Способ снижения гидродинамических возмущений при работе наливной регулировочной арматуры



Способ снижения гидродинамических возмущений при работе наливной регулировочной арматуры
Способ снижения гидродинамических возмущений при работе наливной регулировочной арматуры
Способ снижения гидродинамических возмущений при работе наливной регулировочной арматуры
Способ снижения гидродинамических возмущений при работе наливной регулировочной арматуры

 


Владельцы патента RU 2466326:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Способ может быть использован в трубопроводных системах для снижения гидроудара при регулировании производительности налива. Способ предотвращения гидродинамических возмущений при работе наливной регулировочной арматуры включает изменение режима работы запорного устройства регулировочного наливного клапана путем кратковременных остановок движения затвора наливного клапана при открывании и закрывании. Частота остановок в начале периода открывания больше, чем в конце периода открывания, а частота остановок в начале периода закрывания меньше, чем в конце периода закрывания. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности трубопроводов систем налива путем снижения интенсивности импульсов давлений или гидроударов, возникающих при сменах производительности налива. 4 ил.

 

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано в трубопроводных системах для снижения гидроудара при регулировании производительности налива.

Известны способы регулирования работы наливной регулировочной арматуры [Ганиев Р.Ф. Волновая стабилизация и предупреждение аварий на трубопроводах. / Р.Ф.Ганиев, X.Н.Низамов, Е.И.Дербуков. - М.: Изд-во МВТУ, 1996. - 257 c.]

С целью обеспечения заданного режима работы наливной арматуры, обеспечивающего отсутствие гидроударов, используются стабилизаторы давления. Эффект гашения в них достигается при диссипации энергии пульсаций на перфорационных отверстиях, равномерно распределенных по длине стабилизатора.

Недостатком предлагаемого способа является то, что использование стабилизаторов давления не устраняют причину возникновения гидродинамических воздействий.

Известен способ гашения гидроудара [пат. РФ №2031300, кл. F16L 55/04, 30.06.1993 г.] путем рассеивания энергии волн давления внутри трубопровода на перфорированных лепестках демпфирующих элементов (ДЭ), разнесенных относительно друг друга вдоль потока.

Недостатком предлагаемого способа гашения гидроудара в качестве средства гашения волновых процессов является появление дополнительного гидросопротивления от ДЭ, удорожание и усложнение трубопроводной системы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является известный способ снижения величины импульса давления при использовании запорной арматуры, когда открытие или закрытие затвора происходит медленно и равномерно [Штеренлихт Д.В. Гидравлика стр.269 / Д.В.Штеренлихт - М.: Энергоатомиздат.1984 г. 639 с.].

Например, в системах тактового налива используется наливной регулировочный клапан затворного типа, который в течение цикла налива одной вагон-цистерны регулирует производительность от минимальной Q1 до максимальной Q2.

Регулирование осуществляется в четыре этапа, производительность налива на каждом из этапов принимается в соответствии с технологическим параметрами конкретной системы налива. На первом этапе переход запорного устройства из положения «Закрыто» в положение 1 с минимальной производительностью нефтепродукта Q1, на 2-м этапе из положения 1 - в положение 2 с максимальной производительностью Q2. По мере заполнения затвор на третьем этапе из положения 2 возвращается в положение 1 минимальной производительности Q1, по окончании налива на четвертом этапе затвор переходит в положение «Закрыто».

Недостатком данного способа является возникновение импульсов скачков давления, в несколько раз превышающих рабочее давление, особенно на 2-м этапе налива при переходе от минимальной Q1, к максимальной Q2 производительности налива. Величина скачка давления составляет 1,65 МПа при установившемся рабочем давлении налива 0,5 МПа, что объясняет возникновение явления гидроудара при быстрых переходах запорного устройства регулировочного наливного клапана в положения 1, 2.

Задача изобретения - снижение импульсов скачков давления, возникающих во время изменения производительности налива нефтепродукта.

Указанная задача достигается тем, что в известном способе предотвращения гидродинамических возмущений при работе наливной регулировочной арматуры, включающем изменение режима работы запорного устройства регулировочного наливного клапана, путем кратковременных остановок движения затвора наливного клапана при открывании и закрывании, согласно предлагаемому способу, частота остановок в начале открывания больше, чем в конце периода открывания, а частота остановок в начале периода закрывания меньше, чем в конце периода закрывания.

На фигуре 1 представлена схема способа работы наливного регулировочного клапана.

На фигуре 2 представлена схема проекции площади затвора клапана на плоскость, перпендикулярную продольной оси регулирующего клапана.

На фигуре 3 представлен график зависимости изменения проекции площади затвора от угла наклона затвора α.

На фигуре 4 представлен график интенсивности нарастания площади проекции затвора клапана в зависимости от угла α.

В схеме способа работы регулировочного клапана (фиг.1), представлены позициями: I - затвор, запорное устройство наливной регулировочной арматуры; II - корпус наливной регулировочной арматуры; З - положение закрыто; О - положение открыто; 1 - первое фиксированное положение, остановка затвора при минимальной производительности Q1; 2 - второе фиксированное положение, остановка при максимальной производительности Q2; 1a, 1б, 1в, 2а, 2б - промежуточные остановки затвора при переходах в основные положения 1, 2. Переходы затвора в положения 1, 2 будут включать ряд кратковременных промежуточных остановок 1а, 1б, 1в, 2а, 2б, то есть смена положения будет происходить ступенчато, причем число ступеней и время остановок определяются интенсивностью нарастания площади проходного сечения при открывании закрывании затвора.

При повороте затвора проекция площади затвора на плоскость, перпендикулярную продольной оси регулирующего клапана, представляет собой эллипс (фиг.2), площадь которого определяется по формуле:

где b - проекция радиуса затвора а на вертикаль (радиус затвора принимается равным внутреннему радиусу клапана),

Подставив значение b из формулы (2) в формулу (1), выразим площадь эллипса через радиус затвора а и угол наклона затвора α:

Площадь поперечного сечения внутренней полости клапана:

Тогда площадь проходного сечения клапана при открывании затвора на угол α может быть выражена по формуле (6):

при α=0, cos 0°=1, Fα=0; при α=90°, cos 90°=0, Fα=π∗a 2.

Интенсивность нарастания площади сечения в зависимости от угла α выражается по формуле:

При постоянной скорости поворота затвора в процессе открывания, т.е. когда выполняется условие

,

интенсивность нарастания площади сечения зависит от изменения угла α не равномерно (фиг.3, 4) а именно: интенсивность нарастания площади сечения в начале открывания затвора максимальная и снижается в конце процесса открывания (при α→90°).

Например, при введении промежуточных кратковременных остановок в положениях 1а, 1б, 1в, 2а, 2б, в дополнение к остановкам 1, 2 нарастание импульса давления происходит с более низкой интенсивностью без изменения производительности налива, в этом случае, как показывают расчеты, максимум импульса давления равен 0,878 МПа, то есть имеет меньшую величину, чем без промежуточных остановок (1,65 МПа).

Наличие равномерно распределенных промежуточных положений с остановками в них позволяет снизить интенсивность гидродинамической нестационарности и исключить возникновение гидроудара.

Итак, заявляемое изобретение позволяет снизить импульс давления при регулировании производительности налива нефтепродуктов за счет кратковременных промежуточных остановок запорного устройства наливной арматуры.

Способ предотвращения гидродинамических возмущений при работе наливной регулировочной арматуры, включающий изменение режима работы запорного устройства регулировочного наливного клапана, путем кратковременных остановок движения затвора наливного клапана при открывании и закрывании, отличающийся тем, что частота остановок в начале периода открывания больше, чем в конце периода открывания, а частота остановок в начале периода закрывания меньше, чем в конце периода закрывания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к компенсаторам промывочной жидкости. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидросистемах и в пневмосистемах, работающих под высоким давлением, например при подаче жидкости под высоким давлением к энергетическим установкам или к измерительным приборам, в частности к манометрам.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидропневмосистемах промышленного оборудования, работающих под высоким давлением, например, при подаче жидкости или газа под высоким давлением к энергетическим установкам или к измерительным приборам, в частности к манометрам.

Изобретение относится к области машиностроения, энергетики, нефтепереработки, в частности к способам и устройствам для снижения уровня кавитации в гидравлических машинах, трубопроводах, системах переработки жидкостей.

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 гидромашиностроению и может быть использовано в энергетике, химической промышленности, тепловодоснабжении, криогенной технике и авиации для повышения надежности путем демпфирования пульсаций давления в потоке жидкости трубопроводов.

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

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для рекуперации гидравлической энергии с повышенной эффективностью и безопасностью, в том числе в мобильных приложениях, таких как дорожно-строительные машины, подъемно-транспортное оборудование, а также гидравлические гибридные грузовые и легковые автомобили.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в гидроприводах строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин. Гидрораспределитель содержит напорную секцию с напорной магистралью, предохранительным клапаном и сливной магистралью, рабочие секции с золотником с каналами и сливную секцию. В рабочих секциях установлены компенсаторы давления, которые поддерживают постоянный перепад давления на кромках золотников. Компенсатор давления расположен перпендикулярно по отношению к золотнику, что позволяет уменьшить габаритные размеры рабочей секции и всего гидрораспределителя. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для гашения пульсаций давления в трубопроводных транспортных системах для газовых сред, в частности на газораспределительных станциях. Гаситель пульсаций давления состоит из пакета шайб с дросселирующими отверстиями, зафиксированными в корпусе и полостях между шайбами, создаваемых за счет втулок установленных между ними. Для уменьшения уровня пульсаций давления, вызванного вихреобразованием, в дросселирующих отверстиях на входе выполнены конфузоры с углом при их вершине α=40…80°, а на выходе диффузоры с углом при их вершине β=6…30°, при этом дросселирующие отверстия распределены по радиусу шайб так, что их пропускная площадь формирует профиль скоростей в сечении трубопровода, приближенный к профилю скоростей установившегося стационарного течения среды. Технический результат - уменьшение уровня пульсаций давления на участке газопровода, расположенном за гасителем, снижение вибрации поверхности газопровода и шума в окружающей среде. 1 ил.

Компенсатор предназначен для гашения колебаний жидкости в обоих направлениях в полости бурильного инструмента. Компенсатор состоит из корпуса, внутри которого установлены перегородки, образующие с поршнями замкнутые камеры, которые в свою очередь соединяются каналами с затрубным пространством. Для ограничения хода поршней и фиксации перегородок установлены втулки. Между поршнями и перегородками установлены пружины и шайбы из эластомера. Детали в корпусе устанавливаются с переводником. Корпус снабжен присоединительными резьбами. Для предотвращения перетоков между поршнями и перегородками и между перегородками и корпусом предусмотрены уплотнения. Поршни устройства установлены с возможностью гашения колебаний в обоих направлениях. Технический результат - повышение надежности гашения колебаний жидкости в обоих направлениях. 1 ил.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в различных гидравлических системах для защиты гидравлических магистралей от разрушения при их быстром перекрытии. Клапан перекрытия противогидроударный содержит соединенный с магистралью корпус, запорный орган, размещенный соосно с перекрываемым участком магистрали и выполненный в виде тонкостенного полого цилиндра с днищем и конической посадочной поверхностью. В корпусе на входе в перекрываемый участок магистрали расположена ответная коническая посадочная поверхность. Углы наклона образующих конических посадочных поверхностей запорного органа и корпуса не превышают угол трения. Полость корпуса со стороны днища запорного органа сообщена с линией подачи управляющего давления. Вход в полость запорного органа закрыт перегородкой, открывающейся под воздействием избыточного давления жидкости. Перегородка на входе в полость запорного органа выполнена в виде герметичной мембраны свободного прорыва. Последняя установлена посредством герметичного соединения. Изобретение направлено на уменьшение времени сообщения полости запорного органа с перекрываемым участком магистрали при ее перекрытии и на увеличение степени герметичности полости запорного органа при нахождении в рабочей жидкости до перекрытия магистрали. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ предназначен для гашения ударных импульсов транспортируемой среды в магистральном продуктопроводе. Способ заключается в следующем, на участке продуктопровода в него устанавливают стабилизатор импульсов давления с прямоточной камерой на входе и вихревой камерой на выходе из него. Предварительно выявляют потенциальные источники импульсов давления, затем определяют место установки стабилизатора. Гашение импульса давления осуществляют путем фазового сдвига и гашения волновых и вибрационных колебаний и резонансных процессов. Стабилизатор состоит из полого цилиндрического корпуса с крышками по торцам и концентрично закрепленными съемным делителем и разделительной оболочкой с образованием внутренней полости между ними, разделенной перегородкой. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления и сборки и повышении удобства эксплуатации и эффективности гашения пульсации. 3 з.п. ф-лы, 14 ил.

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. Участки трубопроводов высокого давления в зоне примыкания их к терморегуляторам жестко установлены в кожухах цилиндрической формы. На данных участках подвижно размещены подпружиненные винтовыми пружинами сжатия стаканы, перекрывающие собой сквозные пазы, выполненные на участках трубопроводов высокого давления. Внутренние полости упомянутых кожухов цилиндрической формы связаны с трубопроводами низкого давления гидросистемы гидрообъемного привода. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности гидравлического привода тепловозов. 2 ил.

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. Система защиты наливного трубопровода от гидравлического удара содержит причальную и береговую сбросные емкости, соединенные с наливным трубопроводом, в конечном сечении которого установлена задвижка, причем причальная сбросная емкость выполнена меньшего объема, чем береговая сбросная емкость, при этом каждая емкость выполнена герметичной, свободно сообщена с наливным трубопроводом и частично заполнена газом и транспортируемой жидкостью. Техническим результатом изобретения является исключение необходимости применения насосов для обратной закачки жидкости из сбросных емкостей в трубопровод, исключение возможности переполнения сбросных емкостей, устранение задержки (запаздывания) в срабатывании систем защиты при повышении давления в трубопроводе. 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для хроматографии. Демпфер пульсаций представляет собой сплющенную трубку из гибкого материала, у которой внутренняя поверхность стенки трубки соприкасается, не оставляя зазора. В процессе эксплуатации под действием давления жидкости трубка расширяется и образуется необходимый зазор для прохождения жидкости. При этих условиях он представляет собой емкость и создает сопротивление потоку, распределенные по всей длине трубки. В зависимости от давления и расхода этот зазор меняет свои размеры, подстраиваясь под внешние условия. Изобретение эффективно работает как при низких скоростях потока и давлениях, так и при высоких. Причем при высоком давлении он практически не создает сопротивление потоку. Демпфер пульсаций, изготовленный с этим элементом, сглаживает пульсации примерно в 200 раз. Он полностью проточный и имеет минимальный объем, что позволяет быстро переходить на другой растворитель. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для гашения колебаний давления в трубопроводных системах в области нефтяной и газовой промышленности. Гаситель содержит корпус с входной и выходной крышками с выполненными в них каналами в форме усеченного конуса, соединенными центральной трубкой, установленной в корпусе с образованием полости, сообщенной с центральной трубкой дросселями, дополнительный дроссель. Дроссели расположены во входной и выходной крышке радиально по окружности в количестве не менее трех и выполнены в виде винтов-жиклеров, поджатых упорами, позволяющими изменять проходное сечение винтов-жиклеров. Во входной крышке выполнены сквозные каналы соосно винтам жиклерам, а в пересекающие их аксиальные каналы установлены трубки-винты, являющиеся дополнительными дросселями, в количестве не менее трех, имеющие возможность выдвижения в полость. В трубках-винтах выполнены продольные прорези, соосные каналы снабжены заглушками со стороны, противоположной винтам-жиклерам. Гаситель позволяет повысить эффективность гашения и расширить частоту диапазона гасимых им колебаний за счет регулирования виброакустических нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх