СИСТЕМА ОТБОРА ПРОБ ИЗ ТРУБОПРОВОДА

СИСТЕМА ОТБОРА ПРОБ ИЗ ТРУБОПРОВОДА.
Полезная модель относится к устройствам отбора проб жидкости и может найти применение в нефтяной и других областях промышленности, где требуется отбор проб жидкости из трубопроводов, работающих под давлением.
Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода имеющее пробозаборный элемент, установленный в трубопроводе пробозаборным отверстием, непрерывным или дискретным, навстречу потоку. Устройство имеет узел выхода, расположенный сверху на горизонтальном или наклонном участке трубопровода (RU, С1 2141105 опубл. 1999.11.10).
Известно устройство для отбора проб из трубопровода, содержащее пробоотборный элемент, выполненный в виде трубки, имеющей на одном конце сливное отверстие и вторым концом установленной в жестко связанном со штуцером трубопровода сальниковом узле с запорным элементом. (RU , С1 2087891, опубл.1997,08.20.)
Основным недостатком таких устройств является сложность изготовления и эксплуатации.
Известны также системы отбора проб жидкости из трубопровода, основанные на взятии отдельных доз жидкости, протекающей по трубопроводу при постоянном движении части перекачиваемой жидкости через пробоотборное устройство по обводной магистрали основного трубопровода через определенные промежутки времени и сборе их в специальной емкости. Из отдельно взятых доз составляется общая средняя проба жидкости.
2003102126
liHIipllpliPPlPPffl „ПК: G01NinO
борное устройство, в корпусе которого размещены втулка, пружина, золотник, электромагнит, якорь которого соединен с золотником. На боковой поверхности корпуса размещена дозирующая камера, в корпусе которой расположен дифференциальный поршень. Объем отбираемой пробы за один цикл регулируется установкой шага хода поршня. Надпоршневая часть корпуса дозирующей камеры через штуцер соединяется с обводной магистралью трубопровода для создания подпорного давления на поршень, а в подпоршневой части корпуса выполнено отверстие для связи камеры с обводной магистралью трубопровода и емкостью для сбора проб. В исходном положении якорь с золотником под усилием пружины находится в верхнем положении. При подаче управляющего воздействия на электромагнит якорь втягивается, преодолевая сопротивление пружины, и золотник идет в нижнее положение, при этом продукт поступает в рабочую полость дозирующей камеры, преодолевая давление в полости камеры и перемещая дифференциальный поршень. Заполнение жидкостью дозирующей камеры осуществляется путем смещения золотника относительно окон в поверхности, по которой он скользит. При снятии управляющего воздействия на электромагнит пружина возвращает якорь с золотником в исходное положение. Давлением жидкости в надпоршневой полости поршень перемещается и продукт сливается в емкость для сбора проб (Паспорт на пробоотборник типа АПЭ-М АИУ2.840.008, заводской № 054 БУП №068 от 5 октября 2001 года).
Недостатком этого устройства является наличие сложных конструктивных узлов (золотниковая система перераспределения потоков жидкости) не обеспечивающих надежной работы устройства в эксплуатации и увеличивающих габариты устройства.
в основу полезной модели поставлена задача упрощения системы для отбора проб и повышение ее надежности при условии качественного выполнения устройством функции отбора проб жидкости.
Поставленная задача решается тем, что в системе отбора проб из трубопровода, содержащей дозирующую камеру с регулируемым объемом проб, блок управления перераспределением потоков текучей среды и средство для создания вблизи дозирующей камеры участка впускной магистрали совмещенного с участком сливной магистрали, при этом дозирующая камера выполнена в виде корпуса с установленным в нем с возможностью заданного осевого перемещения поршнем и имеет в надпоршневой части отверстие для обеспечения подпорного давления на поршень, а в подпоршневой части отверстие для связи упомянутой камеры через впускную магистраль с магистралью трубопровода и через сливную магистраль с емкостью для сбора проб. Новым является то, что на впускной и сливной магистралях установлены соленоидные клапаны, электрически связанные с упомянутым блоком управления для управления процессом забора дозы жидкости и слива этой дозы в ёмкость.
Целесообразно в качестве соленоидных клапанов выбирать электромагнитные клапаны прямого действия.
Предпочтительно средство для создания вблизи отверстия подпоршневой части дозирующей камеры участка впускной магистрали совмещенного с участком сливной магистрали выполнять в виде трубчатой вставки Т-образной формы, например тройника.
Целесообразно средство для создания вблизи отверстия подпоршневой части участка впускной магистрали совмещенного с участком сливной магистрали
выполнять связанным с корпусом дозирующей камеры или заодно с корпусом дозирующей камеры.
На фиг.1 представлена схема предлагаемой системы отбора проб, где сплошными линиями изображены гидравлические магистрали, а пунктирными электрические связи блока управления с исполнительными механизмами (приводами клапанов). Магистральный трубопровод изображён в виде отрезка трубы. Давление жидкости в точке А всегда больше давления в точке Б на величину ЛР, при условии транспортировки жидкости в направлении, указанном стрелками.
Устройство включает дозирующую камеру в виде герметичного цилиндрического корпуса 1. Внутри корпуса 1 расположен поршень 2 с цилиндрической направляющей втулкой 3 для осевого перемещения по ограничителю-регулятору 4 с последующей фиксацией с помощью контргайки 5 установленного объема единичной дозы пробы жидкости (V пробы).
В надпоршневой части корпуса 1 выполнен сквозной канал с впускным отверстием 6 для связи через соединительный патрубок (не изображен) надпоршневой полости 7 с обводной магистралью 8 от основного трубопровода 9.
В подпоршневой полости 10, определяющей дозу единичной пробы (V пробы), имеется впускное-сливное отверстие 11 для связи через соединительный патрубок (не изображен) с первым входом проходного тройника 12, второй вход которого соединён с впускной магистралью 13с размещённым на ней клапаном 14 для связи с трубопроводом 9, а третий вход проходного тройника соединён с выпускной магистралью 15, с размещённым на ней клапаном 16 для слива одиночной дозы пробы жидкости в емкость 17, причём электроприводы клапанов соединены с блоком управления 18.
Блок управления 18 служит для формирования и подачи необходимых управляющих сигналов на электроприводы клапанов и позволяет осуществлять гибкое управление процессом отбора проб.
Устройство подсоединяется к дополнительному проточному трубопроводу (участок А-Б), параллельному основному трубопроводу 9, для создания разности давлений на величину АР, обусловленную протяжённостью трубопроводов на участке А-Б.
В исходном состоянии клапан 14 находится в закрытом состоянии, перекрывая впускную магистраль 13, клапан 16 открыт. Под воздействием давления (Рх-ЛР) поршень 2 перемещается вниз до упора. Затем клапан 16 переводится в закрытое состояние.
Система отбора проб жидкости в составе: трубопроводы, устройство отбора проб, блок управления, ёмкость сбора проб - готова к работе.
Для заполнения дозирующей камеры блок управления 18 вырабатывает сигнал для открытия клапана 14 . При открытом клапане 14 жидкость из трубопровода 9 через впускную магистраль 13, тройник 12 и впускное отверстие 11 поступает в подпоршневую полость 10, перемещая поршень 2 вверх до упора с ограничителем 4, - происходит заполнение жидкостью подпоршневой полости 10 (V пробы), так как давление на противоположную поверхность поршня меньше на величину ЛР.
Через заданное время, которое определяется экспериментально для минимальных рабочих давлений, по сигналу из блока 18 подаётся управляющий сигнал на закрытие впускного клапана 14 и, через временную задержку, сигнал на открытие клапана 16, при этом под воздействием давления (Рх - АР) жидкости в обводной магистрали 8 поршень перемещается вниз за счет того, что сила, действующая на поршень 2 сверху больше, чем сила, определяемая атмосферным
давлением, при этом жидкость вытесняется поршнем 2 через сливное отверстие 11, тройник 12, сливную магистраль 15, клапан 16 в ёмкость 17.
Часть впускной магистрали от клапана 14 до проходного тройника 12 выполнена с противоуклоном для предотвращения слива жидкости из упомянутой части в ёмкость 17.
Через заданное время, определяемое для минимального рабочего давления в трубопроводе 9, из блока управления 18 подается сигнал на закрытие клапана 16 для перекрытия сливной магистрали 15. Устройство приведено в исходное положение.
Выше описанные процедуры повторяются заданное число раз.
В примере конкретного выполнения системы отбора проб, проходящей опытно-промышленную проверку, использованы клапаны соленоидные PVXG 262С013 24В фирмы ASKO/JOUCOMATIC. В качестве блока управления используется контроллер КДС собственного изготовления, который преобразовывает информационные команды от ЭВМ в аналоговые электрические сигналы для исполнительных механизмов соленоидных клапанов.
При рабочих давлениях (0,1-6,4) МПа и заданном объёме единичной пробы (4 - 10) см время отборы пробы составляет (1-4) сек.
Преимущества предлагаемого устройства отбора пробы заключаются в том, что оно является компактным, обладает высокой надежностью, имеет сравнительно простую схему отбора, что не требует больших затрат времени и трудозатрат на сборку системы и её эксплуатацию.