Поплавковый регулятор уровня жидкости в сепараторе
Владельцы патента RU 2402058:
Общество с ограниченной ответственностью "Аккорд Эстейт" (RU)
Изобретение относится к технике регулирования уровня жидкости в сепараторах газожидкостных смесей. Сущность: регулятор уровня жидкости в емкости с газожидкостной смесью содержит поплавок, связанный с клапаном слива жидкости из емкости с возможностью перекрытия проходного сечения клапана при понижении уровня жидкости и с клапаном сброса газа с возможностью перекрытия его проходного сечения при повышении уровня жидкости. Кроме того, поплавок снабжен по меньшей мере одной вентиляционной трубкой, выступающей над поплавком и сообщающей внутреннюю полость поплавка и полость емкости. При этом каждая вентиляционная трубка имеет зазор с днищем поплавка, обеспечивающий площадь проходного сечения в трубку не меньше площади внутреннего поперечного сечения трубки. Технический результат: обеспечение плавучести и формоустойчивости поплавка при высоких давлениях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технике регулирования уровня жидкости в сепараторах газожидкостных смесей.
Широко известны поплавковые регуляторы уровня жидкости в емкости, в которых при подъеме уровня жидкости поплавок перемещается вверх и открывает клапан слива жидкости, тем самым увеличивая расход слива и снижая скорость повышения уровня вплоть до отрицательной, и наоборот, при понижении уровня происходит снижение расхода слива. Однако такие регуляторы имеют существенный недостаток при использовании для газожидкостной смеси, когда требуются отдельные отводы для газа и для жидкости, а регулируется только отвод жидкости. В этом случае при снижении количества газа в подводимой газожидкостной смеси в линию отвода газа может потечь жидкость.
Данная проблема решена в поплавковых регуляторах уровня жидкости в сепараторах, когда клапан, приводимый от поплавка, устанавливается не только на линии отвода жидкости, но и на линии отвода газа (см., например, SU 337766, RU 2032204). При этом клапан по газу закрывается при повышении уровня жидкости и движении поплавка вверх, исключая возможность попадания жидкости в линию отвода газа.
Наиболее близким к предложенному является регулятор уровня жидкости в емкости с газожидкостной смесью, содержащий поплавок, связанный с клапаном слива жидкости из емкости с возможностью перекрытия проходного сечения клапана при понижении уровня жидкости и с клапаном сброса газа с возможностью перекрытия его проходного сечения при повышении уровня жидкости (SU 337766, опуб. 05.05.1972).
Однако в условиях высокого давления поплавок с открытой полостью потеряет плавучесть из-за сокращения объема вытесненной жидкости. Поплавок с закрытой полостью будет сминаться под действием давления, а при увеличении толщины стенок поплавка он будет тонуть.
Задачей изобретения является создание поплавкового регулятора уровня жидкости в сепараторе, работоспособного при высоких давлениях.
Техническим результатом изобретения является обеспечение плавучести и формоустойчивости поплавка при высоких давлениях.
Технический результат достигается тем, что в регуляторе уровня жидкости в емкости с газожидкостной смесью, содержащем поплавок, связанный с клапаном слива жидкости из емкости с возможностью перекрытия проходного сечения клапана при понижении уровня жидкости и с клапаном сброса газа с возможностью перекрытия его проходного сечения при повышении уровня жидкости, согласно изобретению поплавок снабжен по меньшей мере одной вентиляционной трубкой, выступающей над поплавком и сообщающей внутреннюю полость поплавка и полость емкости, при этом каждая вентиляционная трубка имеет зазор с днищем поплавка, обеспечивающий площадь проходного сечения в трубку не меньше площади внутреннего поперечного сечения трубки.
Кроме того, регулятор снабжен гибким шлангом, соединенным с полостью поплавка и предназначенным для наддува поплавка газом от внешнего источника.
На чертеже изображен предложенный регулятор уровня.
Поплавковый регулятор уровня жидкости в сепараторе включает камеру 1, снабженную патрубком 2 подвода газа, патрубком 3 отвода газа, патрубком 4 подвода жидкости и патрубком 5 отвода жидкости. В камере 1 размещен поплавок 6, в котором установлены вертикальные вентиляционные трубки 7, имеющие зазор с днищем поплавка 6, обеспечивающий площадь проходного сечения в трубку 7 не меньше площади внутреннего поперечного сечения трубки 7. Вентиляционные трубки 7 выступают над поплавком 6 на высоту, не превышающую расстояния от его верхней поверхности до верхней стенки камеры 1 при максимально высоком (рабочем) уровне жидкости в камере 1.
На поплавке 6 закреплены профиль 8 регулирования отвода газа клапана сброса газа и профиль 9 регулирования отвода жидкости клапана слива жидкости.
Регулятор работает следующим образом.
При подъеме уровня жидкости в камере 1 поплавок 6 перемещается вверх вместе с профилем 9 и открывает клапан слива жидкости, тем самым увеличивая расход слива и снижая скорость повышения уровня вплоть до отрицательной, и наоборот, при понижении уровня происходит снижение расхода слива. При этом профиль 8 перекрывает клапан сброса газа, исключая возможность попадания жидкости в линию отвода газа.
При снижении уровня жидкости поплавок перемещается вниз, профиль 8 перемещается вниз, открывая клапан сброса газа, а профиль 9, перемещаясь вниз, перекрывает клапан слива жидкости и происходит снижение расхода слива.
Вентиляционные трубки 7, поднимающиеся вместе с поплавком 6 до верхней стенки камеры 1, выравнивают давление в камере 1 и в полости поплавка 6, что исключает смятие поплавка и его затопление. Зазор между торцами трубок 7 и днищем поплавка 6 выбирают из условия обеспечения площади проходного сечения в трубку 7 не меньше площади внутреннего поперечного сечения трубки 7 для того, чтобы не снижать пропускную способность вентиляционных трубок и не замедлять выравнивание давления во избежание смятия поплавка 6.
Однако если остаточный объем газа окажется меньше объема поплавка 6, жидкость начнет наполнять поплавок через вентиляционные трубки 7 и уменьшать его плавучесть. При дальнейшем повышении давления поплавок 6 может затонуть и заблокировать отвод жидкости из сепаратора через патрубок 5 отвода жидкости. Такая ситуация может возникнуть при первичном заполнении системы, снабженной указанным поплавковым регулятором, газожидкостной смесью с малым содержанием газа или жидкостью без газа. При недостатке поступления газа в систему поплавок 6 всплывет до верхнего рабочего уровня и полностью перекроет сброс газа. Однако если при этом давление в системе не достигнет рабочего и продолжится поступление жидкости без газа, то уровень жидкости будет расти выше максимального рабочего уровня, сжимая остаточный газ. Когда уровень жидкости поднимется до верхней стенки камеры 1, начнется затопление поплавка 6. Таким образом, при крайне неблагоприятном режиме первичного заполнения системы смесью может произойти подтопление поплавка 6 и потеря нормальной работоспособности регулятора, вплоть до полного затопления поплавка 6 и блокирования сброса жидкости (жидкость пойдет в газовую магистраль).
Чтобы этого не произошло, поплавок 6 соединяют гибким шлангом со штуцером на стенке камеры 1 (не показаны на чертеже) для наддува поплавка газом от внешнего источника.
1. Регулятор уровня жидкости в емкости с газожидкостной смесью, содержащий поплавок, связанный с клапаном слива жидкости из емкости с возможностью перекрытия проходного сечения клапана при понижении уровня жидкости и с клапаном сброса газа с возможностью перекрытия его проходного сечения при повышении уровня жидкости, отличающийся тем, что поплавок снабжен по меньшей мере одной вентиляционной трубкой, выступающей над поплавком и сообщающей внутреннюю полость поплавка и полость емкости, при этом каждая вентиляционная трубка имеет зазор с днищем поплавка, обеспечивающий площадь проходного сечения в трубку не меньше площади внутреннего поперечного сечения трубки.
2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен гибким шлангом, соединенным с полостью поплавка и предназначенным для наддува поплавка газом от внешнего источника.
