Способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа и устройство его осуществления

Изобретение относится к производству фильтров для улавливания твердых частиц с содержанием ферромагнитных примесей и может быть использовано для количественной оценки в закрытых трубопроводах ферромагнитных частиц в жидкости и газе. Способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа, включающий установку перпендикулярно трубопроводу съемного элемента с магнитной системой, через которую проходит часть потока, транспортируемого по трубопроводу, отличающийся тем, что осуществляется пропускание жидкости или газа через съемный элемент, регулируемый отбор ее с ферромагнитными частицами для последующего их взвешивания, при этом съемный элемент состоит из цилиндрического корпуса с фланцами ввода и вывода жидкости или газа, а фланец ввода герметично соединен с трубкой отбора, расположенной внутри трубопровода и перемещающейся в поперечном сечении ее от горизонтальной оси до внутренней поверхности, и для синхронного совместного перемещения соединенной посредством телескопической тяги с постоянным магнитом, кроме того, магнитная система состоит из постоянного магнита, вертикально перемещающегося по наружной поверхности цилиндрического корпуса съемного элемента, и ферромагнитной жидкости, образующей при контакте с постоянным магнитом пленку, которая в виде поршня разделяет цилиндрический корпус на нижнюю камеру для отбора и на верхнюю камеру для последующего взвешивания жидкости или газа с ферромагнитными частицами. Техническим результатом изобретения является снижение энергоемкости и повышение точности определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа, транспортируемых в трубопроводе. 1 ил.

 

Изобретение относится к производству фильтров для улавливания твердых частиц с содержанием ферромагнитных примесей и может быть использовано для количественной оценки в закрытых трубопроводах ферромагнитных частиц в жидкости и газе.

Известен кольматажер (см. Шайдаков В.В., Малахов А.И., Емельянов А.В., Лаптев А.Б., Чернова К.В. Механические примеси в добываемой и транспортируемой продукции нефтяных и газовых месторождений // IV Конгресс нефтегазопромышленников России. Секция Н. «Наука и образование в нефтегазовом комплексе»: Сб. науч. ст. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003 - с.12-132), состоящий из установленного параллельно трубопроводу цилиндрического корпуса, внутри которого помещен фильтрующий элемент, представляющий собой набивку из кварцевого песка, ограниченную по краям сетками и опорными перфорированными шайбами. На торцевых поверхностях цилиндрического корпуса посредством резьбового соединения установлены крышки, к которым крепятся подводящая и отводящая трубки.

Недостатками являются отсутствие возможности количественно оценить ферромагнитные частицы механических примесей определенного размера; отсутствие возможности корректно определить долю примесей в жидкости из-за уменьшения скорости потока, проходящего через кольматажер в результате увеличения гидравлического сопротивления в процессе забивания фильтрующего элемента механическими примесями; непродолжительная экспозиция кольматажера в потоке жидкости, связанная с быстрым уменьшением проницаемости фильтрующего элемента, вызванным его забиванием.

Известен способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа (см. патент РФ №2349900, МПК G01N 15/06. Опубл. 20.03.2009 г. Бюл. №8), включающий установку параллельно трубопроводу съемных элементов с магнитной системой, через которые проходит часть потока, транспортируемого по трубопроводу, взвешивание их до и после прохождения потока жидкости или газа, при этом устанавливаются один или несколько съемных элементов с магнитной системой, позволяющих пропускать жидкость или газ на разных уровнях трубопровода.

Недостатком является энергоемкость процесса определения количества ферромагнитных частиц на различных уровнях трубопровода из-за необходимости установки нескольких съемных элементов, а также невысокая точность измерений при взвешивании, вследствие отсутствия регламентирования отбора ферромагнитных частиц. Так как конечное взвешивание осуществляется после освобождения съемного элемента от оставшейся жидкости или газа, в которой также может находиться некоторое количество неучтенных ферромагнитных частиц.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости и повышение точности определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа, транспортируемых в трубопроводе.

Технический результат достигается тем, что способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа, включающий установку перпендикулярно трубопроводу съемного элемента с магнитной системой, через которую проходит часть потока, транспортируемого по трубопроводу, пропускание жидкости или газа через съемный элемент, регулируемый отбор ее с ферромагнитными частицами для последующего их взвешивания, при этом съемный элемент состоит из цилиндрического корпуса с фланцами ввода и вывода жидкости или газа, а фланец ввода герметично соединен с трубкой отбора, расположенной внутри трубопровода и перемещающейся в поперечном сечении ее от горизонтальной оси до внутренней поверхности, и для синхронного совместного перемещения соединенной посредством телескопической тяги с постоянным магнитом, кроме того, магнитная система состоит из постоянного магнита, вертикально перемещающегося по наружной поверхности цилиндрического корпуса съемного элемента, и ферромагнитной жидкости, образующей при контакте с постоянным магнитом пленку, которая в виде поршня разделяет цилиндрический корпус на нижнюю камеру для отбора и верхнюю камеру для последующего взвешивания жидкости или газа с ферромагнитными частицами.

На фиг.1 приведена схема установки съемного элемента с магнитной системой для осуществления способа определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа: а) отбор жидкости или газа, движущегося по трубопроводу из потока в верхнем положении у внутренней поверхности, б) то же самое по центру трубопровода.

Перпендикулярно горизонтальной оси трубопровода 1 установлен съемный элемент 2, состоящий из цилиндрического корпуса 3 с фланцами ввода 4 и вывода 5 контролируемого потока жидкости или газа, при этом фланец ввода 4 соединен с трубкой отбора 6, обеспечивающий поступление частиц потока с различного уровня: от центра горизонтального трубопровода 1 до его внутренней поверхности. При этом трубка отбора 6 соединена телескопической тягой 7 с постоянным магнитом 8, расположенным на наружной поверхности цилиндрического корпуса 3. Магнитная система представляет собой постоянный магнит 8 и пленку 9 из ферромагнитной жидкости, расположенной внутри цилиндрического корпуса 3, которая в виде поршня разделяет внутреннюю емкость цилиндрического корпуса 3 на нижнюю камеру 10 для перемещения через фланец ввода 4 и вывода 5 исследуемого потока жидкости или газа и верхнюю камеру 11 для сбора и последующего определения, например, взвешиванием количества ферромагнитных частиц, отобранных из нижней камеры 10.

На фланцах ввода 4 и вывода 5 установлены вентили 12 и 13 для перекрытия потока жидкости или газа.

Заявляемый способ действует следующим образом.

Сначала съемный элемент 2 взвешивают с магнитной системой, а затем с помощью фланцев 4 и 5 устанавливают его перпендикулярно горизонтальной оси трубопровода 1. При этом фланец 4 дополнительно соединяют с трубкой отбора 6, которая установлена таким образом, что отбор жидкости или газа осуществляется с центральной горизонтальной оси трубопровода 1, и открывают вентили, сначала 12, потом 13 на фланцах 4 и 5. В результате воздействия скоростного напора (динамического давления) жидкости или газа телескопическая тяга 7 перемещает по вертикали постоянный магнит 8 и соответственно пленку 9, увеличивая объем нижней камеры 10 до размеров, обеспечивающих беспрепятственное пропускание жидкости с максимальным расходом (что соответствует максимальному скоростному напору потока в зоне расположения трубки отбора 6), ее через фланцы ввода 4 и вывода 5 при открытых вентилях 12 и 13, т.е. без возрастания гидравлического сопротивления съемного элемента 2, что определяется экспериментально в зависимости от вязкости исследуемого потока (см., например, Чугуев P.P. Гидравлика энергии. 1975, - 600 с., ил.).

В случае наличия ферромагнитных частиц любых размеров, а следовательно, и увеличения массы исследуемого потока, который при наличии ферромагнитных частиц переходит в состояние двухкомпонентного потока с возрастанием давления, представляющим собой суммарный динамический напор: собственно динамический напор жидкости или газа и дополнительно - движущиеся ферромагнитные частицы (см., например, Седов Л.И. Механика сплошных сред. М.: Недра, 1970, - 469 с., ил.).

В результате в нижней камере 10 повышается давление, и пленка 9 разрывается, сбрасывая ферромагнитные частицы с жидкостью или газом в верхнюю камеру 11. Здесь ферромагнитные частицы или накапливаются до определенного количества, а потом взвешиваются, или же непрерывно взвешиваются, что осуществляется известными способами контроля, и в предлагаемой заявке не рассматриваются.

По мере необходимости определяется концентрация ферромагнитных частиц: на различных уровнях по сечению трубопровода 1 трубка отбора 6 перемещается перпендикулярно потоку движущейся жидкости или газа, что позволяет осуществить отбор на различных уровнях. В связи с тем, что скорость динамического напора от центра трубопровода 1 к внутренней его поверхности уменьшается, следовательно, и уменьшается воздействие на телескопическую тягу 7, тогда и высота подъема постоянного магнита 8 снижается. В этом случае объем нижней камеры 10 также уменьшается и пропорционально уменьшается величина части потока жидкости или газа, проходящего через фланцы 4 и 5 с вентилями 11 и 12.

Наличие ферромагнитных частиц в исследуемой жидкости или газе приводит к возрастанию давления в нижней камере 10, а так как ее объем уменьшается, то и разрыв пленки 9 осуществляется при меньшем возрастании давления с последующим отбором в верхнюю камеру 11 ферромагнитных частиц для последующего взвешивания.

Следовательно, использование телескопической тяги 7, соединяющей трубку отбора 6 с постоянным магнитом 8 для синхронного перемещения ферромагнитной пленки 9 и, соответственно, изменения объема нижней камеры 10 в зависимости от уровня проводимого отбора жидкости или газа с ферромагнитными частицами из трубопровода 1, позволяет более точно оценивать количественные показатели по наличию загрязнений в движущемся потоке.

Для отключения от процесса измерения количества ферромагнитных частиц съемный элемент 2 перекрывает вначале вентиль 4, потом вентиль 5.

Оригинальность предлагаемого технического решения по повышению качественной оценки определения количества ферромагнитных частиц и снижения энергоемкости отбора части потока жидкости или газа с разных уровней трубопровода обеспечивается тем, что улавливание частиц любого размера, а следовательно, и массы достигается путем разрыва ферромагнитной пленки, входящей в магнитную систему, в процессе пропускания части движущегося потока жидкости или газа и последующего накопления для измерения, например, взвешиванием. При этом отбор части потока жидкости или газа осуществляется с использованием одного съемного элемента, обеспечивающего качественную оценку количественного наличия ферромагнитных частиц на любом уровне трубопровода.

Способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа, включающий установку перпендикулярно трубопроводу съемного элемента с магнитной системой, через которую проходит часть потока, транспортируемого по трубопроводу, отличающийся тем, что осуществляется пропускание жидкости или газа через съемный элемент, регулируемый отбор ее с ферромагнитными частицами для последующего их взвешивания, при этом съемный элемент состоит из цилиндрического корпуса с фланцами ввода и вывода жидкости или газа, а фланец ввода герметично соединен с трубкой отбора, расположенной внутри трубопровода и перемещающейся в поперечном сечении ее от горизонтальной оси до внутренней поверхности, и для синхронного совместного перемещения соединенной посредством телескопической тяги с постоянным магнитом, кроме того, магнитная система состоит из постоянного магнита, вертикально перемещающегося по наружной поверхности цилиндрического корпуса съемного элемента, и ферромагнитной жидкости, образующей при контакте с постоянным магнитом пленку, которая в виде поршня разделяет цилиндрический корпус на нижнюю камеру для отбора и на верхнюю камеру для последующего взвешивания жидкости или газа с ферромагнитными частицами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пограничной области между физикой, химией и биологией. .

Изобретение относится к оптическим диагностическим приборам, предназначенным для измерения распределения концентрации и размеров наночастиц в жидкостях. .

Изобретение относится к способу обеспечения хранения и транспортировки природного газа и может использоваться в газовой промышленности. .

Изобретение относится к измерению расхода и калорийности угольной пыли, подаваемой в горелки пылеугольных парогенераторов тепловых электростанций. .

Изобретение относится к оптическому устройству для визуального обнаружения коллоидных частиц в пробах жидкости, которые без указанного устройства не видны глазом.

Изобретение относится к системам для улучшения потока текучей среды, проходящего через индикаторные полоски для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении.

Изобретение относится к области нано- и биомедицинских технологий. .

Изобретение относится к автоматическим средствам контроля жидких и газообразных сред на содержание механических примесей. .

Изобретение относится к аналитическим методам измерения примесей в газе, основанным на превращении молекул примеси в аэрозольные частицы, и может быть использовано в высокочувствительных газоанализаторах, необходимых для решения экологических задач, а также в задачах контроля проницаемости материалов и герметичности изделий.

Изобретение относится к способу оценки концентрации смолоподобных веществ в водной суспензии титрованием и может быть использовано в области экспериментальной и промышленной биотехнологии

Изобретение относится к технической диагностике агрегатов машин, имеющих замкнутую систему смазки, и предназначено для анализа содержания продуктов загрязнения в работающем масле и экспресс-диагностики технического состояния машин

Изобретение относится к способу и устройству датчика для определения величины целевых частиц на контактной поверхности, прилегающей к пробоотборной камере, в которой могут обеспечиваться целевые частицы

Изобретение относится к способам контроля степени загрязнения моющих растворов минеральными примесями, смытыми с шерсти, при ее промывке в моечных агрегатах. Способ включает измерение плотности моющего раствора в г/см3 с одновременным измерением температуры испытуемого раствора в ванне моечного агрегата с последующим определением с помощью трехкоординатной номограммы по плотности в г/см3 и температуре в °C сухого остатка моющего раствора в г/дм3. Способ позволяет увеличить производительность при регистрации и контроле сухого остатка моющих растворов, а также сократить межконтрольные интервалы и тем самым повысить интенсивность и эффективность управления технологическим процессом промывки шерсти. Сухой остаток моющего раствора определяют с помощью разработанной трехкоординатной номограммы, скомпонованной из семейства параллельных линейных зависимостей плотности моющих растворов от их температуры в ваннах моечного агрегата для фиксированных значений сухого остатка моющих растворов и графика зависимости сухого остатка моющего раствора от плотности моющего раствора при температуре 40°C. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности промывки шерсти, оперативности технологического контроля процесса машинной промывки шерсти, а также снижение расхода моющих средств. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области изготовления полимерных нанокомпозитов, которые могут быть использованы в качестве конструкционных материалов в космической, авиационной, строительной и других отраслях промышленности. Способ включает приготовление наносуспензии путем введения в реактопластичное связующее углеродных нанотрубок при ультразвуковом воздействии с интенсивностью в кавитационной зоне в пределах от 15 до 25 кВт/м2. Причем диспергирование углеродных нанотрубок в связующем осуществляют с одновременной фоторегистрацией изменений интенсивности окраски наносуспензии. При достижении наносуспензией значений интенсивности окрашивания, соответствующих значениям нормированной степени диспергирования в диапазоне от 0,9 до 0,99, ультразвуковое воздействие прекращают. Способ позволяет оптимизировать степень диспергирования углеродных нанотрубок в связующем и сократить время изготовления нанокомпозитов, обладающих повышенной прочностью за счет равномерного распределения наночастиц в нанокомпозите. 3 ил.

Устройство (10) для анализа текучего вещества (18) объемом V содержит фильтр (12), который имеет поверхность фильтра (14) площадью A. При этом фильтр выполнен с возможностью пропускания текучего вещества через поверхность фильтра, объемная плотность потока текучего вещества, усредненная по поверхности фильтра, равна j mean. Также устройство содержит сканер для сканирования поверхности фильтра со скоростью сканирования B, где площадь A, по существу, совпадает с оптимальной площадью A opt, которая определена формулой (I). В другом аспекте устройство (10) содержит набор по меньшей мере из двух фильтров, каждый фильтр в наборе фильтров имеет поверхность фильтра площадью A и выполнен с возможностью пропускания текучего вещества через поверхность фильтра, площадь A имеет различные значения для каждого фильтра; и механизм для выбора одного (12) из фильтров и размещения выбранного фильтра (12) в рабочем положении, и сканер для сканирования поверхности фильтра (14) выбранного фильтра (12). Техническим результатом является минимизация суммы времени фильтрования и времени сканирования. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Использование: для контроля концентрации магнитных суспензий. Сущность изобретения заключается в том, что закрепляют ультразвуковой преобразователь вблизи одного из торцов тонкой пластины, находящейся в воздухе, преобразователь изготавливают и возбуждают таким образом, чтобы в пластине распространялась нормальная волна, чувствительная к продольному импедансу жидкости, например симметричная волна Лэмба нулевого порядка, принимают эхо-сигнал, отраженный от противоположного торца пластины, измеряют его амплитуду, затем начинают погружать пластину в измерительный сосуд, в который поступает контролируемая суспензия, до ее подачи к контролируемому изделию из ферромагнитных материалов обеспечивают перемещение пластины по направлению, перпендикулярному к поверхности эмульсии, при этом движение пластины и в воздухе, и в самой эмульсии производится с постоянной скоростью V, при этом продолжают измерения амплитуды эхо-сигнала, отраженного от противоположного торца пластины, с выбранной цикличностью, фиксируют момент начала погружения пластины в жидкость, например, по уменьшению амплитуды эхо-сигнала, запоминают численное значение амплитуды и момент времени, соответствующий этому уменьшению, затем включают измерение временного интервала, измеряют и запоминают численные значения амплитуды каждого n-го эхо-сигнала во время погружения, в момент времени Т, равный L/V (L - заранее выбранная глубина погружения), движение пластины прекращают, вычисляют коэффициент затухания эхо-сигналов на единицу длины и среднее значение коэффициента затухания, после чего по рассчитанному среднему значению и градуировке, которую проводят заранее на суспензиях с известными концентрациями магнитных частиц, судят о концентрации исследуемой суспензии. Технический результат: повышение достоверности контроля концентраций магнитных суспензий. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для обнаружения загрязнений в текучей среде (1). Причем текучая среда (2), загрязненная частицами, подается с помощью первого дозирующего насоса (3) на устройство (4) для измерения загрязненности или плотности частиц в загрязненной текучей среде. Указанные способ и метод характеризуются тем, что текучая среда (2), загрязненная частицами, перед поступлением на устройство (4) для измерения загрязненности смешивается с очищенной текучей средой (5) в заданном соотношении. Затем осуществляют измерение плотности частиц или загрязненности смешанной текучей среды (6), и с помощью вычислительного устройства (7) определяется плотность частиц или загрязненность загрязненной текучей среды (2). Техническим результатом является обеспечение возможности определения степени загрязнения текучей среды. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью ультразвукового преобразователя возбуждают в двух тонких волноводах различные нулевые моды нормальных волн, измеряют коэффициенты затухания каждого типа волны в волноводах и рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости, при этом волноводы акустического блока изготавливают в виде тонких полос различной толщины, возбуждают в них нулевую моду волны Лэмба, калибруют акустический блок путем последовательного измерения в обоих волноводах коэффициентов затухания нулевой моды волны Лэмба при их последовательном погружении в две жидкости с известными продольным и сдвиговым импедансами, из полученных уравнений рассчитывают коэффициенты, связывающие импедансы жидкости с коэффициентом поглощения волны Лэмба в волноводах, затем погружают волноводы в исследуемую жидкость, измеряют коэффициенты затухания нулевой моды волны Лэмба в обоих волноводах и с помощью найденных численных значений коэффициентов по известным соотношениям рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости. Технический результат: обеспечение возможности автоматического контроля состояния жидкостей в условиях их эксплуатации без измерения нулевой моды горизонтально поляризованной нормальной волны. 2 ил.

Изобретение относится к производству фильтров для улавливания твердых частиц с содержанием ферромагнитных примесей и может быть использовано для количественной оценки в закрытых трубопроводах ферромагнитных частиц в жидкости и газе

Наверх