Метод за регулиране на уплътнението на буталото на тръбни бутални агрегати за криогенни течности - патент
Употреба: при монтаж и периодични проверки на готовността на тръбни бутални агрегати (TPU), предимно криогенни, с електрическо бутално задвижване и устройство за регулиране на уплътнението на буталото. Същност на изобретението: метод за регулиране на уплътняването на буталото на тръбни бутални инсталации за криогенни течности се състои в последователна промяна на междината между уплътнението и уплътнителната повърхност на тръбата, като регулирането на уплътнението на буталото се извършва първо върху контролен флуид, чийто вискозитет при нормална температура е равен на вискозитета на работния флуид, докато за всяка стойност на уплътнение, съответната стойност на консумацията на енергия от пик се определя тона задвижване. Оптималната стойност на уплътняване се определя от най-малката стойност на консумацията на енергия от задвижването на буталото при липса на изтичане и след това окончателното регулиране на уплътнението се извършва върху работната течност, докато стойността на консумацията на мощност от задвижването на буталото достигне най-малката стойност, получена по време на регулиране на управляващата течност.
Изобретението може да се използва при монтаж и периодични проверки на готовността на тръбни бутални агрегати (TPU), предимно криогенни, с електрическо бутално задвижване и устройство за регулиране на уплътнението на буталото.
Известен е метод за регулиране на изтичането на работната среда през уплътнителния възел на тръбни бутални инсталации, което е основният източник на грешка при възпроизвеждането на потока, включващо пълното елиминиране на изтичането и следователно контрол на неговата величина. Известният метод е реализиран в устройство за проверка на разходомери и броячи с честотен изход [1] чрез поддържане на нулев спад на налягането на средата съгласнодвете страни на TPU буталото. Извършваните в този случай операции обаче са технически сложни и освен това изискват скъпо оборудване.
Най-близо до предложения метод е регулирането на уплътнението на буталото TPU за криогенни течности, според което пролуката между уплътнението и вътрешната повърхност на тръбата се променя последователно, измерва се количеството на изтичане на течност през пролуката и се определя оптималното уплътнение [2] По този начин скоростта на движение на буталото в тръбата, например от неговата крайна горна позиция до крайната му долна позиция, характеризира количеството на изтичане. Чрез промяна на междината (чрез преместване на дистанционната втулка под уплътнението по оста на буталото) се постига минимално възможно изтичане. Последният при определяне на дебита се взема предвид като изменение, въведено с условен коефициент, чиято стойност (0,1) е по-малка от единица, тъй като изтичането се определя при налягане в тръбата, което надвишава работното налягане.
Недостатъкът на този метод е ненадеждността на получената стойност на теча. Това се дължи на редица причини. Първо, откриването на течове се извършва в квазистатичен режим, само отдалечено наподобяващ работния режим, характеризиращ се например с различна динамика на течове и различно съотношение на фазите на криогенната среда, което определя условията на теч по решаващ начин. Определянето на теча в режим на работа на ТПУ среща големи технически трудности. Второ, получената стойност на изтичане се приема като изменение наусловен дял (0,1) без никакви изчисления, което поставя под съмнение неговата надеждност. Методът не позволява да се увеличи точността на генериране на дебита на криогенната среда, тъй като действителната стойност на нейното изтичане при условията на работа на TPU остава неизвестна, т.е. уплътнението на буталото след регулиране остава неоптимално по отношение на функциите си.
Техническият резултат от изобретението е да се подобри точността на измерване на количеството изтичане.
Това се постига чрез факта, че при метода за контрол на уплътнението на буталото TPU за криогенни течности, според който междината между уплътнението и уплътнителната повърхност на тръбата се променя последователно, се измерва количеството на изтичане на течност през междината и се определя оптималната стойност на уплътнението, уплътнението на буталото се регулира предварително върху контролната течност, чийто вискозитет при нормална температура е равен на вискозитета на работната течност , за всяка стойност на уплътнение се определя съответното количество консумирана мощност от буталното задвижване и оптималната стойност на уплътнение се определя от най-малката стойност на консумацията на мощност от буталното задвижване при липса на теч, след което окончателното регулиране на уплътнението се извършва върху работния флуид, докато се достигне стойността на консумираната мощност от буталното задвижване на най-малката стойност, получена при регулиране на управляващия флуид.
Същественото в предложения метод е, че става възможно да се прехвърли към всеки работен флуид резултатът от контрола на уплътнението на стойността на мощността, консумирана от буталното задвижване, предварително получена върху флуид, чийто вискозитет е подобен на вискозитета на работния флуид, тъй като именно този параметър при същия спад на налягането през буталото е основният факторопределяне на количеството изтичане. Следователно, същественото в предложения метод е, че ви позволява да избегнете измерването на изтичане на работната течност, което често е "неудобно" за тази процедура в условия на изключително ниски температури. Предложеният метод предоставя специални предимства за потребителя на криогенни течности, чиито преливания не могат да бъдат измерени с висока точност и с висока степен на възпроизводимост на резултатите от измерването, главно поради нестабилността на съотношението на фазите на криогенната среда във времето и пространството (обемът на TPU тръбата).
В TPU, който включва калибрирана тръба (цилиндър) и монтирано в него бутало с различни конструкции с регулируемо предварително натоварване на уплътнението, свързано към задвижване, част от работния цилиндър пред буталото се пълни със заместителна течност, например смес от вода и глицерин, т.е. течност, чийто вискозитет при нормални условия е равен на вискозитета на работната (криогенна) среда; буталната кухина на цилиндъра е свързана чрез клапан към тръбопровода и акумулатора, в него се създава налягане, равно на работното налягане (налягането в системата се контролира от манометър), няколко, например 50 цикъла на възвратно-постъпателни движения на буталото в цилиндъра се извършват при определена скорост, съответстваща на максималния режим на работа, като същевременно се измерва мощността, консумирана от задвижването. В края на теста се отваря клапан в долната част на цилиндъра зад буталото и течността (изтичането) се пропуска през уплътнението на буталото в акумулатора и след това нейната количествена стойност се определя по познат (обемен или тегловен) метод. Освен това, ако има течове през уплътнението, степента на плътност на уплътнението на буталото се увеличава чрез увеличаване на компресията на неговите еластични елементи (пръстени, маншети и др.) Към повърхността на тръбата. Отново се извършват същия брой цикли на движение на буталотоцилиндър със същата скорост. Измерва се мощността, консумирана от задвижването (увеличаването на консумираната мощност се оценява по увеличаването на тока, консумиран от задвижването) и отново се следи наличието или отсъствието на изтичане на течност за смяна през уплътнението на буталото. Въпреки това, при липса на течове, може да се окаже, че буталото е донякъде претоварено, тогава по време на работа на инсталацията ще се наблюдава триене на буталото, което намалява експлоатационния живот на инсталацията и задвижването. Следователно уплътнението се разхлабва и чрез извършване на описаните по-горе операции се определя оптималната мощност, т.е. мощността, консумирана от електрическото задвижване, съответстваща на такова минимално възможно смущение на уплътнението на буталото, при което се наблюдава изтичане на заместваща течност през него. След това заместващата течност се източва от цилиндъра и се пълни с нискотемпературна работна среда. Чрез движение на буталото със същата скорост, както при работа със заместваща течност, напрежението на уплътнението на буталото с работната повърхност на цилиндъра се регулира до достигане на мощността, консумирана от електрическото задвижване, съответстваща на условията на работа на инсталацията на заместваща течност при нормална температура. Изборът на заместваща течност се извършва въз основа на известната стойност на вискозитета на реалната работна среда. За криогенни течности еквивалент по вискозитет при нормални условия могат да бъдат например смеси вода-глицерин в различни съотношения.
Необходимостта от повторение на операциите за регулиране на предварителното натоварване на уплътнението след запълване на инсталационния цилиндър с реална работна среда се обяснява с факта, че при ниски температури геометричните размери на буталото, цилиндъра и другите компоненти на инсталацията намаляват и следователно може да се промени пролуката между буталото и уплътнителната повърхност на цилиндъра. Това се съди по промяната (или неизменността)входна мощност на задвижването на буталото и, ако е необходимо, регулирайте уплътнението на буталото, така че мощността, консумирана от задвижването на буталото при работа с реална работна среда, да е равна на мощността, консумирана оптимално при работа със заместваща течност при нормална температура.
ИСК
МЕТОД ЗА РЕГУЛИРАНЕ НА УПЛЪТНЕНИЕТО НА БУТАЛОТО НА ТРЪБНО-БУТАЛНИ ИНСТАЛАЦИИ ЗА КРИОГЕННИ ТЕЧНОСТИ, според който междината между уплътнението и уплътнителната повърхност на тръбата се променя последователно, измерва се количеството на изтичане на течност през междината и се определя оптималната стойност на уплътнението, характеризиращо се с това, че уплътнението на буталото се регулира първо върху контролна течност, чийто вискозитет при нормална температура е равен на вискозитета на работния флуид, докато за всяка стойност на уплътнението се определя съответното количество консумирана мощност на задвижването на ома на буталото, оптималната стойност на уплътнение се определя от най-малката стойност на консумацията на мощност от буталното задвижване при липса на течове и след това окончателното регулиране на уплътнението се извършва върху работния флуид, докато консумацията на мощност на буталното задвижване достигне най-малката стойност, получена чрез регулиране на управляващата течност.