Установка для исследования процесса дозирования реагентов
INSTALLATION FOR THE STUDY OF THE DOSING PROCESS OF REAGENTS

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для исследования дозирования химических реагентов, и может быть применено в любой отрасли народного хозяйства, преимущественно, в нефтяной и газовой промышленности, в составе оборудования для подачи химически активных веществ, в том числе, ингибиторов, деэмульгаторов и т.д.
Из уровня техники известна установка для дозированной подачи химических реагентов [Патент РФ №80890, МПК Е21В 37/06, опубл. 27.02.2009], которая включает емкость для реагента, дозировочный агрегат с соединенными к нему всасывающим и нагнетательным трубопроводами, датчик уровня. Дозировочный агрегат выполнен в виде моноблока, объединяющего насос-дозатор, привод, системы управления, автоматики. Недостатком данной установки является сложность конструктивного исполнения, неустойчивая работа в условиях малых подач.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков является установка для дозированной подачи жидкости [Патент РФ №2293881, МПК F04B 13/00, опубл. 20.01.2006], которая содержит корпус, плунжерный насос, проточная часть которого гидравлически сообщена посредством всасывающего клапана с баком для жидкости и посредством нагнетательного клапана с нагнетательной магистралью, привод возвратно-поступательного действия, взаимодействующий с плунжером насоса. Недостатками установки являются: неустойчивая работа в условиях малых подач и невозможность определения нижнего предела устойчивых подач.
Задачей изобретения является создание нового устройства - установки для исследования процесса дозирования реагентов для установления наименьшей возможной подачи дозировочного агрегата, при которой дозировочный насос работает устойчиво.
Задача решается и технический результат достигается за счет того, что установка для дозирования реагента включает в себя бак с системой терморегулирования, гидравлическую обвязку, соединяющую элементы установки, дозировочный объемный насос с приводом и блоком управления, проточная часть насоса оснащена нагнетательным и всасывающим клапанами, согласно изобретению в проточной части насоса установлены клапанные блоки нагнетания и всасывания, в каждом из которых на быстросъемных соединениях установлены три клапана с возможностью их замены и глушения одного или одновременно двух клапанов, при этом клапаны могут быть установлены параллельно или последовательно, также в гидравлической обвязке установлены буферная емкость, регулируемый дроссель, расходомер, а перед клапанным блоком всасывания, в напорной камере насоса и на клапанном блоке нагнетания установлены датчики давления, причем датчики давления, регулируемый дроссель, расходомер, блок подогрева, блок управления насосом связаны информационно управляющим кабелем с блоком сбора информации и управления установкой.
На фигуре представлена схема установка для исследования процесса дозирования реагентов.
На фигуре обозначены: 1 - бак, 2 - блок клапанный всасывания, 3 - блок клапанный нагнетания, 4 - блок сбора информации и управления установкой, 5 - блок управления приводом насоса, 6 - буферная емкость, 7 - датчик давления на цилиндре насоса, 8 - датчик давления перед всасывающими клапанами, 9 - датчик давления после нагнетательных клапанов, 10 - дроссель регулируемый, 11 - плунжерный насос, 12 - привод насоса, 13 - расходомер, 14 - система терморегулирования температуры жидкости в баке.
Установка для исследования процесса дозирования реагентов устроена следующим образом. Перекачиваемая среда располагается в баке 1, в котором предусмотрена система 14 терморегулирования перекачиваемой среды. Бак 1 с системой 14 терморегулирования, связан гидравлически с насосом 11, который приводится в действие приводом 12 и управляется блоком управления 5. В насосе 11 установлены два клапанных блока, блок 2 всасывания и блок 3 нагнетания. В каждом клапанном блоке 2 и 3 на быстросъемных соединениях устанавливаются три клапана. Это позволяет установить в каждом клапанном блоке по одному или по два однотипных или разнотипных клапана, в том числе последовательно или параллельно. Клапаны в каждом блоке установлены с возможностью глушения одного или двух клапанов. Для регулировки противодавлением в системе установлен регулируемый дроссель 10, а расход замеряется расходомером 13. В обвязке размещена буферная емкость 6, гидравлически связанная с баком 1. В обвязке насоса 11 установлены датчики давления. Датчик 8 давления в гидравлической линии до клапанного блока 2 всасывания, датчик 7 давления в цилиндре насоса 11, датчик 9 давления в гидравлической линии после клапанного блока 3 нагнетания. Информация с датчиков 8, 9 давления передается по информационному кабелю в блок 4 сбора информации и управления установкой, в который также информационно связан кабелем с расходомером 13, блоком 5 управления приводом насоса, расходомером 13, регулируемым дросселем 10 и системой 14 терморегулирования.
Установка для исследования процесса дозирования реагентов работает следующим образом. В бак 1 заливается перекачиваемая жидкость с известными реологическими свойствами. В клапанных блоках 2 и 3 устанавливаются клапаны в требуемой комбинации и требуемой исследуемой конструкции. Это может быть установлен один клапан, или два клапана, установленные последовательно, либо параллельно. При необходимости посредством быстросъемного соединения гнезда невостребованных клапанов глушатся. Включается от блока 4 система 14 терморегулирования, которая поддерживает заданную температуру перекачиваемой жидкости. Насос 11 посредством блока 4 настраивается на требуемую подачу и запускается в работу. С блока 4 посредством регулируемого дросселя 10 настраивается давление дозирования. Подача насоса замеряется расходомером 13 и показания передаются на блок 4. Жидкость поступает из бака 1 в насос 11, через клапанные блоки 2 и 3, далее в буферную емкость 6, проходит через расходомер 13 и возвращается в бак 1. В процессе испытаний замеряется давление перед клапанным блоком 2 всасывания посредством датчика 8, давление в цилиндре насоса 11 посредством датчика 7 и давление после клапанного блока 3 нагнетания посредством датчика 9. Информация с датчиков 7, 8, 9 передается на блок 4, фиксируется и записывается во времени. В процессе испытаний блоком 4 подается регулируемый сигнал на блок 5 управления насосом, и изменяется производительность насоса плавно либо дискретно. Нижняя граница устойчивой работы при заданных параметрах насоса и свойствах перекачиваемой среды определяется на основании показаний давления и расхода перекачиваемой среды. Неустойчивая работа насоса будет характеризоваться увеличением амплитуды и частоты пульсации расхода и давления.
Использование данной установки позволит определить минимальную устойчивую подачу дозировочного насоса для конкретной конструкции клапанных узлов, комбинации их установки и требуемой марки химических реагентов в известных климатических условиях. По полученным параметрам будут настраиваться действующие установки дозирования химических реагентов.