Пробоотборник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнд

Соцналнстнческнх

Республик

-Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву М 840700 (22) Заявлено 200781 (21) 3320625/23-26

51 М Кн з

G 01 И 1/10 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет ю

Опубликовано 07.0183. Бюллетень Й9т1 (%3)УДК 543.053 (088.8) Дата опублнковвння описания 070183

И.Г. Басаргин, М.И. Жаворонков и Н.A.,:Малнов.; у . ° (1 i ф, 1

f с /

I и

Омское специальное конструкторское бюро--Научно- -- : =производственного объединения "НефтехимавтоматИйал (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРОБООТБОРНИК

Изобретение относится к пробоотборникам жидких продуктов, перемещаемых по трубопроводу, и может быть использовано при отборе проб из магистральных трубопроводов, эксплуатируемых в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

По основному авт.св. М 840700 известен пробоотборник, содержащий измеритель расхода среды в трубопроводе, клапан, установленный на трубопроводе и подключенный к сборнику пробы, а также систему управления работой клапана, включающую сумматор, пневмоемкости, регулируемые и нерегулируемые дроссели, трехмембранные реле и первый элемент сравнения, одноконтактные клапаны и второй элемент сравнения, выход измерителя расхода соединен с одной из положительных камер сумматора, а канал. постоянного подпора соединен с одной из отрицательных камер сумматора; первый регулируемый дроссель соединен своим входом с выходом сумматора и другой отрицательной камерой сумматора, первая пневмоемкость соединена своим входом с выходом первого регулируемого дросселя, плюсовая камера первого элемента сравнения соединена с выходом первой пневмоемкости и другой положительной камерой сумматора, сопло первого одноконтактного клапана соединено с выходом первой пневмоемкостй, проточная камера первого одноконтактного клапана соединена с атмосферой, одна из управляющих камер трехмембранного реле соединена с выходом первого элемента сравнения, а выход трехмембранного реле соединен с клапаном, выход. второго элемента сравнения соединен своим выходом с одной из управляющих камер первого одноконтактного клапана, постоянный дроссель соединен своим входом с одной из проточных камер второго элемента сравнения, а выходом постоянный дроссель соединен с атмосферой, выход второй пневмоемкости соединен с плюсовой камерой второго элемента сравнения,-сопло второго одноконтактного клапана соединено с выходом .второй пневмоемкости, а проточная камера второго одноконтактного клапана соединена с атмосферой, вход второго регулируемого дросселя соедийен с вы-. ходом трехмембранного реле и одной из управляющих камер второго одно.987447 контактного клапана, а выход второго регулируемого дросселя соединен с .оплом второго одноконтактного клапана и с выходом второй пневмоемкости (1 ).

Недостатком известного пробоотборника является низкая эффектив-. ность, обусловленная ограниченными функциональными возможностями, а именно невозможностью отбора заданного объема пробы.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей пробоотборника путем обеспечения отбора заданного объема пробы.

Поставленная цель достигается тем, что пробоотборник содержит делитель частоты и интегратор линейно нарастающего непрерывно-дискретного сигнала, подключенный входом,к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом трехмембран- 2О ного реле, при этом выход интегратора линейно нарастающего непрерывно-дискретного сигнала связан с другой управляющей камерой трехмембранного реле. 25

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого пробоотборника.

Пробоотборник состоит из измерителя 1 расхода, сумматора 2, первого регулируемого дросселя 3, первой gg пневмоемкости 4, первого элемента

5 сравнения, первого одноконтактного клапана 6, трехмембранного реле 7, клапана 8, второго одноконтактного клапана 9, второго регулируемого 35 дросселя 10, второй пневмоемкости

11, второго элемента 12 сравнения, постоянного дросселя 13, сборника

14 проб, делителя 15 частоты, включающего трехмембранные реле 16-18, повторители 19 и 20, постоянные дроссели 21-23, трехмембранный элемент

24 сравнения, повторитель 25 со сдвигом, интегратора 26 линейно-нарастающего непрерывно-дискретного сигнала, включающего трехмембранные реле 27 и 28, повторители 29 и 30, постоянные дроссели 31-33, трехмембранный элемент 34 сравнения, повторитель 35 со сдвигом и пневмокнопку 36. 50

Пробоотборник работает следующим образом.

Входной сигнал измерителя 1 расхода, давление которого пропорционально расходу протекающей по трубо- 55 проводу среды, поступает в плюсовую камеру Г сумматора 2, в минусовую камеру которого поступает из канала постоянного подпора давление эадатчика (не показан), равное 0,2 кгс/см щ

% (равное выходному давлению измерителя расхода 1, когда значение расхода равно нулю).

При отсутствии расхода измеряемой среды величина выходного сигнала

Р= ; (P,-P,) И

6 давление на выходе интегрирующего звена (после пневмоемкости 4); давление в камере Г сумматора; давление в камере 8 сумматора; постоянная времени интегрирования. где P

Р Ч

Т = —— уРО

Постоянная времени интегрирования зависит от значений проводимости у переменного сопротивления,объема, емкости (объем постоянный), газовой постоянной R и абсолютной температуры 8, величину которой принимаем постоянной.

Следовательно, постоянная времени интегрирования зависит от значений проводимости, устанавливаемой регулируемым дросселем 3 (чем больше проводимость, тем меньше постоянная.времени интегрирования и наоборот).

Выходной сигнал интегрирующего звена поступает в положительную камеру Б элемента 5 сравнения, в минусовую камеру В которого подается постоянный подпор от задатчика (не показан, и в сопло первого одноконтактного клапана 6, которое закрыто под действием постоянного подпора в камере A от задатчика.

С увеличением или уменьшением расхода, а следовательно, с увеличением или уменьшением выходного сигнала измерителя 1 расхода, выходной сигнал интегрирующего звена увеличивается или уменьшается пропорционально расходу измеряемой среды. измерителя среды, поступающего в плюсовую камеру Г сумматора 2, и величина подпора в минусовой камере В сумма-:ора 2 равны между собой, следовательно на выходе сумматора 2 давление равно нулю и пробоотборник в работу не включается.

Таким образом, при отсутствии расхода измеряемой среды пробоотборник автоматически отключается.

При значении расхода измеряемой среды больше нуля сигнал измерителя

1 расхода, поступающий в положительную камеру Г сумматора 2, больше

0,2 кгс/см . В результате на выходе

2 сумматора 2 давление равно разности давлений в камерах сумматора 2, которая интегрируется звеном, состоящим из сумматора 2, первого регулируемого дросселя 3 и первой пневмоемкости 4.

Интегрирующее звено выполняет операцию

987447

Делитель 15 частоты выполняет деление частоты тактоного сигнала, поступающего с выхода трехмембранного реле 7 (Р ) в управляющие камеры тактовых трехмембранных реле 17 и

60 18, на некоторое варьируемое число К, Выход задержки на такт непрерывного сигнала поступает на вход двухнходо,ного усилителя трехмембранного элемента 24 сравнения (в камеру В), 65 который работает по схеме сравнения.

При накапливании выходного сигнала интегрирующего звена в камере Б больше, чем величина подпора в камере В элемента 5 сравнения, сборка первого элемента 5 сравнения переместится вниз, закроет сопло н камере Г и откроет сопло в камере А.

Выходной сигнал, равный давлению питания элемента 5 сравнения, поступает в управляющую камеру Б трехмембранного реле 7. Сборка трехмембранного реле 7 перемещается вниз, закрывает сопло в камере Г и открынает сопло в камере A. Выходной сигнал, ранный давлению питания трехмембранного реле 7, поступает на клапан 8, н управляющую камеру A второго одноконтактного клапана 9 и на вход второго регулируемого дросселя 10.

Клапан 8 пробоотборника соединяет полость трубопровода со сборником пробы 14 и происходит отбор пробы.

Сборка одноконтактного клапана 9 под действием давления н камере А, превышающего величину подпора н камере Б от задатчика, перемещается вниз н закрывает сопло н камере В. Через регулируемый дроссель 10 во второй пненмоемкости 11 и соединенной с ней плюсовой камере Б второго элемента

12 сравнения накапливается давление.

Через промежуток времени, обусловленный открытием регулируемого дросселя 10 и достаточный для отбора пробы н заданном количестве, давление н плюсовой камере Б элемента 12 сравнения превышает давление подпора от задатчика в минусовой камере В, сборка элемента 12 сравнения перемещается вниз, закрывает сопло н камере 1 и открывает сопло в камере А.

Выходное давление, равное давлению питания с выхода элемента 12 сравнения, поступает в камеру Б первого одноконтактного клапана 6. Давление в камере Б больше, чем давление подпора от задатчика в камере A одноконтактного клапана 6, поэтому его сборка перемещается вверх, .открывает сопло в камере В. Давление из пневмоемкости 4, плюсовой камеры Б элемента 5 сравнения и плюсовой камеры

Б сумматора 2 мгновенно сбрасывается н атмосферу через открытое сопло в камере B одноконтактного клапана 6.

В результате на выходе интегрирующего звена и в плюсовой камере Б элемента 5 сравнения давление равно нулю. Под действием подпора в камере В элемента 5 сравнения его сборка перемещается вверх, закрывает питающее сопло н камере A. и открывает сопло н камере Г, связанное с атмосферой.

В результате в камере Б трехмембранного реле 7 давление падает до нуля. Сборка трехмембранного ре- ле 7 под давлением пружины перемещае тс я вверх, закрыв ает питающее сопло в камере А и открывает сопло в камере Г, соединив свой выход с атмосферой, давление на выходе трехмембранного реле 7 падает до нуля.

Клапан 8 пробоотборника рассоединяет полость трубопровода со сборником 14 пробы, отбор пробы прекращается. Давление в камере А одноконтактного клапана 9 падает н стано1О вится меньше давления подпора в камере Б того же клапана, его сборка под действием давления подпора перемещается вверх, открывает сопло в камере 8„ соединив с атмосферой

15 пневмоемкость 11 и плюсовую камеру

Б элемента 12 сравнения, давление мгновенно сбрасывается н атмосферу.

Под действием давления подпора в ка мере В элемента 12 сравнения его сборка перемещается вверх, закрывает сопло в питающей камере A и открывает сопло в камере Г, соединив выход элемента 12 сравнения и камеру Б одноконтактного клапана б через постоянный дроссель 13 с атмосферой.

Под действием давления подпора в камере A одноконтактного клапана 6 его сборка перемещается.вниз, закрывает сопло в камере В, рассоединив пневмоемкость 4, плюсоную камеру Б элемента 5 сравнения и плюсовую камеру Б сумматора 2 с атмосферой.

Далее весь цикл работы пробоотборника по отбору доз пробы повторяется.. Постоянный дроссель 13 предназначен для замедления ceipoca выходного сигнала элемента 12 сравнения в атмосферу. Этим обеспечивается сброс давления до нуля в атмосферу из пневмоемкости 4 и плюсовых камер

40 Б элемента 5 и суюлатора 2.

Отбор заданного объема пробы в пробоотбориике обеспечивается делителем 15 частоты и интегратором 26 линейно нарастающего непрерывно-дискретного сигнала 2.

Чтобы наполнить заданным объемом приемник пробы, необходимо отобрать в смену, сутки или другое время большое количество (наперед заданное

50 доз пробы. Подсчет количества доз пробы производится делителем 15 частоты и интегратором 26. После отбора заданного объема пробы пробоотборник автоматически отключается.

987447

На другой вход трехмембранного элемента 24 сравнения (в камеру Б ) подан постоянный подпор — верхний уровень интегрирования Р„ . На выходе задержки установлен повторитель 25 со сдвигом, с помощью которого изме- 5 няется величина интервала давления а .

Узел возврата в исходное состояние делителя частоты собран на трехмембранном реле 16. Узел возврата срабатывает в момент, ко1да ступенча- 1О тая функция достигает заданного уровня Р .

Варьируемое число К определяется уравнением

К = — -4

Следовательно, число К можно изменять величиной сдвига и величиной постоянного подпора Рд.

Через К импульсов выходной дискретный сигнал Ру делителя 15 частоты поступает в управляющие камеры тактовых трехмембранных реле 27 и

28 интегратора 26 линейно нарастающего непрерывно-дискретного сигнала 2.

Выход задержки на такт непрерывного сигнала поступает на вход трехмембранного элемента сравнения двухвходового усилителя 34 {в камеру Б,), на другой вход которого (в камеру

В подан постоянный подпор — верхний уровень интегрирования Р . На выхоI де задержки установлен повторитель

35 со сдвигом, с помощью которого изменяется величина интервала деления д возрастающего сигнала.

При достижении ступенчатой функцией в камере Б элемента 34 сравне- 40 ния заданного уровня Рц последний срабатывает, и его выходной сигнал поступает в управляющую камеру В трехмембранного реле 7. Сборка трехмембранного реле 7 под действием 45 пружины и давпения в камере В перемещается вверх, закрывает питающее сопло в камере А и открывает сопло в камере Г, соединив выход трехмембранного реле 7 с атмосферой — отклю- 50 чает пробоотборник. Отбор пробы прекращается.

После замены наполненного приемника пробы 14 на пустой или после его опорожнения нужно нажать на пневмокнопку 36 для сброса сигнала с элемента задержки на такт в атмосферу.

Этой операцией пробоотборник включается в работу для очередного отбора заданного объема пробы.

Работа пробоотборника возможна и при отсутствии измерителя 1 расхода среды в трубопроводе. Для этого достаточно подать давление сжатого воздуха в положительную камеру Г сумматора 2 величиной в пределах

0,3-1 кгс/см . В этом случае отбор пробы производится пропорционально времен1и.

При измерении расхода приборами, выходной сигнал которых связан квадратичной зависимостью с количеством протекающей по трубопроводу среды, например при использовании сужающих устройств, дополнительно устанавливается прибор извлечения квадратного корня, вход которого соединяют с выходом измерителя 1 расхода, а выход — с положительной камерой Г сумматора 2.

Зкономический эффект от применения одного пробоотборника на одном потоке составит 6,3 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Пробоотборник по авт. св. Р 840700, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей пробоотборника путем обеспечения отбора заданного объема пробы, он содержит делитель частоты и интегратор линейно нарастающего непрерывно-дискретного сигнала, подключенный входом к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом трехмембранного реле, при этом выход интегратора линейно нарастающего непрерывно-дискретного сигнала связан с другой управляющей камерой трехмембранного реле. Источникиинформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 840700, кл. Q 01 и 1/10, 1979.

987447

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10282/28

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель H. Романникова

Редактор Г. Безвершенко Техред O.Неце Корректор С. Шекмар