УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
DEVICE FOR LIQUID LEVEL CONTROL

Изобретение относится к автоматическим системам регулирования и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, в установках подготовки и переработки нефти и газа.
Известно устройство для регулирования уровня жидкости, содержащее технологическую емкость, коллектор для подачи газожидкостной смеси, трубы для удаления газа и жидкости, буйковый уровнемер с пневмопреобразователем, пневматическое статическое регулирующее устройство, выходной сигнал которого подается на пневматическое исполнительное устройство и одновременно на вторичный измерительный прибор, в который встроен задатчик (Исакович Р.Я., Попадько В.Е. Контроль и автоматизация добычи нефти и газа. М.: Недра, 1985, с.100. Рис.8.2.).
К устройствам, в которых используется пневматическая система регулирования, предъявляются повышенные требования и при его настройке с целью исключения времени запаздывания между изменением уровня и управлением исполнительным механизмом. Для обеспечения работоспособности буйкового уровнемера в условиях пониженных температур необходимо применять средства его обогрева, что связано с увеличением затрат. Использование пневматических вторичных приборов требует специальной подготовки воздуха сжатия компрессором по содержанию влаги и паров масла. Несоблюдение указанных требований приводит к преждевременному износу пневматической системы регулирования и снижению надежности работы устройства.
Известно устройство для регулирования уровня жидкости (RU №2053537 С от 21.07.1992, 6 G05D 9/04), включающее сепарационную емкость с помещенным в ней поплавком, коллектор для подачи газожидкостной смеси, трубы для удаления газа и жидкости и исполнительный механизм. Устройство снабжено воздушными емкостями, разделенными заслонкой, соединенной посредством тяг с поплавком, при этом вход одной из воздушных емкостей связан посредством импульсных трубок и дросселя с компрессором, а выход - с исполнительным механизмом, причем другая емкость соединена посредством регулируемого дросселя с атмосферой. Недостатком известного устройства является наличие механической системы для регулирования уровня жидкости.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение по патенту US 5254292 A, B01F 3/04, 19.10.1993, из которого известно устройство для регулирования уровня жидкости, содержащее сепарационную емкость, коллектор входа газожидкостной смеси, газовую трубу, жидкостную трубу, выходной коллектор.
Недостатком устройства по патенту US 5254292 А является наличие внутри сепарационной емкости перфорированных труб, секций, перегородок, отсеков, что усложняет его конструкцию.
Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик, надежности, герметичности и упрощение конструкции устройства для регулирования уровня жидкости.
Задача по устройству для регулирования уровня жидкости, содержащему сепарационную емкость, коллектор входа газожидкостной смеси, газовую трубу, жидкостную трубу, выходной коллектор, решается согласно изобретению тем, что соединения жидкостной трубы, газовой трубы и выходного коллектора образуют комплекс из одного прямого сифона и двух оппозитных сифонов, причем жидкостная труба соединена с выходным коллектором при помощи прямого сифона и оппозитного сифона, имеющих общее колено, а газовая труба соединена с выходным коллектором при помощи второго оппозитного сифона, образованного коленом газового трубопровода и коленом жидкостного трубопровода, соединенным с выходным коллектором.
Сущность изобретения поясняется на чертеже, где показана общая схема устройства.
Устройство для регулирования уровня жидкости содержит сепарационную емкость 1, коллектор входа 2 газожидкостной смеси, газовую трубу 3, жидкостную трубу 4 и выходной коллектор 5. Соединения жидкостной трубы 4, газовой трубы 3 и выходного коллектора 5 образуют комплекс 6 из одного прямого сифона 7 и двух оппозитных сифонов 8 и 9, причем жидкостная труба 4 соединена с выходным коллектором 5 при помощи прямого сифона 7 и оппозитного сифона 9, имеющих общее колено 10. Колено 11 принадлежит жидкостной трубе 4. Газовая труба 3 соединена с выходным коллектором 5 при помощи оппозитного сифона 8, образованного коленом 12 газовой трубы 3 и коленом 11 жидкостной трубы 4, соединенным с выходным коллектором 5.
Устройство для регулирования уровня жидкости работает следующим образом.
Газожидкостную смесь подают в сепарационную емкость 1 по коллектору входа 2, где происходит разделение жидкости и газа. В момент заполнения сепарационной емкости 1 уровень жидкости поднимается.
Газ из сепарационной емкости 1 поступает в выходной коллектор 5 через колена 12 и 11. Колено 12 принадлежит газовой трубе 3, а колено 11 - жидкостной трубе 4. Газовая труба 3 через колено 12 соединена с жидкостной трубой 4 через колено 10. Колена 11 и 12 образуют оппозитный сифон 8. Колена 11 и 12 соединяют газовую трубу 3 и выходной коллектор 5. Когда уровень жидкости в сепарационной емкости 1 превысит высоту прямого сифона 7, жидкость из сепарационной емкости 1 поступает в выходной коллектор 5 через прямой сифон 7 и колена 10 и 11. Колено 10 является коленом только жидкостной трубы 4. Колена 10 и 11 образует оппозитный сифон 9.
Таким образом, жидкостной труба 4 соединена с выходным коллектором 5 при помощи двух сифонов: прямого 7 и оппозитного 9, имеющих общее колено 10. При этом колено 12 газовой трубы 3 соединено с жидкостной трубой 4 таким образом, что при поступлении жидкости в выходной коллектор 5 поток жидкости перекрывает колено 12 и газовую трубу 3 от выходного коллектора 5.
Газожидкостная смесь, продолжая поступать в сепарационную емкость 1, создает в ней избыточное давление, при котором уровень жидкости понижается и газ проходит через колена 11 и 12 оппозитных сифонов 8 и 9 в выходной коллектор 5, создавая возможность накапливаться жидкости вновь в сепарационной емкости 1.
Соединение сепарационной емкости 1 с выходным коллектором 5 посредством комплекса 6 из одного прямого и двух оппозитных сифонов создает простую и надежную систему регулирования уровня жидкости.
Использование изобретения позволит повысить эксплуатационные характеристики, надежность, герметичность устройства для регулирования уровня жидкости и упростить его конструкцию.
Несложность конструкции устройства, простота и надежность схемы без использования механических систем управления обеспечит изобретению широкое применение.