Устройство для отвода зарядов из потока углеводородов

Авторы патента:

H05F3/02 - с помощью заземляющих соединений

Владельцы патента RU 2400021:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (RU)

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для нейтрализации электростатических зарядов в потоке жидкости. Технический результат - нейтрализация зарядов и эффективное удаление асфальто-парафиновых отложений с разрядных электродов. Для достижения данного результата устройство содержит пластмассовый корпус, торцевые металлические кольца, разрядные металлические струны-электроды, статор, клеммы, входной и выходной металлические патрубки, отрицательную клемму вентильного асинхронного микрогенератора постоянного тока, батарею конденсаторов, выпрямитель, положительную клемму вентильного асинхронного самовозбуждающего микрогенератора, реостат, первичный двигатель, фланец, трубу (18), понижающий трансформатор (19), контакт реле включения (20) депарафинизатора, регулирующий реостат (21) и релейно-контакторную схему управления. 2 ил.

Изобретение относится к области «Пожарной и промышленной безопасности» и может быть использовано для отвода электростатических зарядов из потока нефти и других жидких углеводородов.

При закачке нефти в нефтетрубопроводы, защищаемые катодной защитой, в последних начинается процесс диссоциации молекул солей, воды и др. примесей в ионы. При этом на стенку металлической трубы, имеющей потенциал -0,9÷-1,1 В, попадают положительные ионы. Отрицательные ионы диссоциировавшихся молекул переносятся потоком по трубе и, в конечном итоге, закачиваются в резервуар. При этом в последнем могут накопиться значительные количества статических зарядов, создающих значительные напряженности электрического поля в парогазовом пространстве хранилища, что чревато взрывом и пожаром.

Известен индукционный нейтрализатор с протяженным разрядным электродом [Максимов Б.К. и др. Электростатическая безопасность при заполнении резервуаров нефтепродуктами./ Б.К.Максимов, А.А.Обух, А.В.Тихонов. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с.1881], состоящий из камеры нейтрализатора, разрядного электрода, стыковочного патрубка, изолятора, проходного изолятора. Недостатком этого устройства является недостаточная эффективность нейтрализации зарядов, так как значительные количества ионов переносятся потоком жидкости (например, нефти) через нейтрализатор, не успевая попасть на единственный центральный электрод.

Более эффективным в этом смысле является индукционный нейтрализатор электростатических зарядов в потоке жидкости [А.Н.Моровщик. Индукционный нейтрализатор электростатических зарядов в потоке жидкости. Авторское свидетельство SU 1736015, H05F 3/02, 19.01.89]. Нейтрализатор содержит кассету, которая включает в себя торцевые кольца, промежуточные кольца, ребра, струны, укрепленные посредством пружин на кольцах, коаксиально установленных на торцевых кольцах с образованием однополостного гиперболоида вращения. Эффективность нейтрализации зарядов данного устройства также оказывается недостаточной, т.к. значительное количество ионов все еще выносится из нейтрализатора с потоком жидкости.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для отвода зарядов из потока жидкости [Кицис С.И., Власова Е.П., Шимко Т.Ф. Устройство для отвода зарядов из потока жидкости. Патент RU 2341918 C1, 20.12.2008], содержащее кассету, состоящую из торцевых колец с натянутыми на них струнами, пружинные узлы, крепления которых установлены так, что создают осевое смещение струн с образованием однополосного гиперболоида вращения, электрический трехфазный статор с распределенной трехфазной обмоткой и микрогенератором постоянного тока, положительная клемма которого электрически соединена с разрядными металлическими струнами, а отрицательная клемма с входным металлическим патрубком.

Недостаток эффективности нейтрализации электростатических зарядов, переносимых потоком углеводородной жидкости, в известных устройствах устраняется за счет удлинения путей и времени пребывания ионов в камере устройства, а также создания дополнительных сил, подводящих ионы к разрядным струнам. Однако в устройстве сохранялся другой недостаток, а именно после определенного времени эксплуатации нейтрализатора на разрядных струнах осаждаются тяжелые углеводороды - парафины, асфальтены, церизины и т.д., которые мешают отводить и нейтрализовывать заряды статического электричества.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка устройства, обеспечивающего и нейтрализацию зарядов, и эффективное удаление асфальто-парафиновых отложений с разрядных струн-электродов.

При осуществлении технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении температуры (нагрева) разрядных струн.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для отвода зарядов из потока углеводородов, состоящем из пластмассового корпуса и двух торцевых металлических колец: первого и второго, соединенных разрядными металлическими струнами-электродами, натянутыми на торцевые металлические кольца с образованием гиперболоида вращения, трехфазного статора, электрические обмотки которого создают вращающееся магнитное поле, микрогенератора, который связан положительной клеммой с одним из торцевых металлических колец нейтрализатора, а своей отрицательной клеммой с входным металлическим патрубком, особенностью является то, что оно дополнительно снабжено депарафинизатором, состоящим из трансформатора, понижающая обмотка которого одной клеммой связана с первым торцевым металлическим кольцом, а вторым концом с нормально открытым контактом реле включения депарафинизатора, который через регулирующий реостат связан со вторым торцевым металлическим кольцом и релейно-контакторной схемой управления устройства, состоящей из двух кнопок «пуск», кнопки «стоп», катушки реле включения нейтрализации зарядов, катушки реле включения депарафинизатора, и контактов: нормально открытого контакта - контакта включения реле нейтрализации зарядов, шунтирующего кнопку «пуск», и нормально открытого контакта - контакта включения депарафинизатора, шунтирующего вторую кнопку «пуск», и двух нормально открытых контактов, подключающих схему микрогенератора к нейтрализатору.

Наличие в устройстве заявляемой релейно-контакторной схемы и депарафинизатора обеспечивает работу устройства как в режиме нейтрализации зарядов, так и в режиме удаления асфальто-парафиновых отложений с разрядных металлических струн-электродов.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для отвода зарядов из потока углеводородов, стрелкой показано направление потока углеводородов.

Устройство для отвода зарядов из потока углеводородов содержит пластмассовый корпус 1, в котором находятся торцевые металлические кольца 2: первое - со стороны входного патрубка, и второе - со стороны выходного патрубка, разрядные металлические струны-электроды 3, укрепленные посредством пружин 4 на торцевых металлических кольцах 2 с образованием гиперболоида вращения. Устройство содержит также статор 5, с распределенной трехфазной обмоткой 6, закрепленный на пластмассовом корпусе 1, клеммы 7 статора 5, входной металлический патрубок 8, выходной металлический патрубок 9, отрицательную клемму 10 вентильного асинхронного микрогенератора постоянного тока 11, присоединенную к входному металлическому патрубку 8, батарею конденсаторов 12, выпрямитель 13, положительную клемму 14 микрогенератора 11, присоединенную к разрядным металлическим струнам-электродам 3, реостат для регулирования тока 15, первичный двигатель 16, фланец 17, трубу 18, понижающий трансформатор 19 - депарафинизатор. Контакт реле 20 предназначен для включения депарафинизатора, который через регулирующий реостат 21 связан со вторым торцевым металлическим кольцом 2 и релейно-контакторной схемой управления устройства.

Релейно-контакторная схема управления устройства состоит из двух кнопок «пуск» 22, 23, кнопки «стоп» 24, катушки реле 25 включения нейтрализации зарядов, катушки реле 26 включения депарафинизатора и контактов: нормально открытого контакта 27 - контакта включения реле нейтрализации зарядов, шунтирующего кнопку «пуск» 22 и нормально открытого контакта 28 - контакта включения депарафинизатора, шунтирующего кнопку «пуск» 23, и двух нормально открытых контактов 29 и 30, подключающих схему микрогенератора 11 к устройству.

Устройство для отвода зарядов из потока углеводородов работает следующим образом (фиг.2).

Поток углеводородов поступает в устройство со стороны входного патрубка 8. Электрические обмотки статора 5 создают вращающееся магнитное поле, в результате чего траектории движения статических зарядов в потоке углеводородов приобретают форму спиралей.

После некоторого периода накопления асфальтено-парафиновых отложений на разрядных металлических струнах-электродах 3 нажимают кнопку «стоп» 24 и включают кнопку «пуска» 23 депарафинизатора. При этом срабатывает реле с катушкой 26 и кнопка 27 шунтируется нормально открытым контактом 28 реле включения депарафинизатора с катушкой 26. Нормально закрытые контакты 31 и 32 осуществляют блокировку устройства - если включена, например, катушка 25, то катушка 26 включиться не может, и наоборот. Для этого нужно предварительно нажать кнопку «стоп».

Депарафинизатор создает в разрядных металлических струнах-электродах под действием напряжения повышенный электрический ток, нагревающий и расплавляющий асфальтено-парафиновые отложения, которые удаляются движущимся потоком углеводородов.

Таким образом, управляя кнопками пуска 22, для включения в работу устройства как нейтрализатора, и 23, для включения в работу устройства как депарафинизатора, достигают оптимального процесса отвода зарядов из потока углеводородов.

Устройство для отвода зарядов из потока углеводородов, состоящее из пластмассового корпуса и двух торцевых металлических колец: первого и второго, соединенных разрядными металлическими струнами-электродами, натянутыми на торцевые кольца с образованием гиперболоида вращения, трехфазного статора, микрогенератора постоянного тока, который связан положительной клеммой с одним из торцевых металлических колец нейтрализатора, а своей отрицательной клеммой с входным металлическим патрубком, отличающееся тем, что дополнительно содержит депарафинизатор, состоящий из трансформатора, понижающая обмотка которого одной клеммой связана с первым торцевым металлическим кольцом, а второй клеммой с нормально открытым контактом реле включения депарафинизатора, который через регулирующий реостат связан со вторым торцевым металлическим кольцом и релейно-контакторной схемой управления устройства, состоящей из двух кнопок «пуск», кнопки «стоп», катушки реле включения нейтрализации зарядов, катушки реле включения депарафинизатора, и контактов: нормально-открытого контакта - контакта включения реле нейтрализации зарядов, шунтирующего первую кнопку «пуск» и нормально-открытого контакта - контакта включения депарафинизатора, шунтирующего вторую кнопку «пуск», и двух нормально-открытых контактов, подключающих схему микрогенератора к устройству.

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для защиты электрических приборов и кабельных сетей от влияния зарядов статического электричества, скапливающихся на подвижных элементах конструкции.

Способ утилизации энергии молнии // 2369991

Изобретение относится к области экологически чистой возобновляемой электроэнергетики. .

Способ нейтрализации статического электричества в потоке вещества // 2351100

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для отвода электростатических зарядов из потока нефти и других жидких углеводородов. .

Устройство для отвода зарядов из потока жидкости // 2341918

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для нейтрализации электростатических зарядов в потоке жидкости. .

Устройство выравнивания электрических потенциалов на электромеханизированных фермах крупного рогатого скота // 2328837

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике защиты животных от поражения электрическим током на фермах крупного рогатого скота. .

Способ получения устройства для снятия статического электричества с корпуса транспортного средства // 2290773

Изобретение относится к технике эксплуатации машин, в частности, для отвода на землю зарядов статического электричества с подвижных объектов, например транспортных средств.

Устройство отвода электростатического заряда // 2288551

Изобретение относится к технике борьбы с вредными проявлениями статического электричества и может быть использовано при разработке устройств для отвода электростатических зарядов с помощью заземляющих соединений для радиоэлектронной промышленности.

Способ электрозащиты газотурбинной установки при ремонте // 2251010

Изобретение относится к области электротехники, в частности к средствам защиты от повреждения элементов конструкции установок в процессе проведения восстановительного ремонта.

Соединительное устройство для отвода зарядов статического электричества // 2205524

Изобретение относится к технике защиты от вредных проявлений статического электричества, особенно в местах, где имеется опасность образования взрывной смеси воздуха с горючими парами и газами.

Устройство для защиты емкостей из композиционных материалов от статического электричества // 2201657

Изобретение относится к области физики статического электричества и может быть использовано, например, как средство, обеспечивающее надежную электрическую связь между состоящими из разнородных материалов подвижными узлами емкостей с целью их защиты от статического электричества.

Устройство для использования энергии электростатического поля // 2439864

Изобретение относится к электротехнике, а также к области охраны труда и технике безопасности и может быть использовано для аккумуляции энергии электростатического поля или непосредственного питания потребителей электрического тока, обеспечивая при этом повышение электростатической безопасности

Способ молниезащиты и устройство для его реализации // 2456727

Изобретение относится к средствам защиты объектов различного назначения при прямом или близком воздействии молниевых разрядов, электромагнитных импульсов (ЭМИ), коротких замыканий и коммутаций энергооборудования, в частности к средствам молниезащиты промышленных или жилых зданий и сооружений, а также искроопасных объектов энергетики, нефтегазовых, химических, оборонных и других отраслей народного хозяйства

Устройство металлизации подвижных элементов конструкции // 2462005

Изобретение относится к устройству металлизации подвижных элементов конструкции и предназначено для защиты электрических приборов и кабельных сетей машин от влияния зарядов статического электричества, скапливающихся на подвижных элементах конструкции

Устройство для снятия электростатического заряда с нефтепровода // 2490834

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти

Устройство для снижения скорости коррозии нефтепровода путем удаления электростатического заряда // 2490835

Защита от молнии - способ испытаний объектов на молниезащищенность и устройство для его осуществления // 2502237

Изобретение относится к технике защиты от ударов молнии. Технический результат - приближение искусственно созданных ячеек грозового облака к природным грозовым облакам и повышение точности создания условий возникновения молний. Создают поток заряженного аэрозоля, накапливают электрический заряд в заторможенном потоке в виде заряженного облака до величины, когда напряженность электрического поля в промежутке «облако-модель объекта» достаточна для формирования лидерного разряда, регистрируют количество разрядов, попадающее на объект и молниеприемник, и делают вывод о молниезащищенности объекта. При этом создают трехпольную ячейку грозового облака путем внедрения в него положительного, затем отрицательного и снова положительного заряда. Устройство содержит имитатор (1) местности, модель (2) объекта, модель (3) молниеприемника, имитатор грозовых облаков, выполненный в виде генератора (4) заряженной аэрозольной струи, который соединен с источником (5) знакопеременного питания, в котором имеется возможность регулирования амплитуды и длительности выходного тока, фотоаппарат (6), подсоединенный к компьютеру, или токовый шунт (7), через который модель (3) молниеприемника соединена с имитатором (1) местности. Отношение Т+/Т- длительностей положительной и отрицательной полярностей и отношение I+/I- амплитуд тока положительной и отрицательной полярностей источника (5) знакопеременного питания может изменяться от 0,1 до 2, сумма Т++Т- длительностей положительной и отрицательной полярностей может изменяться от 0,1 до 10 секунд, а пауза между сериями импульсов составляет не менее 1 секунды. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Антистатическое поверхностное покрытие // 2515982

Изобретение относится к безосновному проводящему поверхностному покрытию и способу изготовления такого покрытия. Безосновное проводящее поверхностное покрытие содержит центральный слой, состоящий из частиц, полученных измельчением листа. Указанные частицы представляют собой неспекшиеся частицы, внедренные в полимерную матрицу. Указанные частицы и/или указанная полимерная матрица содержат электропроводный материал. Способ изготовления безосновного проводящего поверхностного покрытия включает: a) обеспечение наличия частиц, полученных измельчением листа, b) обеспечение наличия порошка на основе полимера для полимерной матрицы, c) нанесение указанных частиц на движущийся ленточный носитель, d) нанесение на указанные частицы указанного порошка на основе полимера, e) термообработку и уплотнение в прессе указанных частиц и указанного порошка на основе полимера. Технический результат - получение безосновного поверхностного покрытия, обладающего антистатическими свойствами. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 табл., 10 ил., 19 пр.

Устройство для нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы // 2525855

Настоящее изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти. Поставленная задача - повышение надежности и производительности конструкции и эффективности удаления электростатических зарядов за счет изменения расположения разрядного электрода в нейтрализационной камере и увеличения площади его контакта с потоком жидкости. Указанная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве для нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы, включающем разрядный электрод, устанавливаемый на трубопроводе с помощью фланцевого соединения, согласно предлагаемому изобретению внутренняя поверхность трубы футерована полиэтиленом, болтовые соединения фланцев изолированы полиэтиленовыми втулками, а разрядный электрод, выполненный в виде кольца с зубьями, установлен между фланцами и через дренажный кабель, закрепленный на кольце, соединен с заземлителем. Технический результат: уменьшение распределенного электростатического потенциала по внутренней поверхности нефтепровода после электроизолирующих фланцев, снижение коррозионного поражения металла труб после электроизолирующих фланцев. 2ил. Референт Головинова И.В.

Устройство для дистанционного измерения высоких напряжений статического электричества и электропитания системы мониторинга автономного объекта // 2534759

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и связано с практическим использованием микромощных возобновляемых источников энергии, в частности энергии электростатического заряда, возникающего на поверхности полимерных материалов, например специальной одежде и т.п. Технический результат: дистанционное измерение высоких напряжений, образующихся на поверхности полимерных и других материалов, накопивших электростатический заряд, и организация электропитания микромощной системы мониторинга мобильных объектов различных классов (например, человека) от энергии того же электростатического электричества. Устройство содержит источник статического электричества (1), на поверхности которого образуется высокое измеряемое напряжение, разрядный элемент (2), последовательно с которым включена первичная обмотка (3) согласующего трансформатора (4), имеющая первый (5) и второй (6) выводы, вторичная (7) обмотка согласующего трансформатора (4), имеющая первый (8) и второй (9) выводы, причем ее первый (8) вывод связан через выпрямительный элемент (10) с первыми выводами накопительного конденсатора (11) и цепи нагрузки (12), а второй вывод (9) вторичной (7) обмотки согласующего трансформатора (4) связан со вторыми выводами накопительного конденсатора (11) и цепи нагрузки (12). Источник статического электричества (1), на поверхности которого образуется высокое измеряемое напряжение, соединен с разрядным элементом (2) через высокоомный резистор (13), общий узел высокоомного резистора (13) и разрядного элемента (2) соединен с первым выводом дополнительного конденсатора (14), второй вывод которого связан со вторым (6) выводом первичной обмотки (3) согласующего трансформатора (4), в качестве цепи нагрузки (12) используется система мониторинга автономного объекта, включающего радиопередающее устройство (12), основной модулирующий вход (15) которого связан с первым (8) выводом вторичной (7) обмотки согласующего трансформатора (4), а радиоприемное устройство (16) содержит приемник радиосигналов (17), первый (18) выход которого связан со входом измерителя (19) интервалов времени между импульсами на вторичной (7) обмотке согласующего трансформатора (4), зависящих от величины высокого измеряемого напряжения статического электричества. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для защиты жидкостного ракетного двигателя (жрд) от статического электричества // 2553585

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей. В устройстве для защиты жидкостного ракетного двигателя от статического электричества, содержащем токопроводящие перемычки, закрепленные при помощи винтов и гаек одним концом к установочным элементам на корпусах пироклапанов, другим концом - к бобышкам на раме двигателя, пиропатроны, ввернутые в пироклапаны, бобышки заземления на раме, провода заземления, в котором согласно изобретению между резьбовой частью пиропатронов и ответной резьбой гнезда пироклапана, резьбой на корпусе пироклапана и резьбой тубуса пусковой ампулы газогенератора, а также в местах крепления перемычек и заземления нанесена токопроводящая эмаль, уменьшающая активное сопротивление электрической цепи и служащая одновременно средством контровки резьбовых соединений, с конструкциями узлов с пироклапанами соединены трубопроводы, к которым закреплены электрические перемычки, связанные с рамой двигателя при помощи крепежных элементов, на поперечной растяжке его рамы размещены по крайней мере две бобышки с подсоединенными к ним проводами заземления. Изобретение обеспечивает повышение надежности электрических цепей для снятия электростатического электричества с пиросредств. 2 з.п. ф-лы, 16 ил.