Устройство для разделения потока жидкости

 

51323

Союз Советских

Совр алистимеских

Республик

ОП ИС

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВ (61) Дополнительное к авт. (22) Заявлено 04. 01.77 (21) с присоединением заявки Ю

Кл.н

05 D 7/06

Государственный комитет

СССР по делам нэооретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05. 03.7

Дата опубликования

lLK 621,616 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М. И. Зингер, Г. А. Каспер, Н. Б. Ибрагимов и Б. А. Горбачев

Спепиальное проектно»конструкторское бюро средств автоматиэапии нефтедобычи и нефтехимии (72) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ

ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов и может быть применено в нефтедобывающей, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для автоматического деления потока на установках подготовки нефти (1), состоящее из емкости, разделенной перегородками на коллекторную часть и разделительные отсеки. Газонефтяная смесь поступает в емкость и заполняет коллекторную часть. Смесь доходит до щелей и через них разделяется на два или более частей, заполняя разделительные отсеки, оснащенные регуляторами уровня. Через регуляторы уровня жидкость по трубопроводам передавливается в аппарат. Его недостатком является низкая точность разделения потока жидкости.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для разделения потока жидкости (2), содержащее расходомеры и исполнительные механизмы, установленные на подключенных к коллектору трубопроводах, генератор импульсов, соединенный с делителем частоты. Его недостатком является низкая точность.

Целью изобретения является повышение точности устройства для разделения потока ж идкости.

Указанная цель достигается тем, что оно содержит элемент задержки, элементы И, блоки элементов И, счетчики, блок преобразователей кода, коммутатор, триггеры, блок усилителей, элемент ИЛИ и элемент И, причем расходомеры соединены с первыми входами первого блока элементов И и входами элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с входом второго счетчика и выходом второго элемента И, а выход — с входами блока преобразователей кода, выходы которого соединены с первыми входами второго блока элементов И, со вторыми входами которого соединены выходы коммутатора, которые соединены со вторыми входами первого блока элементов И и первыми входами третьего блока элементов И, первый

651323

55 выход коммутатора соединен со вторым входом первого элемента И, последний выход— со входом сброса первого счетчика, а вход— с первык выходом второго триггера, который соединен с третьим входом первого элемента И и третьими входами первого блока элементов И, вход второго триггера соеди нен с выходом делителя частоты, а второй выход — с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, со вторым входом которого соединен выход генератора импульсов, выход второго счетчика соединен со вторым входом первого и первыми входами третьего и четвертого триггеров, выходы третьего и четвертого триггеров соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, со вторыми входами которых соединен выход генератора импульсов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого счетчиков, со вторыми входами которых соединены выходы соответственно вто.рого и первого блоков элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами соответственно третьего и четвертого триггеров, выход третьего счетчика соединен с первыми входами элементов ИЛИ и И, со вторыми входами которых соединен выход четвертого счетчика, выход элемента И соединен с первым входом пятого триггера, со вто" - -рым входом которого соединен выход элемента ИЛИ, а выход пятого триггера соединен со вторыми входами третьего блока элементов И, выходы которых соединены через блок усилителей с исполнительными механизмами.

Блок-схема устройства для разделения потоков жидкости изображена на чертеже.

Устройство состоит из расходомеров 1, первого блока элементов И 2, элемента задержки 3, первого элемента И 4, первого счетчика 5, второго счетчика 6, второго элемента И 7, первого триггера 8, генератора импульсов 9, делителя частоты 10, третьего элемента И 11, четвертого элемента И 12, второго триггера 13, третьего триггера 14, четвертого триггера 15, четвертого счетчика

16, третьего счетчика 17, второго блока элементов И 18, блока преобразователей кода

19, третьего блока элементов И 20, коммутатора 21, контрольных выходов — третьего

17 и четвертого 16 счетчиков 22, 23, элемента

И 24, элемента ИЛИ 25, пятого триггера 26, блока усилителей 27 и исполнительных механизмов 28. Расходомеры 1 и исполнительные механизмы 28 установлены на трубопроводах, подключенных к коллектору.

Расходомеры 1 соединены с первыми входами первого блока элементов И 2 и входами элемента задержки 3, соединенного выходом с первым входом первого элемента И

4, выход которого соединен со входом перво5

35 го счетчика 5. Второй вход этого счетчика соединен со входом второго счетчика 6 и выходом второго элемента И 7. Первый вход второго элемента И 7 соединен с выходом первого триггера 8, а второй — с выходом генератора импульсов 9, входом делителя частоты 10 и входами элементов И третьего

11 и четвертого 12. Первый вход триггера 8 соединен с выходом второго триггера 13, а второй — с выходом счетчика 6 и входами триггеров третьего 14 и четвертого 15, выходы которых соединены со вторыми входами элементов И 11 и !2, которые соединены выходами со входами счетчиков третьего 17 и четвертого 16. Вторые входы этих счетчиков соединены соответственно с выходами блоков элементов И второго 18 и первого 2. Выход счетчика 5 через блок преобразователей кода 19 соединен со входами второго блока элементов И 18, вторые входы которого объединены с соответствующими входами первого блока элементов И 2, третьего блока элементов И 20 и выходами коммутатора 21, вход которого соединен с третьим входом первого элемента И 4, с входами первого блока элементов И 2 и вторым выходом триггера 13, вход которого соединен с выходом делителя частоты 10.

Выходы счетчиков 16 и 17 соединены с контрольными выходами 22 и 23, со вторыми входами соответственно триггеров 14, 15 и входом элемента И 24 и элемента ИЛИ 25.

Выходы элементов И и ИЛИ соединены, соответственно, со входами пятого триггера 26, выход которого через третий блок элементов И 20 и блок усилителей 27 воздействует на исполнительные механизмы 28.

Устройство работает следующим образом

В счетчике 5 суммируется расход по всем потокам, если с первого выхода коммутатора 21 имеется разрешение на первый элемент И 4. Элемент задержки 3 предназначен для исключения возможности просчета нескольких импульсов одновременно с нескольких расходомеров 1, что возможно в случае совпадения импульсов по времени. В счетчике 16 суммируются импульсы того расходомера, на который имеется разрешение с соответствующего выхода коммутатора 21.

Соотношение расходов по потокам задается посредством блока преобразователей кода 19. В начальном состоянии импульсы с выходов расходомеров 1 суммируются в счет. чиках 5 и 16, причем в счетчике 16 суммируется расход первого потока, так как с коммутатора 21 разрешено прохождение импульсов только на первый элемент И первого блока элементов И 2. Через период времени, задаваемый посредством делителя частоты 10, на его выходе появляется импульс, переводящий второй триггер 13 в противоположное состояние. Триггер 13 одним выходом запрещает прохождение импульсов через первый элемент И 2 и первый

651323

5 блок элементов И 4, а вторым переводит триггер 8 в состояние, разрешающее прохождение импульсов генератора 9 через второй элемент И 7 на счетчики 5 и 6. Импульс переполнения с выхода счетчика 6 возвращает триггер 8 в исходное состояние, в результате чего прекращается облучение импульсов с генератора импульсов на счетчики 5 и 6. Таким образом, счетчик 5 отсчитывает количество импульсов Х, соответствующее общему расходу по всем потокам за время т, причем это количество импульсов в счетчике 5 запоминается. В результате, в счетчике 17 через первый элемент второго блока элементов И 18 запоминается количество импульсов

У1= 15 где К1 — коэффициент первого элемента блока преобразователей кода 19. Импульсы переполнения с выхода счетчика 5, кроме установки в исходное состояние триггера 8, переводят триггеры 14 и 15 в состояние, раз- решающее прохождение сигналов генерато ра импульсов 9 через третий и четвертый элементы И 11 и 12 на счетчики 16 и 17.

В зависимости от того, в каком из счетчиков 16, 17 было накоплено большее количество импульсов, на выходе одного из них 25 появляется импульс переполнения, который, во-первых, вырабатывает регулирующее воздействие исполнительному механизму 28 и, во-вторых, через элемент ИЛИ 25 переводит триггер 26 в противоположное состояние.

Импульс переполнения другого счетчика возвращает триггер 26 в исходное состояние.

В случае одновременного появления импульсов переполнения на выходе счетчиков 16 и 17, срабатывает элемент И 24, удерживающий триггер 26 в исходнои состояние. Таким образом, на выходе триггера 26 появляется импульс, длительность которого пропорциональна разбалансу требуемого и фактического расходов по данному потоку. Блок усилителей 27 осуществляет расширение импульса с выхода триггера 26 умножением на тот или иной коэффициент для реализации определенного закона регулирования.

Формула изобретения

Следующий импульс с выхода делителя частоты 10 воЗвращает триггер 13 в исходное состояние. При этом коммутатор 21 вырабатывает выходной разрешающий сигнал со следующего своего выхода, который разрешает прохождение импульсов с расходомера второго потока через соответствующий элемент первого блока элементов И 2 на счетчик 16. Осуществляются повторения вышеописанного процесса, но применительно ко второму потоку жидкости, в результате чего сигнал регулирования подается на второй исполнительный механизм 28 и т. д.

Импульс с п+ 1 выхода коммутатора сбрасывает в нулевое состояние счетчик 5, где и — численность потоков. Далее цикл пов6 торяется, с целью стабилизации требуемого соотношения расходов в разводящих трубопроводах. Для компенсации гидродинамических возмущений в параллельно работающих трубопроводах расход жидкости через один из них не регулируется.

В настоящее время отсутствуют расходомеры, обеспечивающие измерение больших расходов жидкости в трубопроводах с диаметром в 600 и более миллиметров, поэтому общий расход в коллекторе определяют по сумме расходов в трубопроводах по потокам.

Для распределения потоков жидкости в трубопроводах, например, для деления потока нефти перед установками подготовки нефти, применяется система, состоящая из общего резервуара с параллельно соединенными насосами, подающими нефть в установки подготовки нефти, а также запорной арматуры, трубопроводы и т. д, Основными недостатками существующих систем являются громоздкость и металлоемкость оборудования, большие сроки монтажа, сложность в равномерной загрузке параллельно соединенных устаъовбк пбдготовки нефти.

Простота конструкции устройства по изобретению, удобство в его обслуживании, точность устройства позволяет эффективно применять его на различных объектах промышленности.

Устройство для разделения потока жидкости, содержащее расходомеры и исполнительные механизмы, установленные на подключенных к коллектору трубопроводах, генератор импульсов, соединенный с делителем-частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит элемент задержки, элементы И, блоки элементов И, счетчики, блок преобразователей кода, коммутатор, триггеры, блок усилителей, элемент ИЛИ и элемент И, причем расходомеры соединены с первыми входами первого блока элементов И и входами элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с входом второго счетчика и выходом второго элемента И, а выход — с входами блока преобразователей кода, выходы которого соединены с первыми входами второго блока элементов И, со вторыми входами которого соединены выходы коммутатора, которые соединены со вторыми входами первого блока элементов И и первыми входами третьего блока элементов И, первый выход коммутатора соединен со вторым входом первого элемента И, последний выход — с входом сброса первого счетчика, а вход—

651323

Составитель Ю. Заболотский

Редактор Э. Губиицкая Техред О. Луговая Корректор Н. Ковальчук

Заказ 805 45 Тираж I 004 Подписное

LlHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <<Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с первым выходом второго триггера, который соединен с третьим входом первого элемента И и третьими входами первого блока элементов И, вход второго триггера соединен с выходом делителя частоты, а второй выход — с первым входом первого триггера, Б выход которого соединен с первым входом второго элемента И, со вторым входом которого соединен выход генератора импульсов, выход второго счетчика соединен со вторым входом первого и с первыми входами третьего и четвертого триггеров, выходы третьего и четвертого триггеров соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, со вторыми входами которых соединен выход генератора импульсов, выходы которых соединены с пер- 15 ными входами соответственно третьего и четвертого счетчиков, со вторыми входами которых соединены выходы соответственно второго и первого блоков элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами соответственно третьего и четвертого триггеров, выход третьего счетчика соединен с первыми входами элементов ИЛИ и И, со вторыми входами которых соединен выход четвертого счетчика, выход элемента И соединен с первым входом пятого триггера, со вторым входом которого соединен выход элемента ИЛИ, а выход пятого триггера соединен со вторыми входами третьего блока элементов И, выходы которых соединены через блок усилителей с исполнительными механизмами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сводный каталог фирмы «В Sand В», 1964, с. 39.

2. Авторское свидетельство СССР № 366458, кл. G 05 D 17)03, 1961.