Устройство для исследования гидравлических ударов на насосной станции

Изобретение относится к области гидротехники, в частности к системе исследования гидравлических ударов в напорных трубопроводах, транспортирующих жидкости. Изобретение может быть использовано для исследования гидравлического удара в трубопроводах, возникающих при пуске и остановке насосов в различных режимах, закрытии клапанов и задвижек, аварийном отключении насосов, изменении режимов работы насосных агрегатов и ошибок обслуживающего персонала на предприятиях энергетики, нефтехимической промышленности, коммунального водо- и теплоснабжения. 2 ил.

 

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию для трубопроводных сетей, а именно к системе исследования гидравлических ударов в напорных трубопроводах, транспортирующих жидкости.

Известен стенд для исследования нестационарных процессов в трубопроводе при транспортировке нефти или нефтепродуктов, в частности моделирования утечек жидкости из трубопровода и исследования методов их обнаружения, а также моделирования гидравлического удара при закрытии сброса или задвижки в конце трубопровода, (см. патент RU 179754 U1, опубликовано: 23.05.2018, бюл. №15).

Однако данное устройство имеет недостатки, заключающиеся:

- в невозможности проведения исследований на реальных объектах;

- в возможности проведения испытаний только на трубопроводах диаметром до 0,03 м;

- в невозможности записи результатов измерений на электронный носитель информации, для дальнейшей обработки данных и работы с ними.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является «Система контроля подачи воды» (см. патент RU 81817 U1, опубликовано: 27.03.2009, бюл. №9), содержащая расходомер-счетчик ультразвуковой портативный, снабженный накладными ВЧ-датчиками, датчики давлений для всасывающей и напорной линий насоса и клещи токовые. Введены контроллер-архиватор данных, с которым связаны измерительные приборы остальных элементов, многофункциональный анализатор параметров электрических сетей, толщиномер ультразвуковой, а клещи токовые выполнены токоизмерительными с выполнением функции датчика тока и с многофункциональным анализатором параметров электрических сетей, при этом все перечисленные элементы и их измерительные приборы размещены в ударопрочном влагозащищенном портативном чемодане, имеющем схему как автономного электропитания, так и электропитания от внешних источников.

Имеется вариант развития, когда контроллер-архиватор данных выполнен с возможностью подключения к портативному компьютеру, который расположен вне упомянутого чемодана и оснащен программами, позволяющими производить считывание информации из энергонезависимой памяти контроллера-архиватора данных, сохранение ее на жестком диске портативного компьютера, конвертирование в формат, пригодный для последующей обработки стандартными программами, и просмотр получаемых результатов в графической форме в функции времени на экране портативного компьютера, при этом подключение контроллера-архиватора данных к портативному компьютеру выполнено с возможностью как в ходе осуществления измерений (в режиме реального времени), так и после их завершения.

Для данной установки характерны ограниченные функциональные возможности, поскольку:

1. Невозможно проведение исследований на засоренных водах, так как в этом случае будет происходить засорение патрубков, в которых установлены датчики давления;

2. Ее применение не позволяет исследовать нестационарные процессы на насосных станциях в зависимости от режима пуска насоса и при наличии обратного клапана, так как измерение изменения давления после насоса осуществляется только в одной точке, а при наличии обратного клапана важно знать давление до и после него. Поэтому, отсутствие информации о величине и динамике изменения давления в этих точках не позволяет обосновать оптимальный режим пуска и остановки насоса, который позволит избежать чрезмерного гидравлического удара.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известного устройства.

Поставленная задача решается тем, что известное устройство, содержащее два датчика давления, напорную линию насоса, контроллер-архиватор данных, портативный компьютер в соответствии с настоящим изобретением, устройство дополнительно снабжено:

насосом с регулируемым приводом, обратным клапаном, трубопроводом,

двумя измерительными узлами, включающими, последовательно соединенные отводной патрубок с закрепленной внутри него предохранительной сеткой, трехходовой кран, соединительный участок, с присоединенным к нему манометром, разделителем сред, расположенным внутри соединительного участка,

каналами связи,

при этом:

насос с регулируемым приводом, напорная линия насоса, обратный клапан и трубопровод соединены последовательно,

вход контроллера-архиватора данных при помощи каналов связи соединен с выходами датчиков давления, вход портативного компьютера при помощи канала связи соединен с выходом контроллера-архиватора данных,

первый измерительный узел соединен с напорной линии насоса, а второй с трубопроводом,

датчики давления соединены с соединительными участками и разделителями сред.

По сравнению с прототипом предлагаемая система имеет следующие отличительные признаки:

1. Дополнительное снабжение устройства насосом с регулируемым приводом (Известно);

2. Дополнительное снабжение устройства обратным клапаном (Известно);

3. Дополнительное снабжение устройства трубопроводом (Известно);

4. Последовательно соединение насоса с регулируемым приводом, напорной линии насоса, обратного клапана и трубопровода (Известно);

5. Дополнительное снабжение устройства двумя измерительными узлами (Не известно);

6. Выполнение измерительных узлов в виде последовательно соединенных отводного патрубка с закрепленной внутри него предохранительной сеткой, трехходового крана, соединительного участка, с присоединенным к нему манометром, разделителя сред, расположенного внутри соединительного участка (Не известно);

7. Соединение первого измерительного узла с напорной линией насоса (Не известно);

8. Соединение второго измерительного узла с трубопроводом (Не известно);

9. Соединение датчиков давления с соединительными участками и разделителями сред (Не известно);

10. Дополнительное снабжение устройства каналами связи (Известно);

11. Соединение входа контроллера-архиватора данных при помощи каналов связи с выходами датчиков давления (Известно);

12. Соединение входа портативного компьютера при помощи каналов связи с выходом контроллера-архиватора данных (Известно);

По сведениям, имеющихся у авторов, отличительные признаки №1-4, 10-12 в технической литературе известны, а остальные - нет. Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков позволит расширить функциональные возможности, т.к.:

- появляется возможность проведения исследований на засоренных водах, поскольку благодаря применению отличительного признака 6 не будет происходить засорение патрубков, в которых установлены датчики давления;

- появляется возможность исследования нестационарных процессов на насосных станциях в зависимости от режима пуска насоса и при наличии обратного клапана, поскольку благодаря совместному применению отличительных признаков 1-12 будет возможно производить изменения давления, возникающего во время гидравлического удара, на участке от насоса до обратного клапана и после обратного клапана.

Таким образом, заявляемое устройство для исследования гидравлических ударов отвечает критерию «изобретательский уровень».

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого «Устройства для исследования гидравлических ударов на насосной станции», на фиг. 2 представлены примеры графиков изменения давления в напорной линии насоса во время возникновения гидроудара в период плавной остановки.

Устройство для исследования гидравлических ударов содержит: насос с регулируемым приводом 1, напорную линию насоса 2, обратный клапан 3, трубопровод 4, первый измерительный узел 5, включающий в себя последовательно соединенные:

- отводной патрубок 6 с закрепленной внутри него предохранительной сеткой 7;

- трехходовой кран 8;

- соединительный участок 9, с присоединенным к нему манометром 10, разделителем сред 11, расположенным в соединительном участке 9.

Второй измерительный узел 12, включающий в себя, последовательно соединенные:

- отводной патрубок 13 с закрепленной внутри него предохранительной сеткой 14;

- трехходовой кран 15;

- соединительный участок 16, с присоединенным к нему манометром 17, разделителем сред 18, расположенным в соединительном участке 16.

Датчики давления 19, 20, контроллер-архиватор данных 21, портативный компьютер 22, каналы связи 23, 24, 25.

При этом:

- насос с регулируемым приводом 1, напорная линия насоса 2, обратный клапан 3 и трубопровод 4 соединены последовательно;

- вход контроллера-архиватора данных 21 при помощи канала связи 23 соединен с выходом датчика давления 19, а при помощи канала связи 24 соединен с выходом датчика давления 20, вход портативного компьютера 22 при помощи канала связи 25 соединен с выходом контроллер-архиватор данных 21,

- первый измерительный узел 5 соединен с напорной линией насоса 2, а второй измерительный узел 12 соединен с трубопроводом 4;

- датчик давления 12 соединен с соединительным участком 9 и разделителем сред 11,

- датчик давления 19 соединен с соединительным участком 9 и разделителем сред 11, а датчик давления 20 соединен с соединительным участком 16 и разделителем сред 18.

Устройство работает следующим образом.

При включении насоса с регулируемым приводом 1 жидкость подается по напорной линии насоса 2, проходит через обратный клапан 3, проходит по трубопроводу 4. При этом, жидкость проходит в первый измерительный узел 5, воздействуя на датчик давления 19 через разделитель сред 11. Информация, полученная датчиком давления 19, передается на контроллер-архиватор данных 21 посредством канала связи 23. Также жидкость проходит во второй измерительный узел 12, воздействуя на датчик давления 20 через разделитель сред 18. Информация, полученная датчиком давления 20, передается на контроллер-архиватор данных 21 посредством канала связи 24. По мере накопления информация передается от контроллера-архиватора данных 27 на портативный компьютер 22 посредством канала связи 25, причем данные, считанные из контроллера-архиватора данных 27, преобразуются и сохраняются в памяти портативного компьютера 22.

В качестве примера реализации на фиг. 2 показана динамика изменения давления в напорной линии насоса 2 в зависимости от временного промежутка tn плавной остановки насоса. В частности, на фиг. 2 линией 26 обозначена динамика изменения давления при tn=0 сек, линией 27 -тоже, при tn=10 сек, линией 28 - тоже, при tn=15 сек, линией 29 - тоже, при tn=30 сек.

Из экспериментального графика на фиг. 2 видно, что при увеличении временного промежутка tn плавной остановки насоса очевидна закономерность одновременного снижения давления, возникающего при гидравлическом ударе, и увеличения времени (в измерительных интервалах времени на фиг. 2), после которого он происходит. Например, при остановке насоса с tn=0 сек давление, возникающее при гидравлическом ударе, в 6 раз больше статического давления, а при tn=30 сек в 2 раза. Выявленная закономерность позволяет определить требуемый временной промежуток tn плавной остановки насоса, при котором величина гидравлического удара не будет превышать его критического значения.

В случае засорения отводного патрубка 6, в первом измерительном узле 5 падает давление. Это регистрируется с помощью манометра 10. Устранение засорение возможно через промывку отводного патрубка 6, посредством подачи под напором промывной жидкости через свободный вход трехходового крана 8. Промывная жидкость, проходя через трехходовой кран 8, предохранительную сетку 7 и отводной патрубок 6 промывает систему, устраняя засорение. В случае засорения отводного патрубка 13, во втором измерительном узле 12 падает давление. Это регистрируется с помощью манометра 17. Устранение засорение возможно через промываку отводного патрубка 13, посредством подачи под напором промывной жидкости через свободный вход трехходового крана 15. Промывная жидкость, проходя через трехходовой кран 15, предохранительную сетку 14 и отводной патрубок 13 промывает систему, устраняя засорение.

Таким образом, предлагаемая система соответствует критерию «промышленная применимость».

Устройство для исследования гидравлических ударов, содержащее два датчика давления, напорную линию насоса, контроллер-архиватор данных, портативный компьютер, отличающееся тем, что в соответствии с настоящим изобретением устройство дополнительно снабжено: насосом с регулируемым приводом, обратным клапаном, трубопроводом, двумя измерительными узлами, включающими последовательно соединенные отводной патрубок с закрепленной внутри него предохранительной сеткой, трехходовой кран, соединительный участок с присоединенным к нему манометром, разделителем сред, расположенным в соединительном участке, каналами связи, при этом: насос с регулируемым приводом, напорная линия насоса, обратный клапан и трубопровод соединены последовательно, вход контроллера-архиватора данных при помощи каналов связи соединен с выходами датчиков давления, вход портативного компьютера при помощи канала связи соединен с выходом контроллера-архиватора данных, первый измерительный узел соединен с напорной линией насоса, а второй - с трубопроводом, датчики давления соединены с соединительными участками и разделителями сред.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидротехники, в частности к системе трубопроводов, транспортирующих жидкости. Изобретение может быть использовано для гашения гидравлического удара в трубопроводах, возникающих при закрытии клапанов и задвижек, аварийном отключении насосов, изменении режимов работы насосных агрегатов и ошибок обслуживающего персонала на предприятиях энергетики, нефтехимической промышленности, коммунального водо- и теплоснабжения.

Изобретение относится к области вспомогательных приспособлений для соединительных узлов (стыков) трубопровода и трубопровода с трубопроводной арматурой для защиты от выбросов жидкостей и газов.

Изобретение относится к гидросистемам, в частности к предохранительным устройствам трубопроводов, и предназначено для повышения эффективности гашения коротких импульсов гидравлического удара и пульсаций давления.

Изобретение относится к устройствам для защиты трубопроводов, преимущественно нефтеналивных морских и речных терминалов от волн повышенного давления (гидравлических ударов), возникающих в процессе эксплуатации трубопровода при быстром закрытии задвижек на трубопроводах нефтеналивных терминалов, и может быть использовано при эксплуатации жидкостных систем, а именно нефтепроводов и нефтепродуктопроводов.

Изобретение относится к области гидравлических передач вращения с использованием насосов и двигателей объемного вытеснения. Гидрообъемный привод состоит из мультипликатора, насосов, терморегуляторов, гидромоторов с вентиляторными колесами, высокого и низкого давления трубопроводов и секций для охлаждения масла и воды.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в различных гидравлических системах для защиты гидравлических магистралей от разрушения при их быстром перекрытии.

Изобретение относится к электромеханике, а именно к способам и устройствам с использованием пьезоэлектрического эффекта, производящим электрический выходной сигнал от механического входного сигнала, и может быть использовано в машиностроении как вспомогательное оборудование для трубопроводных сетей с целью защиты от воздействий пульсаций давления при гидравлических ударах (далее гидроудар).

Изобретение относится к области гидротехники, в частности к системе трубопроводов, транспортирующих жидкости. .

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию для трубопроводных сетей, а именно к устройствам для защиты трубопроводов путем гашения пульсации давления в трубопроводах, в частности, путем гашения гидравлических ударов.

Данное изобретение касается устройства контроля и способа определения технического состояния устройства с гидро- или пневмоприводом. Устройство (4) контроля содержит средство для обработки вводимых данных (3) измерений, касающихся работы устройства (1) с гидро- или пневмоприводом.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для испытаний различных конструкций механических тепловых компенсаторов, устанавливаемых в скважинах.

Группа изобретений относится к устройству 100 для поддержания гидравлического давления (p), регулируемого источником 50 давления, гидравлической системе, сервоприводу рулевого управления, транспортному средству и способу поддержания гидравлического давления.

Раскрыты способы и устройства для испытания клапанов при неполном ходе с применением управления давлением. Один из приведенных в качестве примера способов включает генерацию первой заданной величины давления для позиционера клапана, соединенного с исполнительным механизмом для приведения в движение клапана.

Изобретение относится к испытательной технике в машиностроении и может быть использовано в авиации и ракетостроении при производстве блоков высокого давления негорючего газа в устройствах длительного хранения.

Гидроцилиндр предназначен для возвратно-поступательного перемещения рабочего органа. Гидроцилиндр (1) оснащен измерительной системой для определения положения подвижно установленного в нем поршня (2), отделяющего первую полость (10) гидроцилиндра от его второй полости (12).

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в системах диагностики работающих на насыщенном паре или паре с фиксированным перегревом конденсационных турбин турбогенераторных установок при их эксплуатации или стендовых испытаниях.

Группа изобретений относится к способу и устройству для указания положения арматур с гидравлическим приводом. Способ указания положения арматуры с гидравлическим приводом, имеющей поршень (1.21) в цилиндре (1.2) для приведения в действие арматуры (1.1), соединенном посредством двух гидравлических линий (2, 3) с переключающим клапаном (7), выполненным с возможностью переключать гидравлические линии между проводящим давление потоком подачи и не имеющим давления обратным потоком.

Изобретение относится к техническому диагностированию и испытанию гидростатической трансмиссии (ГСТ). Диагностический блок содержит металлическую проставку, датчики давления и температуры рабочей жидкости (РЖ), плату с микроконтроллером и монитор.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния гидромашин. Устройство содержит датчик давления 1, установленный в напорной магистрали, датчик числа оборотов 3 вращения вала гидромашины, датчик регистрации отключения гидромашины 4, блок управления 5, включающий последовательно соединенные элемент задержки и формирователь разрешающего сигнала, элемент запрета 6, дифференцирующий блок 7, блок сравнения 8 и блок индикации 9.

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к способам диагностирования регулируемых аксиально-поршневых насосов. Энергосберегающий способ диагностирования регулируемого аксиально-поршневого насоса, включает измерение подачи при минимальном и номинальном давлениях на выходе насоса, постоянных частоте вращения и температуре рабочей жидкости, вычисление коэффициента подачи и сравнение его с эталонной величиной.

Изобретение относится к области гидротехники, в частности к системе исследования гидравлических ударов в напорных трубопроводах, транспортирующих жидкости. Изобретение может быть использовано для исследования гидравлического удара в трубопроводах, возникающих при пуске и остановке насосов в различных режимах, закрытии клапанов и задвижек, аварийном отключении насосов, изменении режимов работы насосных агрегатов и ошибок обслуживающего персонала на предприятиях энергетики, нефтехимической промышленности, коммунального водо- и теплоснабжения. 2 ил.

Наверх