Пробоотборник Советский патент 1980 года по МПК G01N1/10 

1

Изобретение относится к пробоотборникам и может быть использовано при отборе проб жидких прюдуктов, движущихся по трубопроводу, например; нефти, в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен пробоотборник, содержащий клапанное устройство, генератор импульсов, управляющий работой клапанного устройства, и сборник пробы 1 .

Известен пробоотборник для жидкости, содержащий клапанное устройство, генератор импульсов, емкость для сбора пробы, измеритель уровня, программный задатчик, трехмембранное реле и регулятор паузы 2 .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пробоотборник, содержащий измеритель расхода среды, клапанное устройство, установленное на трубопроводе, систему управления работой клапанного устройства и сборник пробы, связанный с клапанным устройством .

Недостатком известного пробоотборника является его сложность и наличие подвижных (вращсцощихся)деталей что снижает надежность работы про;боотбррника.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет упрощения конструкции, исключения подвижных элеиюнтов.

5 Указанная цель достигается тем, что система управления работой клапанного устройства содержит пульсирующий дроссель, генератор импульсов., связ.чнный своим выходом с уп0 равляющими камерами пульсирующего дросселя, задатчики, соединенные с камерами подпоров пульсируняцего дросселя, сумматор, подключенный выходом ко входу пульсирующего .

15 дросселя, пневмоемкость, свяэаннуь с выходом пульсирующего, дросселя и с одной -ИЗ ПЛЮСОВЫХ камер cynwaxoра, вторая плюсовая камера которого соединен с измерителем расхода среды, первое трехмембранное реле, нормально закрытое сопло которого подключено к выходу пневмоемкости, второе трехмембр1анное реле, глухая ica- , мара которого соединена с глухой камерой первого трехмембранного реле и с клапанным устройством, трехмембранный элемент сравнения, связанный своим эыходом с глухими камерами трехмембранных реле и с клапанным

30 устройством, задатчики низкого и вы сокого давления, при этом задатчик низкого давления подключен к нормаль но закрытому соплу второго трехмембранного реле, а задатчик высокого давления - к нормально открытому соплу того же реле, выход которого соединен с минусовой камерой трех лембранного элемента сравнения, и регулируемый дроссель, связанный с плюсовой камерой трехмембранного эле мента сравнения и с выходом пневмоемкости. На чертеже представлена блок-схема пробоотборника. Прюбоотборник состоит из пульсирукедего дросселя 1, сумматора 2, измерителя расхода 3, пневмоемкости 4 генератора импульсов 5, собранного из трехмембранного реле б и регулиру емого дросселя 7, трехмембранного элемента сравнения 8, задатчика высо кого давления 9, первого трехмембранного реле 10, второго трехмембран ного реле 11, клапанного устройства 12, задатчика низкого давления 13, сборника проб 14, регулируемого дрос селя 15, задатчиков 16 и 17 для создания подпоров в камерах А и Д пульсирующего дросселя 1, Пробоотборник рабогггет следующим образом. На вход пульсирующего дросселя 1 поступает сигнал с сугфчатооа 2, дааление которого равно Р Р„+Рр,где Р давление,пропорциональное расходу пр дукта, поступающее в камеру Г сумматора 2 от измерителя расхода 3; Ррдавление в пневмоемкости 4. Так как выход пульсирующего дросселя 1 подключен к пневмоемкости 4, в которой давление равно Рд, та перепад на пульсирующем дросселе равен РГ,+РО-РО РП, Расход воздуха через пульсирующий дроссель 1 линейно зависит от перепа да давления на пульсирующем дросселе 1, т.е. расход воздуха через пульсирующий дроссель 1 будет равен йо ; (1) где QO расход воздуха через пудьси руквдий дроссель; KO - коэффициент пропорциональности, зависящий от емкости пульсирующего дросселя 1 и от частоты генератора импульсов 5, собранного из трехмембранного реле б и ре гулируемого дросселя 7. Расход жидкости, проходящей по трубопроводу,равенI Q - расход жидкости, проходящей по трубопроводу; Кд - коэффициент пропорциональности. Разделив (1) на (2), получим .Qo Ko/«ti-Qn (3) Таким образом, расход воздуха Q, поступающего через пульсирующий дрюсч сель в пневмоемкость 4, прямо пропордионален расходу продукта через трубопровод Q|. Пневмоемкость 4 будет заполняться до тех пор, пока давление в ней не станет равным давлению в камере В трехмембранного элемента-сравнения 8, которое равно давлению, на которое настроен задатчик высокого давления 9. Но по закону Менделеева-Клайперона , для определенного объема давления прямо пропорционально количеству газа (воздуха) , на одящегося в данном объеме, т.е. можно сказать,, что пневмоемкость 4 всегда будет заполняться воздухом до определенного количества GO Qo-t. где t - время заполнения пневмоемкости 4 . Но за это время по трубопроводу пройдет вполне определенное количество продукта, равное С„ Qr,-t. Умножив левую и правую часть выражения (3) Hat, получим Ко о- ir;-Qn-t. г- k п Выражение(4). .показывает , что пневмоемкость 4 заполнится воздухом до количества Gg только тогда, когда по трубопроводу пройдет вполне определенное количество продукта, равное Изменяя настройку задатчика высого давления 9, можно менять количество воздуха, поступающего в пневмоемкость 4. Как только давление в пневмоемкости 4 станет равным давлению в капере В трехмембранного элемента сравнения 8, сборка элемента сравнения 8 переместится вниз, и давление питания поступит в KciMepy Б первого трехме мбранного реле 10, камеру Б второго трехмембранного реле 11 и на клапанное устройство 12 пробоотборника. Сборка трехмембранных реле 10 и 11 переместится вниз, откроет сопла в камерах А и закроет сопла в камерах Г. Давление из пневмоемкости 4 через открытое сопло в камере А трехмембранного реле 10 стравится в атмосферу. В камеру В элемента сравнения 8 через открытое сопло в камере А реле 11 будет подаваться давление от задатчика низкого давления 13, которое меньше давления задатчика 9 и равно, например, 0,2 кгс/см. Клапанноё| устройство 12 пробоотборника соединит полость трубопровода со сборником пробы 14 и произойдет отбор пробей. Давление из пневмоемкости 4 стравится в атмосферу через открытое сопло в камере А первого трехмембранного реле 10 мгновенно, а давление из камеры Б трехмембранного элемента сравнения 8 - через некотор время, обусловленное открытием регулируемого дросселя 15. Это время должно быть достаточным, чтобы.произошел отбор пробы. Как только давление в камере Б элемента сравнения 8 станет меньше, чем давление в камере В, сборка элемента сравнения 8 переместится вверх закроет питающее сопло и откроет соп л(,связанное с атмосферой. В камере Б первого трехмембранного реле 10, камере Б второго трехмембранного рел 11 и на клапанном устройстве 12 пробоотборника давление станет равным нулю. Сборка реле 10 под действием пружины переместится вверх и закроет сопло в камере А, связывающее пневмоемкость 4 с атмосферой, сборка реле 11 под действием пружины переместится вверх, закроет сопло в камере А и откроет сопло в камере Г, соединив камеру В элемента сравнения 8 с задатчиком высокого давления 9, клапанное устройство 12 пробоотборника рассоединит полость трубопровода со сборником пробы 14 и отбор пробы пре кратится, Задатчики 16 и 17 служат для создания подпоров в камерах А и Д пульсирующего дросселя 1, В дальнейшем весь цикл повторяется. Таким образом, определенная доза пробы, например 5 см , будет отбираться только в моменты, когда чере трубопровод пройдет определенное количество жидкости, например 50 м. ЙТим достигается отбор пробы в количестве, пропорционсшьном расходу отбираемого продукта. Формула изобретения Пробоотборник, содержащий измери тель расхода среды, клапанное устрой ство, установленные на трубопроводе систему управления работой клапанного устройства, и сборник пробы, связанный с клапанным устройством, отлич.ающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет упрощения конструкции, система управления работой клапанного устройства содержит пульсирующий дроссель, генератор импульсов, связанный своим выходом с управляющими камерами пульсирующего дросселя, задатчики, соединенные с камерами подпоров пульсируквдего дросселя, сумматор, подключенный выходом ко входу пульсирукяцего дросселя, пневмоемкость, связанную с выходом пульсирующего дросселя и с одной из плюсовых Кс1мер сумматора, вторая плюсовая камера которого соединена с измерителем расхода среды, первое трехмембранное реле, нормально закрытое сопло которого подключено к выходу пневмоемкости, второе трехмембранное реле , глухая камера которого соединена с глухой камерой первого трехмембранного реле и с клапанным устройством, трехмембранный элемент сравнения,связанный своим выходом с глухими камерами трехмембранных реле и с клапанным устройством, задатчики низкого и высокого давления, при этом задатчик низкого давления подключен к нормально закрытому соплу второго трехмембранного реле, а задатчик высокого давления - к нормально открытому соплу того же реле, выход которого соединен с минусовой камерой трехмембранного элемента сравнения, и регулируемый дроссель, связанный с плюсовой камерой трехмембранного элемента сравнения и с выходом пневмоемкости. Источники информации, принятьзе во внимание при экспертизе 1.Пробоотборные системы и устройства для жидких сред, -Тематический обзор, М., ЦНИИТЭнефтехим, 1972,с.17. 2.Авторское свидетельство СССР , кл. G01 N 1/10, 1975. 3. Патент США № 3253469, кл. 73-422, 1966,