ИЗМЕРИТЕЛЬ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УДАРОВ

Полезная модель к вспомогательному оборудованию для трубопроводных сетей, а именно к системе исследования гидравлических ударов в напорных трубопроводах, транспортирующих жидкости.
Известен стенд для исследования нестационарных процессов в трубопроводе при транспортировке нефти или нефтепродуктов (см. патент RU 179754 U1, опубликовано: 23.05.2018, бюл. №15)., включающий в себя трубную обвязку, содержащую измерительный участок из полимерного материала, на выходе которого установлен регулятор расхода и регулирующий клапан, приемно-расходную емкость для модельной жидкости, насос с частотно-регулируемым приводом, два расходомера, установленные на входе и выходе измерительного участка, датчики давления, размещенные на входе, выходе и по длине измерительного участка, при этом измерительный участок содержит по меньшей мере один участок моделирования утечки, на котором последовательно установлены расходомер, датчик давления, регулятор расхода, регулирующий клапан и трехходовой кран.
3
Имеющий вариант развития событий, когда расходомеры, установленные на измерительном участке, выполнены с возможностью измерения в диапазоне от 0,8 до 26 м/ч.
Имеющий вариант развития событий, когда расходомеры, установленные на участках моделирования утечек, выполнены с возможностью измерения в диапазоне от 0,08 до 4,1 кг/мин.
Имеющий вариант развития событий, когда приемно-расходная емкость выполнена из коррозионностойкой стали.
Имеющий вариант развития событий, когда приемно-расходная емкость снабжена дыхательным клапаном, датчиками и сигнализацией аварийных уровней модельных жидкостей.
Имеющий вариант развития событий, когда датчики давления выполнены с функцией индикации и имеют диапазон измерений от 0 до 4,0 МПа.
Имеющий вариант развития событий, когда измерительный участок представляет собой трубопровод диаметром не более 0,03 м и длиной 1000 м.
Имеющий вариант развития событий, когда в качестве регулирующего клапана используют электромагнитный клапан.
Однако данное устройство имеет недостатки, заключающиеся:
- в невозможности проведения исследований на реальных объектах;
- в возможности проведения испытаний только на трубопроводах диаметром до 0,03 м;
- в невозможности записи результатов измерений на электронный носитель информации, для дальнейшей обработки данных и работы с ними.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является «Система контроля подачи воды» (см. патент RU 81817 U1, опубликовано: 27.03.2009, бюл. №9), содержащая расходомер-счетчик ультразвуковой портативный, снабженный накладными ВЧ-датчиками, датчики давлений для всасывающей и напорной линий насоса и клещи токовые. Введены контроллер-архиватор данных, с которым связаны измерительные приборы остальных элементов, многофункциональный анализатор параметров электрических сетей, толщиномер ультразвуковой, а клещи токовые выполнены токоизмерительными с выполнением функции датчика тока и с многофункциональным анализатором параметров электрических сетей, при этом все перечисленные элементы и их измерительные приборы размещены в ударопрочном влагозащищенном портативном чемодане, имеющем схему как автономного электропитания, так и электропитания от внешних источников.
Для данной установки характерны ограниченные функциональные возможности, поскольку ее применение не позволяет исследовать нестационарные процессы на насосных станциях в зависимости от режима пуска насоса и при наличии обратного клапана, так как измерение изменения давления после насоса осуществляется только в одной точке, а при наличии обратного клапана важно знать давление до и после него. Поэтому, отсутствие информации о величине и динамике изменения давления в этих точках не позволяет обосновать оптимальный режим пуска и остановки насоса, который позволит избежать чрезмерного гидравлического удара.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей известного устройства.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что измеритель гидравлических ударов, содержащее два датчика давления, напорную линию насоса, контроллер-архиватор данных, портативный компьютер, согласно полезной модели, дополнительно снабжено:
насосом с регулируемым приводом, обратным клапаном и трубопроводом, которые соединены последовательно:
двумя отводными патрубками;
каналами связи;
при этом:
насос с регулируемым приводом, напорная линия насоса, обратный клапан и трубопровод соединены последовательно,
вход контроллера-архиватора данных при помощи каналов связи соединен с выходами датчиков давления, вход портативного компьютера при помощи канала связи соединен с выходом контроллера-архиватора данных,
первый отводной патрубок соединен с напорной линии насоса, а второй с трубопроводом,
датчики давления соединены с отводными патрубками.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого «Измерителя гидравлических ударов», на фиг. 2 представлены примеры графиков изменения давления в напорной линии насоса во время возникновения гидроудара в период плавной остановки.
Измеритель гидравлических ударов содержит:
насос с регулируемым приводом 1, напорную линию насоса 2, обратный клапан 3, трубопровод 4, первый отводной патрубок 5, второй отводной патрубок 6, датчики давления 7, 8, контроллер-архиватор данных 9, портативный компьютер 10, каналы связи 11, 12, 13.
При этом:
- насос с регулируемым приводом 1, напорная линия насоса 2, обратный клапан 3 и трубопровод 4 соединены последовательно;
- вход контроллера-архиватора данных 9 при помощи канала связи 11 соединен с выходом датчика давления 7, а при помощи канала связи 12 соединен с выходом датчика давления 8, вход портативного компьютера 10 при помощи канала связи 13 соединен с выходом контроллер-архиватор данных 9,
- первый отводной патрубок 5 соединен с напорной линией насоса 2, а второй отводной патрубок 6 соединен с трубопроводом 4;
- датчик давления 7 соединен с первым отводным патрубком 5,
- датчик давления 8 соединен со вторым отводным патрубком 6.
Измеритель гидравлических ударов работает следующим образом.
При включении насоса с регулируемым приводом 1 жидкость подается по напорной линии насоса 2, проходит через обратный клапан 3, проходит по трубопроводу 4. При этом, жидкость проходит в первый отводной патрубок 5, воздействуя на датчик давления 7. Информация, полученная датчиком давления 7, передается на контроллер-архиватор данных 9 посредством канала связи 11. Также жидкость проходит во второй отводной патрубок 6, воздействуя на датчик давления 8. Информация, полученная датчиком давления 8, передается на контроллер-архиватор данных 9 посредством канала связи 12. По мере накопления информация передается от контроллера-архиватора данных 9 на портативный компьютер 10 посредством канала связи 13, причем данные, считанные из контроллера-архиватора данных 9, преобразуются и сохраняются в памяти портативного компьютера 10.
В качестве примера реализации на фиг. 2 показана динамика изменения давления в напорной линии насоса 2 в зависимости от временного промежутка  плавной остановки насоса. В частности, на фиг. 2 линией 14 обозначена динамика изменения давления при  линией 15 - тоже, при  линией 16 - тоже, при  линией 17 - тоже, при
Из экспериментального графика на фиг. 2 видно, что при увеличении временного промежутка  плавной остановки насоса очевидна закономерность одновременного снижения давления, возникающего при гидравлическом ударе, и увеличения времени (в измерительных интервалах времени на фиг. 2), после которого он происходит. Например, при остановке насоса с  давление, возникающее при гидравлическом ударе, в 6 раз больше статического давления, а при  в 2 раза. Выявленная закономерность позволяет определить требуемый временной промежуток  плавной остановки насоса, при котором величина гидравлического удара не будет превышать его критического значения.
Преимущества предложенного измерителя гидравлических ударов заключаются в том, что появляется возможность исследования нестационарных процессов на насосных станциях в зависимости от режима пуска насоса и при наличии обратного клапана, благодаря возможности производить изменения давления, возникающего во время гидравлического удара, на участке от насоса до обратного клапана и после обратного клапана.
Таким образом, заявляемый измеритель гидравлических ударов обеспечивает достижение требуемого технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей.