Устройство для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе Советский патент 1982 года по МПК G05D16/14 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ СКОРОСТИ НАРАСТАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ГИДРОУДАРЕ

1

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено при автоматизации процессов в водо-нефте- и продуктопроводах.

Известно устройство для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе, содержащее струйный клапан, пневмокомпенсатор, сигнализатор скоростиJ исполнительные механизмы и регуляторы давления, выход одного из которых соединен с управляющим входом первого исполнительного механизма.

Недостатком известного устройства является большая величина потерь энергии на струйном клапане в связи с необходимостью преобразования в нем всей потенциальной энергии в кине 1 лческую и обратно. Кроме того, при колебаниях нагрузки в трубопроводе в рабочем диапазоне происходит сброс части продукта из трубопровода. Все это ограничивает область применения системы.

Цель изобретения - расширение области применения .

Для достижения указаннрй цели в устройстве для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе установлены формирователь и логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, причем один из выходов струйного клапана соедии ен через первый исполнительный механизм с пневмокомпенсатором и непосредственно со входом второго исполнительного механизма, установленного на линии сброса, а выход сигнализатора скорости соединен с управляющим входом второго исполнительного механизма через формирователь и с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ через элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора давления, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом третьего исполнительного механизма, установленного на входе компенсатора. На чертеже приведена схема системы. Устройство для опраиичения скорости нарастания давления при гидроударе состоит из струйного клапана 1, пневмокомпенсатора 2 и схемы 3 контроля и управления. Клапан 1 уста новлен на всасывающей линии насосной станции. Его второй выход связан с пневмокомпенсато1Ьом 2 и линией слива через исполнительные механизмы 4 и 5 (ИМ). Верхняя часть пневмокомпенсатора 2 через исполнительный механизм 6 соединена с линией :подачи воздуха для подпитки. Схема 3 контроля и управления состоит из датчиков 7 и 8 давлений, 1 установленных соответственно на всасывающей линии в верхней части пнев мокомпенсатора 2, датчика 9 уровня, жидкости в пневмокомпенсаторе 2, позиционных регуляторов 10 и 11 ,давле ния, позиционного регулятора 12 с настраиваемой зоной нечувствительности, сигнализатора 13 скорости, формирователя 1 и блока 15 логики, состоящего из элементов ИЛИ 16 и ЗАПРЕТ 17. Устройство для ограничения скорости нарастания давления работает следующим образом. Струйный клапан 1 установлен в разрыве трубопровода. Клапан 1 состо ит, например, из передающей части, iB качестве которой использован конфузор, заканчивающийся соплом, приемной части - сопла, переходящего в диффузор, и мек сопловой камеры, явля ющийся одновременно вторым выходным :каналом струйного клапана 1. Межсоп лрвая камера соединена трубопроводом с пневмокомпенсатором 2 и линией сброса. При нормальном режиме, работы тру бопровода струйный клапа 1 и пнев мокомпенсатор 2 находятся в динамическом равновесии. При колебаниях давления в трубопроводе продукт пер ходит через открытый исполнительны :механизм k из пневмокомпенсатора в ,трубопровод и обратно, yt oBeHb в пн мокомпенсаторе 2 колеблется в малых пределах.i При отключении насосной станций по трубопроводу протиц течения распространяется волна повышения давления. При прохождении волны через струйный клапан 1 происходит ис .течение жидкости через межсопловую камеру в пневмокомпенсатор 2, в резул ьтате чего происходит падение скорости нарастания волны повышения давления. Поскольку объем пневмокомпенсатора 2 ограничен, TQ он не может снизить до необходимого уровня волну повышения давления при больших возмущениях, В этом случае из трубопровода производится сброс части продукта в безнапорную емкость. Выделение опасных возмущений производится сигнализатором 13 скорости по характеристике изменения давления в воздушном пространстве пневмокомпенсатора 2. Характеристики волны, при которых происходит срабатывание сигнализатора 13 скорости, определяются режимом работы трубо- «, провода. Если за заданное время амплитуда повышения давления превышает заданную величину, то сигнализатрр 13 выдает сигнал, поступающий в блок 15 логики и через формирователь }k на исполнительный механизм 5, через который происходит слив жидкости в емкость. Формирователь 1 при поступлении дискретного сигнала на его вход отрабатывает релейный сигнал на выход, при снятии входного сигнала его выходной сигнал уменьшается с постоянной скоростью, что приводит к медленному зактытию исполнительного механизма 5. Это продотвращает появление новых гидроударов при закрытии исполнительного механизма 6. При работе струйной системы защиты может наблюдаться некоторый унос воздуха из пневмокомпенсатора. Периодическая подпитка воздухом производится автоматически. Уровень жидкости контролируется датчиком 9, связанным с позиционным регулятором 12 с настраиваемой, зоной нечувствительности. При значительном уменьшении объема воздуха в пневмокомпенсаторе сигнал, поступающий от уровнемера 9, превышает задание регулятора 12 и последний через блок 15 логики выдает сигнал на исполнительный механизм 6, через который производится заполнение пневмокомпенсатора воздухом, до техпор. пока уровень раздела фаз не опустится до заданной в регуляторе 12 величины. При достижении этой величины выходной сигнал регулятора становится равным О ияи ИМ 6 закрывается. Давление воздуха для прдпитки должно превышать максимальное рабочее давление в трубопроводе. Для предотвращения переброса продукта в линию подпитки воздухом пневмокомпенсатора 2, а также для предотвращения ложного срабатывания системы подпитки за счет изменения уровня жидкости при гидроударе в схеме предусмотрена блокировка открытия ИМ 6. Блокировка осуществляется блоком 15 логики, который с помощью элементов ИЛИ 16 и ЗАПРЕТ 1 предотвращает прохождение сигнала от регулятора 12 в случае повышения давления в переходном или установившемся работы. С этой целью на управляющий вход элемента ЗАПРЕТ 17 через элемент ИЛИ 16 поданы сигналы с выходов сигнализатора 13 скорости и позиционного регулятор Н, уровень срабатывания которого пр вышает рабочее давление при нормал ной работе трубопровода. Для предотвращения опорожнения пневмокомпенсатора 2 при понижении давления исполнительный механизм 4 связан с выходом позиционного регулятора 10, который выдает единичный сигнал при падении давления в трубо проводе ниже уровня, характеризующего рабочие режимы трубопровода. При пуске насосной станции и восстановления давления ИМ открывается и со 9 56 1 с пневмоединяет струйный клапан компенсатором 2. Формула изобретения Устройетво для ограничения скорости нарастания давления при гидроударе, содержащее струйный клапан, пневмокомпенсатор, сигнализатор скорости, исполнительные механизмы и регулято ры давления, выход одного из которых соединен с управляющим входом перво го исполнительного механизма, о тличающееся тем, что, с целью расширения области применения, в нем установлены формирователь и логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, причем один из выходов струйного кла . пана соединен через первый исполни. тельный механизм с пневмокомпенсатором и непосредственно со входом второго исполнительного механизма, установленного на линии сброса , а выход сигнализатора скорости соединен с управляющим входом второго исполнительного механизма через формирователь и с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ через элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора давления, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом третьего исполнительного механизма, установленного на входе компенсатора.

II

fv

«

(

V