Устройство для регулирования уровня раздела жидкостей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА НИЯ УЮВНЯ РАЗДЕЛА ЖИДКОСТЕЙ, содержащее вентиль для отбора жидкости с . заданного уровня, соединенный с одной стороны с емкостью и с другой со стабилизатором расхода жидкости, первый ламинарный гидравлический дроссель, преобразователь перепада : давления, соединенный с регулирующим органом в линии отвода нижней жидкости из емкости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, в него введены второй ламинарный и два турбулентных гидравлических дросселя, причем все гидравлические дроссели соединены в мостовую схему с идентичными дросселями в противоположных плечах, одна диагональ которой соединена с выходом стабилизатора расхода жидкости и с линией отвода нижней жидкости из емкости, а д-ругая - с входами преобразователя перепада давления.

„„ЯЦ „„1 128226

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Ц G 05 D 9/04

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3525575/24-24 (22) 21.12.82 (46) 07.12.84.Бюл.й 45 (72) Я.Г.Ахунов и В,В,Панарин (71) Специальное проектно-конструкторское бюро Всесоюзного объединения ".Ñîþçíåôòåàâòoìàòèêà (53) 621-525 (088.8) (56) 1.Байков Н.M. и др. Сбор, транспорт и подготовка нефти, M., "Недра", 1975, с.188, 189, 2.Авторское свидетельство СССР 9 595709, кл, С 05 0 9/00, 1976, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА НИЯ УРОВНЯ РАЗДЕЛА ЖИДКОСТЕЙ, содержащее вентиль для отбора жидкости с . заданного уровня, соединенный с одной стороны с емкостью и с другой— со стабилизатором расхода жидкости, первый ламинарный гидравлический дроссель, преобразователь перепада давления, соединенный с регулирующим органом в линии отвода нижней жидкости из емкости, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повьппения точности, в него введены второй ламинарный и два турбулентных гидравлических дросселя, причем все гидравлические дроссели соединены в мостовую схему с идентичными дросселями в противоположных плечах одна диа. гональ которой соединена с выходом стабилизатора расхода жидкости и с линией отвода нижней жидкости из емкости, а другая — с входами преоб- разователя перепада давления.

1 !1282

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования уровня раздела двух жидкостей в технологических установках для разделения двухфазных жидкостей в нефте5 химической промышленности. Известно регулирующее устройство, содержащее емкость, регулирующий .орган, связанный рычажной передачей с чувствительным элементом— поплавком. Плотность поплавка подобрана по значению равной средней между плотностями жидкостей, уровень границы раздела между которыми регулируется. При отклонении гранйцы раздела от заданного положения поплавок перемещаетея и вызывает изменение проходного сечения регулирующего клапана в линии сброса нижней жидкости из емкости (1,).

Недостатком этого устройства является низкое качество регулирования, :обусловленное тем, что в зоне, прилегающей к границе раздела жидкостей, градиент изменения плотности очень мал, а чувствительность механической системы передачи на регулирующий орган недостаточна.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее вентиль для отбора жидкости с заданного уровня на емкости, стабилизатор расхода отбираемой жидкости, ламинарный гидравлический дроссель, соединенный с преобразователем перепада давления, выход которого соединен с регулирующим органом в линии отвода нижней жидкости иэ емкости. В этом устройстве пе 1епад давления на лами40 нарном гидравгическом дросселе, а следовательно, и управляющее воз-к. действие на регулирующий орган зависят от значения вязкости жидкости на уровне ее отбора. При перемещении уровня раздела жидкостей, имеющих различную вязкость относительно уровня отбора, вязкость жидкости, пропускаемой через гидравлический дроссель, либо уменьшается, либо растет. Соответственно изменяется и перепад давления на ламинарном гидравлическом дросселе, что в свою очередь, вызывает,,изменение проходного сечения клапана в линии отвода нижней жидкости в сторону ликвидации возмущения уровня раздела жидкостей 1.2).

26 2

Недостатком этого устройства является ограниченность применения

его, так как ламинарный. гидравлический дроссель обеспечивает регулирование уровня раздела жидкостей только по одному физическому параметру — вязкости при условии, что разность в значениях вязкости разделяемых жидкостей достаточно велика. Кроме того, качество регулирования — точность снижается иэ-эа наличия у границы раздела переходной зоны жидкости с плавным изменением значения вязкости.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение .точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования уровня раздела жидкостей, содержащее вентиль для отбора жидкости с заданного уровня, соединенный с одной стороны с емкостью и с другой — со стабилизатором расхода жидкости, первый ламннарный гидравлический дроссель,. преобразователь перепада давления, соединенный с регулирующим органом в линии отвода нижней жидкости из емкости, дополнено вторым ламинарным и двумя турбулентными гидравлическими дросселями, причем все гидравлические дроссели соединены в .мостовую схему с идентичными дросселями в противоположных плечах, одна диагональ которой соединена с выходом стабилизатора расхода жидкости и с линией отвода нижней жидкости из емкости, а другая — с входами преобразователя перепада давления.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит вентиль 1 для отбора жидкости, с. заданного уровня, вход которого соединен с емкостью 2, а выход с входом стабилизатора 3 расхода жидкости, выход которого соединен с входами ламинарного дросселя 4 и турбулентного дросселя 5, выходы которых соединены соответственно с входами турбулентного дросселя 6 и ламинарного дросселя 7, а также с входами преобразователя 8 перепада давления, выход которого соединен с регулирующнм органом 9, установленным в линии отвода нижней жидкости 10 из емкости 2, .с которой соединены выходы гидравлических дросселей 6 и 7. 3 112822

В качестве преобразователя 8 перепада давления используется мембранный гидравлический исполнительный механизм с диапазоном изменения входного управляющего сигнала

0,02-1,2 кгс/см .-, Устройство работает следующим образом. .При изменении уровня границы раздела жидкостей в емкости 2, т.е.

t0 при перемещении границы раздала относительно уровня отбора жидкости,. изменяются значения вязкости и плотности жидкости, поступающей в вентиль 1 для отбора жидкости.Эта жидкость поступает в стабилизатор 3

15 расхода и с «его выхода с постоянным расходом пропускается через гидравлические дроссели 4-7, образующие мостовую схему. Перепад давления П ри повышении уровня раздела жидкости, возникающий при этом на ламинарных дросселях 4 и 7 при неизменном расходе жидкости, является функцией вязкости и равен

При снижении уровня раздела

p>р;,, " н<

d5 (снис1=С (ау С »с/»„С, ) .

Ю (nOeeim)=(: .(- У C - (с g ) = (: (dP C+dfcC ).

ЬР+ =K С 8 Г 1 25

+,б л Таким образом, приращение регулирующего сигнала при любом направлении его изменения пропорционально сумме абсолютных величин его составляющих приращений от изменеза ния вязкости и от изменения плотности жицкост.s на заданном уровне отбора.

Точность регулирования в известном:устройстве определяется в основ-.

35 ном точностью измерения уровня границы раздела при повышении или понижении его. Измерение при этом производится путем контроля одного физического параметра вязкости жидкости

4а на заданном уровне отбора. а на турбулентных дросселях 5 и 6 является функцией плотности. и ра" вен

ЬР Кт ((2) где К„и Кт — коэффицкенты, зависЯщие от конструктивных параметров дросселей; . (ц. — динамическая вязкость жидкости; р — плотность жидкости;

Q — расход жидкости через дроссели.

В диагонали CD мостовой схемы, образованной гидравлическими дросселями, возникает перепад давления жидкости, который поступает на вход преобразователя 8 перепада давления и равен ср (Ри 4Р4) (" и P )(=hP

На выходе преобразователя 8 перепада давления формируется управляющий сигнал на регулирующий орган 9.

С учетом (1) и (2) зависимость этого сигнала от плотности и вязкости жидкости принимает вид

Спр 1 j)Q Ма С УЯ 8Я

6 4 где С - постоянный коэффициент, зависящий от конструкции гидравлических дросселей 4-7 и преобразователя 8 перепада давления.

Приращение регулирующего сигнала при изменении уровня границы раздела в общем случае:

В предлагаемом устройстве изме рение уровн я ра эдела жидко с тей производится путем одновременного конт4> роля двух физических параметров жидкости — вязкости и плотности. Результат дополнительного измерения уровня границы раздела по плотности жидкости корректирует, т.е. уточняет, 5а,значение уровня границы раздела, по лученное по вязкости. Это происходит потому, что при. одновременном измененни значений вязкости и плотности в различных направлениях завышению

55 мгновенного измеренного значения уровня по вязкости сопутствует значение уровня, измеренного по плотности, и наоборот, вследствие неизбежной инер1128226

Составитель О.Гудков

Редактор P. Цицика Техред С.Мигунова

Корректор H.Êîðîëü

Заказ 9029/35 Тираж 841

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4 ционности любой системы измерения переменных величин.

Расширение области применения предлагаемого устройства для регулирова- 5 ния уровня раздела жидкости обеспечивается тем, что регулирование уровня осуществляется по .ДвуМ физическим параметрам жидкости — вязкости н плотности.. Изобретение применимо как для регулирования уровня раздела жидкостей, отличающихся по вязкости, так и для регулирования уровня раздела жидкостей с различной плотностью.