ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НАЛИВА ЖИДКОСТЕЙ

Измерительная система налива жидкостей.
Полезная модель относится к устройствам налива жидкости в транспортные средства, может использоваться в качестве узла учета в составе установок налива нефтепродуктов в железнодорожные цистерны.
Известен автоматизированный измерительный комплекс налива и слива нефтепродуктов в автомобильные и железнодорожные цистерны по патенту РФ на полезную модель №64196, B67D 5/00, 2007. Комплекс выполнен в виде отдельного одноуровневого модуля, на раме которого установлен блок гидравлический. Блок гидравлический состоит из устройства заземления цистерн, электронасосного агрегата, фильтра-газоотделителя, измерительной камеры, счетчика с датчиком импульсов, блока индикации и управления с электронной юстировкой, клапана с электромагнитным управлением и гидравлическим запором, заправочных консолей. Недостатком является снижение качества наливаемых нефтепродуктов в результате их смешения при последовательном прохождении через измерительный комплекс.
Известен комплекс измерительный по патенту РФ на полезную модель №28682, B67D 5/04, 2003, содержащий стояки наливные, насосные агрегаты, счетчики жидкости, клапаны-отсекатели, фильтры жидкости. Блок гидравлики комплекса оборудован плотномером, термодатчиком, газоотделителем, клапаном-отсекателем плавного регулирования и дренажной системой. Отсутствие системы слива и учета остатков при смене нефтепродукта вызывает его потери, смешение жидкостей при смене продукта снижает качество наливаемых продуктов.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрана измерительная система налива жидкостей из складских резервуаров по патенту РФ на полезную модель №37710, B67D 5/04, 2004. Система содержит последовательно установленные по потоку насос с электродвигателем, фильтр, датчик температуры жидкости, датчик расхода с формирователем импульсов, клапан отсекатель и шаровой кран, персональный компьютер, соединенный с управляющим контроллером, отсчетное устройство количества наливаемой жидкости с панелью индикации. Выходы датчика температуры и формирователя импульсов подключены к соответсвующим входам отсчетного устройства и управляющего контроллера. Система налива дополнительно содержит частотный преобразователь, соединенный с управляющим контроллером, клапаном-отсекателем и электродвигателем насоса. Недостатком является невозможность налива различных типов нефтепродуктов через одну наливную трубу, невозможность прохождения через измерительную систему одновременно двух различных нефтепродуктов.
Технической задачей заявленной полезной модели является расширение функциональных возможностей измерительной системы налива жидкостей.
Технический результат заключается в обеспечении возможности прохождения через измерительную систему различных нефтепродуктов без снижения их качества, без потерь продуктов и времени налива.
Технический результат достигается тем, что в измерительной системе налива жидкостей, содержащей одну или несколько рабочих линий, каждая из которых содержит трубопровод, фильтр-газоотделитель, датчики температуры и давления, датчик расхода, наливной клапан, узел соединения с атмосферой и дренажную линию, состоящую в свою очередь из трубопроводов, насоса откачки, отсечного клапана, датчика наличия жидкости и датчика расхода, одна или несколько рабочих линий посредством кранов с контролем протечек соединяются с одной или несколькими резервными линиями, каждая из которых содержит датчики температуры и давления, датчик расхода и дренажную линию, содержащую насос откачки, отсечной клапан, датчик наличия жидкости и датчик расхода, при этом датчики, краны, клапаны и насосы системы выполнены с возможностью подключения к управляющему контроллеру.
Технический результат обеспечивается за счет того, что система может содержать одну, две, и более рабочих линии, снабженных всем необходимым оборудованием для учета наливаемого продукта, для переключения измерительных линий и их освобождения для приема нового продукта. По рабочим линиям может осуществляться налив различных нефтепродуктов, например, разных типов бензинов или дизельных топлив, в железнодорожные цистерны. Каждая из рабочих линий соединена посредством кранов, снабженных механизмом контроля протечки, с резервной линией. Две рабочие линии могут быть соединены с одной общей резервной линией, или каждая рабочая линия может иметь резервную линию, или одной рабочей линии могут соответствовать несколько резервных линий. Резервные линии позволяют производить учет и налив продукта в железнодорожную цистерну при выходе из строя рабочей линии. Рабочие линии соединены с резервной линией посредством кранов, снабженных механизмом контроля протечки. Данный механизм позволяет исключить протечку жидкости через кран в его закрытом состоянии, что позволяет исключить неучтенный нефтепродукт и снизить потери. Рабочие линии соединены трубопроводами с резервными линиями таким образом, что бы обеспечить возможность переключения налива с рабочей на резервную линию при неисправности рабочей и при сохранении полной функциональности измерительной системы. Переключение осуществляется при помощи кранов с автоматическим управлением, снабженных механизмом контроля протечки. Каждая рабочая и резервная линия снабжены датчиками расхода жидкости и наливными клапанами, позволяющими регулировать производительность налива в зависимости от режима и стадии налива. Датчики системы, краны и иное оборудование выполнены с возможностью подключения к управляющему контроллеру, например, через клеммные коробки. В качестве управляющего контроллера могут использоваться специализированные или универсальные микропроцессорные программно-логические контроллеры, в которых реализуются алгоритмы налива и смены продукта измерительной системы. Для визуализации и управления процессом измерения и управления используются промышленные компьютеры с установленной SCADA - системой и специализированным программным обеспечением человеко-машинного интерфейса. Управляющий контроллер и промышленный компьютер с установленным программным обеспечением образуют Автоматизированную систему налива АСУН, которая может быть реализована на различных программно-технических средствах.
На выходе рабочих линий установлены наливные клапаны, служащие для регулирования производительности налива и его отсечки при достижении заданной дозы. Между датчиком расхода жидкости и наливным клапаном на каждой рабочей линии установлен узел соединения с атмосферой. Данный узел позволяет предотвратить образование вакуума в трубопроводе и быстро освободить трубопровод после окончания налива или при смене нефтепродукта. Наливные клапаны, фильтры-газоотделители и узлы соединения с атмосферой так же могут устанавливаться на резервную измерительную линию, обеспечивая полное резервирование системы налива. Смешение нефтепродуктов при переходе с налива одного продукта на другой вызывает ухудшение их качества. Для предотвращения смешения каждая рабочая линия соединена со своей дренажной линией. Дренажные линии так же соединены между собой при помощи кранов, за счет чего имеется возможность переключения дренажных линий с одной на другую с полным сохранением их функциональности. Каждая дренажная линия включает в себя центробежный насос для дренажа, переключающую арматуру и датчик расхода. Дренаж осуществляется в ту же емкость, куда производится основной налив. Учет дренируемого продукта осуществляется по датчику расхода. Для повышения надежности работы дренажных линий дренажные линии, соответствующие рабочим линиям, могут быть соединены с общей резервной дренажной линией. Выполнение приборов и оборудования рабочих, резервных, дренажных и резервных дренажных линий с возможностью связи с управляющим контроллером позволяет отслеживать весь процесс налива на участке измерительной системы и передавать управляющие сигналы на оборудование. Это помогает избежать смешения разнородных продуктов в трубопроводе, предотвратить потери продуктов и сократить время налива.
На фиг. представлена гидравлическая схема измерительной системы налива жидкостей с двумя рабочими и одной резервной линией.
Измерительная система налива жидкостей состоит из рабочей линии 1, рабочей линии 2, резервной линии 3, общей для рабочих линий 1 и 2, дренажной линии 4, соответствующей рабочей линии 1, дренажной линии 5, соответствующей рабочей линии 2, дренажной линии 6. Каждая рабочая линия содержит фильтр-газоотделитель 7, шаровой кран с ручным управлением 8, датчик расхода жидкости 9, датчики температуры 11, датчики давления 12, узел соединения с атмосферой 13, состоящий из воздушного и обратного клапанов и крана с пневмоприводом, наливной клапан 14. На трубопроводах, связывающих рабочие линии 1, 2 с резервной линией 3 установлены шаровые краны 15 с механизмом контроля протечки. Резервная линия 3 содержит датчики температуры 11 и датчики давления 12, датчик расхода жидкости 9. Каждая дренажная линия содержит отсечной клапан 16, насос откачки 17, датчик расхода жидкости 18, датчики наличия жидкости 19. Для переключения с одних линий на другие служат отсечные клапаны 20.
Измерительная система налива жидкостей работает следующим образом.
Входные трубопроводы измерительной системы налива жидкости с помощью шарового крана подключают к коллекторам с выбранными автобензинами или дизельными топливами. По рабочим линиям 1, 2 возможен налив как одинаковых нефтепродуктов, так и различных. Со входа рабочей линии измерительной системы нефтепродукт поступает в фильтр-газоотделитель 7, в котором проходит фильтрация нефтепродукта и отделение возможных воздушных пробок. Далее нефтепродукт через шаровой кран с ручным управлением 8 проходит через датчик расхода жидкости 9, осуществляющий непрерывное измерение количества прошедшего через него нефтепродукта. Перед и после датчика расхода жидкости 9 установлены датчики температуры 11 и датчики давления 12, предназначенные для контроля измерения данных. Вся информация об измерениях, которым подвергается нефтепродукт, поступает на управляющий контроллер, связанный с АСУН. Далее через шаровой кран с пневматическим приводом и наливной клапан 14 учтенный нефтепродукт поступает на выход измерительной системы. Наливной клапан 14 предназначен для регулирования производительности налива в зависимости от режима и стадии налива, которые определяются по показаниям датчика расхода жидкости 9. Налив в начальной стадии ведут со скоростью 1 м/с до заполнения 6% объема цистерны, после чего система автоматически переводит налив в режим номинальной производительности, определяемой диаметром трубопроводов измерительной линии и свойствами продукта (по условиям безопасности). В конечной стадии производительность налива плавно снижается для безударной и точной отсечки налива. Наливной клапан 14 также имеет функцию быстрого закрытия по показателям безопасности. Для предотвращения вакуума в трубопроводах после окончания налива и при смене нефтепродуктов полость трубопровода соединяют с атмосферой посредством клапанов узла соединения с атмосферой 13. Рабочие измерительные линии 1, 2 являются основными, через них осуществляют отгрузку нефтепродуктов в железнодорожные цистерны. Резервная линия 3 позволяет производить отгрузку в цистерну при выходе из строя одной из основных линий 1 или 2. Для этого в измерительной системе предусмотрена соответствующая арматура и программное обеспечение. Переключение производят с помощью шаровых кранов 15, в конструкции которых предусмотрен механизм контроля протечки. Информация о наливе с приборов и оборудования через управляющий контроллер поступает в АСУН, где происходит ее обработка, после чего выдаются управляющие сигналы на оборудование измерительной системы. Для исключения смешения при смене одного продукта на другой предусмотрены дренажные линии 4 и 5 для основных рабочих линий 1 и 2. Первоначальный продукт, подлежащий замене, откачивают в ту же цистерну, в которую осуществляли налив. Окончание дренирования определяют по датчику наличия жидкости, устанавливаемому перед насосом откачки 17. Количество наливаемой жидкости, проходящей через основной датчик расхода жидкости 9, перед сменой продукта задают меньше номинального на величину нефтепродукта, содержащегося в дренажной линии. Дренажные линии 4 и 5 могут быть соединены с общей резервной дренажной линией 6, это позволяет без задержки произвести откачку нефтепродукта при выходе из строя одной из основных дренажных линий.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет обеспечить прохождение через измерительную систему различных нефтепродуктов без снижения их качества, без потерь продуктов и времени налива.