или иной коэффициент для реализации определенного закона регулирования.

Следующий ийпульс с выхода делителя частоты 10 возвращает триггер 13 в исходное состояние. При этом коммутатор 21 вырабатывает выходной разрешающий сигнал со следующего своего выхода, который разрешает прохождение импульсов с расходомера второго потока через соответствующий элемент первого блока элементов И 2 на счетчик 16. Осуществляются повторения вышеописанного процесса, но применительно ко второму потоку жидкости, в результате чего сигнал регулирования подается на второй исполнительный механизм 28 и т. д. Импульс с п + 1 выхода коммутатора сбрасывает в нулевое состояние счетчик 5, где п - численность потоков. Далее цикл повторяется, с целью стабилизации требуемого соотношения расходов в разводящих трубопроводах. Для компенсации гидродинамических возмущений в параллельно работающих трубопроводах расход жидкости через один из них не регулируется.

В настоящее время отсутствуют расходомеры, обеспечивающие измерение больщих расходов жидкости в трубопроводах с диаметром в 600 и более миллиметров, поэтому общий расход в коллекторе определяют по сумме расходов в трубопроводах по потокам.

Для распределения потоков жидкости в трубопроводах, например, для деления потока нефти перед установками подготовки нефти, применяется система, состоящая из общего резервуара с параллельно соединениьши насосами, подающими нефть в установки подготовки нефти, а также запорной арматуры, трубопроводы и т. д. Основными недостатками существующих систем являются громоздкость и металлоемкость оборудования, большие сроки монтажа, сложность в равномерной загрузке параллельно соединён1ййГх 5 с таНЬШК ТТОДГОТовки нефти.

Простота конструкции устройства по изобретению, удобство в его обслуживании, точность устройства позволяет эффективно применять его на различных объектах промышленности.

30

Формула изобретения

Устройство для разделения потока жидкости, содержащее расходомеры и исполнительные механизмы, установленные на подключенных к коллектору трубопроводах, генератор импульсов, соединенный с делителем частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит элемент задержки, элементы И, блоки элементов И, счетчики, блок преобразователей кода, коммутатор, триггеры, блок усилителей, элемент ИЛИ и элемент И, причем расходомеры соединены с первыми входами первого блока элементов И и входами элемента задержки, выход которого соединен

с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с входом второго счетчика и выходом второго элемента И, а выход - с входами блока преобразователей кода, выходы которого соедииены с первыми входами второго блока элементов И, со вторыми входами которого соединены выходы коммутатора, которые соединены со вторыми входами первого блока элементов И и первыми входами третьего блока элементов И, первый выход коммутатора соединен со вторым входом первого элемента И, последний выход - с входом сброса первого счетчика, а вход -

с первым выходом второго триггера, который соединен с третьим входом первого элемента И и третьими входами первого блока элементов И, вход второго триггера соединен с выходом делителя частоты, а второй выход - с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, со вторым входом которого соединен выход генератора импульсов, выход второго счетчика соединен со вторым входом первого и с первыми входами третьего и четвертого триггеров, выходы третьего и четвертого триггеров соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, со вторыми входами которых соединен выход генератора импульсов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого счетчиков, со вторыми входами которых соединены выходы соответственно второго и первого блоков элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами соответственно третьего и четвертого триггеров, выход третьего счетчика соединен с первыми входами элементов ИЛИ и И, со вторыми входами которых соединен выход четвертого счетчика, выход элемента И соединен с первым входом пятого триггера, со вторым входом которого соединен выход элемента ИЛИ, а выход пятого триггера соединен со вторыми входами третьего блока элементов И, выходы которых соединены через блок усилителей с исполнительными механизмами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сводный каталог фирмы «В Sand В, 1964, с. 39.

2.Авторское свидетельство СССР № 366458, кл. G 05 D 17/03, I96I.

Коллектор f-uu поток