Система для дистанционного управления приводом запорного органа Советский патент 1982 года по МПК G05B9/05 F15B13/10 

(5) СИСТЕМА ДЛЯ ДИСТАНиИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ЗАПОРНОГО ОРГАНА

I

Изобретение относится к пневмоавтоматике и предназначено для управлениг} пневмо- или пневмогидроприводами запорных органов (кранов) в газовой промышленности и может найти применение в других отраслях, где имеются соответствующие запорные органы.

Известны устройства и системы управления приводами запорных органов, например устройства для автоматического перекрытия магистрали 1.

Однако они не имеют дистанционного управления и не могут работать с системами телемеханики, tiTO является их недостатком.

Известны устройства с системами дистанционного управления, для срабатывания которых требуется мощный электрический сигнал длительностью, соответствующей времени переключения запорного органа. Поэтому, без специальных вспомогательных устройств усилители, устройства запоминания и сигнала и др.) и постоянного электропитания эти системы не могут работать по каналам телемеханики, имеющим им-пульсный маломощный сигнал 2.

Все вышеописанные устройства и системы используют в качестве источника энергии для работы привода запорного органа транспортируемый природный газ. В ряде аварийных ситуаций, когда давление газа падает ниже уровня, необходимого для срабатывания

10 привода, они оказываются неработоспособными. Качест;во очистки и осушки природного газа в большинстве случаев недостаточно -высоко. При отрицательных температурах окружающей среды

15 в импульсных линиях, в клапанах и золотниках образуются гидратные пробки, которые снижают надежность, приводят к отказам и ложным срабатываниям устройств. Чтобы исключить этот недо20статок, в состав некоторых систем входит фильтр-осушитель. Это повышает надежность, однако, требует регулярного обслуживания. Известно управляющее устройство для noeopoffioro клапана, которое име ет дистанционный электрический вход и не использует для с.воей работы энергию транспортируемой среды ГЗ Однако, наличие нагнетателя и необходимость постоянного электропитания значительной мощности ограничивает возможности применения этой системы и не обеспечивает высокой надежности срабатывания в аварийных условиях, когда электропитание может быть нарушено. Существуют запорные органы, которые срабатывают от импульсно/о мало эщного электрического сигнала. Эти устройства предназначены для экстрен ного перекрытия магистрали и отлича.ются высокой надежностью. Источник энергии - пиропатрон входит в конструкцию этих устройств и при срабаты.вании продукты сгорания непосредственно воздействуют на запорный орган С Однако использование этих устройств в газовой промыщленности невозможно по следующим причинам: они имеют сравнительно малые проходные семения ( на два порядка меньше проходных сечений современных газопроводов); продукты сгорания имеют высо кую температуру более 1500°С , что может привести к воспламенению транс портируемого газ за счет теплопроводности или прямого контакта в слу. чае утечки газа; в настоящее время в эксплуатации находятся десятки тысяч кранов и заменить их конструкцию практически невозможно. Большинство запорных органов, находящихся в эксплуатации в газовой промышленности, оснащено штатнь1ми ус ройствами управления различных типов В обычных условиях на территориально ограниченных технологических объектах (компрессорных стаЦциях, установках комплексной подготовки газа и др.) где обеспечено регулярное обслуживание, надежность штатных устройств управления удовлетворитель на, В аварийных ситуациях, когда про падает электроэнергия или давление транспортируемой среды падает ниже допустимого уровня, эти усуройства неработоспособны.. Наиболее близким к предлагаемому является штатная система управления шаровым краном, содержащая электровентили с соленоидами для дистанцион ного управления, пневматический распределитель, емкости с силиконовой жидкостью, ручные насосы с клапанами и ограничителями расхода, фильтр-осушитель газа. В качестве источника энергии в системе используется транспортируемый природный газ. В тех случаях, когда давление газа падает ниже 10 кгс/см, для управления краном используют ручной насос, однако, когда кран находится на удаленном участке магистрального газопровода, этот способ повышения надежности не применим. Система срабатывает при подаце.мощного электрического сигнала, который нужно поддерживать в продолжение всей операции переключения крана. Поэтому 8та система может работать только там, где имеются источники электропитания, и оказывается неработоспособной в аварийных ситуациях, когда пропадает электропитание. Фильтр-осушитель достаточно хорошо очищает газ, однако, когда газ содержит большое количество твердых и жидких включений и склонен к гидратообразованию, фильтр быстро засоряется и требует замены, что не всегда возможно организовать f 5. Таким образом, эта система в местах, где затруднено регулярное обслуживание, и в аварийных ситуациях, резко снижает надежность работы. Цель изобретения - повышение надежности управления запорным органом в аварийных ситуациях. Для достижения этой цели, дублирующее устройство управления состоит из автономного источника питания, выполненного в. виде газогенератора с запальным узлом, подключенным к аварийному управляющему каналу, коммутатора и ресивера с предохранительным Клапаном, подключенного с одной стороны к выходу газогенератора, а с другой - к одному из входов коммутатора, Другой вход которого соединен с выходом штатного устройства управления, а выход - с приводом запорного органа. На,чертеже показана схема системы Для дистанционного управления приводом запорного органа. Система состоит из штатного устройства управления 1 и дублирующего устройства управления 2. В состав дублирующего устройства входит газогенератор 3 с запальным узлом , ресиSep 5 с предохранительным клапаном 6, коммутатор 7, линии связи 8-11. ГазогенератЬр 3 содержит твердое топливо 12 и химический охладитель 13Система работает следующим образом При поступлении управляющего си|- нала на устройство 1 транспортируемая среда из трубопровода по линии связи 10 поступает на коммутатор 7 и далее по линии связи 11 на привод запорного органа. При поступлении управляющего импульсного сигнала на запальный узел k зажигается твердое топливо 12 в газогенераторе 3 и образуются продукты сгоранмя, имеющие высокую температуру и большое давление, которые вступают в контакт с химическим охладителем 13 При этом температура конечных продуктов сгорания снижается, а количест во генерируемого газа возрастает. Газ по линии связи 8 поступает в ресивер 5, где температура его также снижается и далее по линии связи 9 в ком мутатор 7, откуда по линии связи 11 на привод запорного органа. При превышений давления газа вьние допустимого, излишек газа сбрасывается в атмос феру через предохранительный клапан 6 Для повторного срабатывания необходимо заменить запальное устройство, твердое топливо и охладитель. При работе газогенератора образуется газ с параметрами, не превышающими допустимые для данного типа запорного органа. Это достигается дозированием топлива и охладителя, а также установкой предохранительного клапана. .Отсутствие подвижных частей в дублирующем устройстве, достаточно высокая температура генерируемого газа, отказ от .использования транспортируемой среды как источника энергии обеспечивают высокую надежность переключе ния запорного органа в аварийных ситуйциях.. . Дублирующее устройство - одноразового срабатывания. Это не является недостатком системы в целом, так как в обычных условиях кран может управляться штатной системой, а в аварийных ситуациях дублирующим устройством взведение которого в рабочее состояние производится после устранения аварии. Изобретение, по сравнению с сущест эующими системами управления запорными органами, обладает следующими преимуществами: исключительно высокой надежностью срабатывания в аварий 9 0 ных ситуациях доверительная вероятность не ниже 0,99 ; возможностью срабатывания по непосредственному маломощному импульсному сигналу телемеханики; простотой и универсальностью конструкции; возможностью работь с любым штатным устройством управления.. Изобретение целесообразно и экономически выгодно использовать в условиях концентрации больших мощностей на технологических объектах и организации мощных газовых потоков на большие расстояния, где проблема обеспечения высокой надежности приобретает первостепенное значение, в случаях возникновения аварийной ситуации и в особых случаях, когда необходимо срочно переключить поток газа на байпасную линию или отключить пораженный участок при разрыве газопровода. Использование изобретения экономит от 100 до 500 тыс.м газа в сутки. Подобные системы могут быть применены также в нефтяной промышленности и в других отраслях, где имеются достаточно мощные трубопроводные системы. Формула изобретения Система для дистанционного управления приводом запорного органа, содержащая штатное и дублирующее устройства управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности систе1 ы, дублирующее устройство управления состоит из автономного источника питания, выполненного в виде газогенератора с запальным узлом, подключенным к аварийному управляющему каналу,- коммутатора и ресивера с предохранительным клапаном, подключенного с одной стороны к выходу газогенератора, а с другой - к одному из входов коммутатора, другой вход которого соединен с выходом штатного устройства управления, а выход - с приводом запорного органа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 508630, кл. F 16 К 31/52, 1973.

8

Л. Авторское свидетельство СССР ff 0076, кл. F 16 К 31/1«3, 1970.

ш