Установка для подачи текучей среды под давлением

 

Изобретение относится к области пневмогазогидравлических систем общего назначения и может быть использовано для приготовления и нагнетания под большим давлением газожидкостных смесей на основе азота, используемых в различных областях техники, для создания инертной газовой среды в замкнутых объемах с целью предотвращения взрывов и пожаров. Установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрывопожаробезопасных смесей на основе азота, содержит воздушный компрессор низкого давления, соединенный своим выходом с входом мембранного аппарата, выход которого пневмомагистралью подключен к газовому входу газобустерного насоса, имеющего жидкостный вход, а выход газобустерного насоса сообщен с сепаратором, имеющим жидкостный выход и газовый выход, являющийся выходом установки, емкость и насос подпитки, подключенный своим входом к последней, при этом она снабжена теплообменником, вход которого гидролинией подключен к жидкостному выходу сепаратора, а выход теплообменника подключен гидролинией к жидкостному входу газобустерного насоса, при этом насос подпитки выполнен дозирующим и подключен выходом к выходу установки. Технический результат - повышение кпд и безопасности установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области пневмогазогидравлических систем общего назначения и может быть использовано для приготовления и нагнетания под большим давлением газожидкостных смесей на основе азота, используемых в различных областях техники, для создания инертной газовой среды в замкнутых объемах с целью предотвращения взрывов и пожаров.

Текучая среда - это рабочее тело, которое приводится в движение насосом или приводит в движение двигатель. Текучая среда может быть либо в газообразном состоянии, то есть сжимаемой, либо в жидком, то есть несжимаемой. Возможно и одновременное существование текучей среды в двух состояниях, то есть представлять собой газожидкостную смесь.

Из предыдущего уровня техники известна установка для подачи текучей среды под давлением, содержащая гидромашину объемного действия, резервуар с рабочей жидкостью, источник сжатого газа и вентили (А.С. СССР 541049, F 15 В 1/02, 1976).

Недостаток известного технического решения заключается в том, что установка для подачи текучей среды под давлением имеет ограниченную область использования.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является установка для подачи текучей среды под давлением,преимущественно, взрыво-и пожаробезопасных смесей на основе азота, содержащая воздушный компрессор низкого давления, соединенный своим выходом с входом мембранного аппарата, выход которого пневмомагистралью подключен к газовому входу газобустерного насоса высокого давления, имеющего жидкостный вход, а выход насоса сообщен с сепаратором, имеющим жидкостный выход и газовый выход, являющийся выходом установки, емкость и насос подпитки, подключенный своим входом к последней. Патент РФ 2089750 С1, 10.09.1997.

Недостатком данного устройства является высокая температура отсепарированной жидкости, поступаемой на вход газобустерного насоса подаваемой насосом подпитки, что в общем случае приводит к снижению кпд газобустерного насоса.

Задачей изобретения является повышение кпд газобустерного насоса и установки для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво-и пожаробезопасных смесей на основе азота в целом.

Поставленная задача решена тем, что установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно, взрыво- и пожаробезопасных смесей на основе азота, содержащая воздушный компрессор низкого давления, соединенный своим выходом с входом мембранного аппарата, выход которого пневмомагистралью подключен к газовому входу газобустерного насоса, имеющего жидкостный вход, а выход газобустерного насоса сообщен с сепаратором, имеющим жидкостный выход и газовый выход, являющийся выходом установки, емкость и насос подпитки, подключенный своим входом к последней. При этом установка дополнительно снабжена теплообменником, вход которого гидролинией подключен к жидкостному выходу сепаратора, а выход теплообменника подключен гидролинией к жидкостному входу газобустерного насоса, при этом насос подпитки выполнен дозирующим и подключен выходом к выходу установки.

Кроме того, установка может быть снабжена дополнительной линией подвода газа от внешнего источника, подключенной к газовому входу газобустерного насоса.

А внешний источник может быть выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла.

На чертеже показана блок-схема установки для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво-ипожаробезопасных смесей на основе азота.

Установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво-и пожаробезопасных смесей на основе азота, содержит воздушный компрессор 1 низкого давления, соединенный своим выходом 2 с входом 3 мембранного аппарата 4, выход 5 которого пневмомагистралью 6 подключен к газовому входу 7 газобустерного насоса 8, имеющего жидкостной вход 9, а выход 10 газобустерного насоса 8 сообщен с сепаратором 11, имеющим жидкостный выход 12 и газовый выход 13, являющийся выходом установки, емкость 14 и насос 15 подпитки, подключенный своим входом 16 к последней, теплообменник 17, вход 18 которого гидролинией 19 подключен к жидкостному выходу 12 сепаратора 11, а выход 20 теплообменника подключен гидролинией 21 к жидкостному входу 9 газобустерного насоса 8, при этом насос 15 подпитки выполнен дозирующим и подключен выходом 22 к выходу 13 установки.

Кроме того, установка может быть снабжена дополнительной линией 23 подвода газа от внешнего источника 25, подключенного к газовому входу 7 газобустерного насоса 8 через регулируемый вентиль 24.

А внешний источник 23 может быть выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла.

Установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво- и пожаробезопасных смесей на основе азота, работает следующим образом.

С помощью воздушного компрессора 1 низкого давления (0,8 - 2,5 МПа) воздух из атмосферы подается на вход 3 мембранного аппарата 4, где из воздуха происходит выделение кислорода и удаление его в атмосферу. Далее, оставшаяся смесь, содержащая 85-95% азота, с выхода 5 мембранного аппарата 4 подается по пневмомагистрали 6 на газовый вход 7 газобустерного насоса 8.

При наличии внешнего источника сжатого газа (природного, попутного нефтяного или другого газа, безопасного по условиям воспламенения в углеводородной среде) установка может нагнетать этот газ в объект потребления, например в скважину или трубопровод. Тогда от источника 25 газ через регулируемый вентиль 24 по магистрали 6 поступает на газовый вход 7 газобустерного насоса 8.

Одновременно на жидкостный вход 9 газобустерного насоса 8 по гидролинии 21 с выхода 20 теплообменника 17 подается дозированное количество охлажденной технологической рабочей жидкости, в качестве которой может быть использовано масло, нефть или вода.

В газобустерном насосе 8 смесь, содержащая азот, или газ от внешнего источника сжимается до давления нагнетания с помощью охлажденной рабочей жидкости.

Благодаря тому, что жидкость охлаждена, она содержит меньше растворенного газа и, следовательно, объемный модуль упругости такой жидкости выше и соответственно выше жесткость гидромеханизма газобустерного насоса 8 и его кпд. Далее, образовавшаяся газожидкостная смесь с выхода 10 газобустерного насоса 8 подается в сепаратор 11. В сепараторе 8 из газожидкостной смеси отделяется жидкость, которая удаляется из сепаратора 8 через жидкостный выход 12 и по гидролинии 19 подается на вход 18 теплообменника 17, в котором она и охлаждается. Оставшаяся текучая среда, содержащая сжатый до необходимого давления газ, из сепаратора 11 с газового выхода 13 подается потребителю.

Одновременно на выход 13 потребителю с выхода 22 насоса 15 подпитки, выполненного дозирующим, может подаваться из емкости 14 определенная доза пенообразующего поверхностно-активного вещества, составляющая при смешении с газом пену для технологических операций с ее использованием.

Формула изобретения

1. Установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрывопожаробезопасных смесей на основе азота, содержащая воздушный компрессор низкого давления, соединенный своим выходом с входом мембранного аппарата, выход которого пневмомагистралью подключен к газовому входу газобустерного насоса, имеющего жидкостнй вход, а выход газобустерного насоса сообщен с сепаратором, имеющим жидкостный выход и газовый выход, являющийся выходом установки, емкость и насос подпитки, подключенный своим входом к последней, отличающаяся тем, что она снабжена теплообменником, вход которого, гидролинией подключен к жидкостному выходу сепаратора, а выход теплообменника подключен гидролинией к жидкостному входу газобустерного насоса, при этом насос подпитки выполнен дозирующим и подключен выходом к выходу установки.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной линией подвода газа от внешнего источника, подключенной к газовому входу газобустерного насоса.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что внешний источник выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла.

РИСУНКИ

Рисунок 1