Газификационная установка

Союз СоеетскыкСоцыалмстмческмРеспубпмк ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 687309(6 ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 17.01,77 (2) 2443429/23-26 (5 )Щ, Кл,Р 17 С 7/02б 05 Э 27/00 с присоединением заявки Е Гвсудврстввве 9 ввмвтет СССР ве двлам взебрвтвай в втврктвв(23) Приоритет -Опубликовано 25,09,79. Бюллетень Ю 35 (53) УДК 66.012-52 (088.8) Дата опубликования описания 27,09.79(72) Авторы изобретения Г. С. Виницкий и А. М. Бойко Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения(54) ГАЗИфИКАЫИОННАЯ УСТАНОВКА Изобретение относится к газификационным установкам для хранения и переключения под давлением веществ в жидкойфазе с последующей их газификацией, например криогенных веществ,Известна газификационная установка,содержащая резервуар для хранения сжиженного газа, линию, соединяющую нижнюю и верхнюю части резервуара, с находяшимися на ней вентилем и испарителем,10датчик давления, линию отбора жидкости,исполнительный механизм позиционногодействия на линии подачи жидкости потребителю и два входных триггера 1.Однако такая газификационная установ 15ка может использоваться только как сосуд-хранилище сжиженных газов и не Обеспечивает бесперебойной выдачи продуктапотребителю.Известна гаэификационная установка,содержащая резервуар для хранения сжиженного газа, линию, соединяющую нижнюю и верхнюю части резервуара, с находящимися на ней вентилем и испарителем сжиженного газа, а также линию сброса давления из резервуара с установленными на ней датчиком давления и вентилем 2,Такую установку нельзя применять для получения высоких давлений, Резервуар в ней связан линией отбора жидкости непосредственно с основным испарителем. Перед заправкой из резервуара сбрасывают давление, при этом остаток жидкости в ней закипает; потеря испаряющегося про,Ъ дукта при давлении в резервуаре 2 Мн/мй(20 кгс/см ) превышает 10% и увеличивается с ростом давленияНаиболее близка к предлагаемому изобретению газификационная установка, содержащая резервуар для хранения сжиженного газа, линию, соединяющую нижнюю а верхнюю части резервуара, с находящимися на ней первым вентилем и испарителем сжиженного газа, линию сброса давления с установленными на ней датчиком давления и вторым вентилем, насос, линию отбора жидкости и линию отвода утечек,соединяющую насос с верхней частью резер687309 3вуара, нижняя часть которого связана линией отбора жидкости с насосом 3).Недостатками такой газификвционной установки являются необходимость периодического прекращения переквчивания жид-кости из-аа того, что насос сжиженного газа со всасывающим клапаном не может работать без предварительной подготовки из-эа закипания жидкости в цилиндре, в также большие потери продукта. Насос 10 может перекачивать только переохлвжденную жидкость относительно темнервтуры кипения при данном давлении. До начала работы насоса жидкость в установке, квк правило, хранится при атмосферном давлении, и кипит вследствие наличия тепло- притока через изоляцию. Перед началом работы поднимают давление в резервуаре; при этом жидкость может закипать только при температуре более высокой, чем первоначальная. Вследствие огрвчиченности теплопритоков через теплоизоляцию некоторое время масса жидкости сохраняет температуру, соответствующую точке25 кипения при атмосферном давлении, то есчь оказывается переохлажденной. Однако с течением времени жидкость в резервуаре нагревается (вследствие теплопритока) и при проходе через всасывающий клапан начинается кипение жидкости внасосе, приводяшее к отказу в работе. При атом останаг,пинают насос, поднимают давление в резерву;" ц затем вновь включают насос, Такое пр ращение работы уста 35 новки происходит доьжьно часто и Вызы вает необходимость дополнительного обслуживания персонала.Когда жидкость в резервуаре нагреется до такой температуры, что насос может отказать при максимальном для данного сосуда давлении, в резервуаре счижают давление до атмосферного (предварительно отключив насос), Жидкость при этом начинает интенсивно кипеть. Образующиеся пары отбирают от масси жидкости тепло и температура понижается до величивь:, соответствующей кипению при атмосферном давлении. Так как про:.сс понижения температуры сопровождается существенной потерей продукта, необходимо принимать меры, чтобы сброс давления осуществлялся как можно реже, т,е, давление в резервуаре поднималось бы до своего максимального значения как можно медленнее. Величина, нв которую нужно поднять давление в установке при отказе насоса, точно неизвестна. Поэтому величины повышения давлений каждый рвз доволно ве 4лики и не являются минимально необходимыми. В результате давление в резервуаре быстрее достигает своего максималь ного значения, цвше происходит сброс давления, чем это необходимо. Поэтому велики потери продукта.Бель изобретения - достижение бесперебойной работы гвзификационной установки и уменьщение потерь продукта путем аг.томатического обеспечения необходимой степени переохлаждения жидкости перед насосом.Это достигается тем, что газификационнвя установка снабжена блоком управления и регулятором соотношения температур, датчиками температур на линиях отбора жидкости и отвода утечек и задавшим устройством, причем выходы датчиков температур и задающего устройства соединены с входом регулятора соотношения температур, выход которого связан с первым входом блока управления, второй вход блока управления соединен с выходом датчика давления, а выходы блока управления - с первым и вторым вентилями и насосом На чертеже дана принципиальная схема газификационной усапови.Газификвционная установка содержит резервуар 1 для хранения сжиженного газа, связанный линией 2 отбора жидкости из нижней гочки резервуара 1 со всасывающим клапаном насоса 3. Объем насоса 3, ограниченный стенками цилиндра, поршнем и сальником, связан линией 4 отвода утечек с верхней частью резервуара 1. Нв линиях 2 и 4 установлены дат чики 5 и 6 температуры, связанные с регулятором 7 соотношения температур, в свою очередь, связанным с задающим устройством 8. Нижняя и верхняя части резервуара соединены между собой линией 9, на которой находятся первый вентиль 10 и испаритель 11 сжиженного газа, Верхняя часть резервуара сообщена с атмосферой с помощью линии 12 сброса давления, на которой находятся второй вентиль 13 и датчик 14 давления, представляющий собой манометр с электрическим выходом. Датчик 14 давления и ре-гулятор 7 соотношения температур связаны с блоком 15 управления, имеющим в своем составе кнопки управления, реле времени, магнитный пускатель для управления насосом и несколько промежуточных реле, осушествляюших функции управления работой исполнительных устройств уста6873 Газификационная установка, содержашая резервуар для хранения сжиженного газа, линию, соединяющую нижнюю и верхнюю части резервуара, с находяшимися на ней первым вентилем и испврителем сжиженного газа, линию сброса давления с установленными на ней датчиком давления и вторым вентилем, насос, линию отбора жидкости и линию отвода утечек,соединяюшую насос с верхней частью резервуара, нижняя часть которого связана линией отбора жидкости с насосом, о тл и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью достижения бесперебойной работы гиэификационной установки и уменьшения потерь продукта путем автоматического обеспе 5новки. Блок 15 управления связан также с насосом 3 и вентилями 10 и 13.Газификационная установка работает следующим образом.При нажатии кнопки "Пуск" установки5 мкрывается второй вентиль 13 и откры вается первый вентиль 10. При этом часть жидкости поступает по линии 9 в испвритель 11, где испаряется, Образуюшиеся пары поступают в обьем над жид костью резервуара 1В результате в резервуаре 1 начинает расти давление, Так как при этом температура жидкости не успевает измениться, кипение в резервуаре1 прекрашвется, При достижении заданно го давления датчик 14 давления посылает сигнал в блок 15 управления, который подает команду на включение насоса 3 и эа крытие первого вентиля 10, При работе ,насоса 3 в линии 2 отбора жидкости тем- Ю пература ниже точки кипения. Часть жидкости просачивается через уплотнение поршня насоса 3, нагревается и начинает кипеть. Пара-жидкостная смесь утечек уплотнения поршня по трубопроводу линии 4 возврашается в резервуар 1, Давление в линии 4 равно давлению в резервуаре 1, а жидкость утечек кипит. Следовательно, температура в линии 4, измеряемая датчиком 6 температуры, равна температуре на поверхности раздела жидкой и паровой фаз в резервуаре 1. Электрические сигналы, пропорциональные температурам, измеряемым нв линии 2 отбора жидкости ,из резервуара 1 и на линии 4 отвода утечек З 5 датчиками 5 и 6 температур, поступают на регулятор 7 соотношения температур, Необходимые величины соотношений температур задают устройством 8. Вследствие40 теплопритока в резервуаре 1 температура жидкости растет и, когда соотношение температур, измеряемых в линии 2 отбора жидкости и на линии 4 отвода утечек станет меньше заданной минимальной ве 45 личины, регулятор 7 через блок 15 управления подает команду на открытие первого вентиля 10. Часть жидкости поступает в испаритель 11, испаряется там, итем самым, поднимает давление в резервуар 1 до тех пор, пока соотношение температур, измеряемых датчиками 5 и 6 температур, не станет равным заданной максимальной величине. После этого регулятор 7 подает команду, и первый вентиль 10 закрывается.В связи с тем, что в течение всего периода работы насоса необходимо повышать давление в резервуаре 1 (так как 096температура жидкости иэ-.за теплопритоков растет), оно может достичь максимальной для данного сосуда величины.Приэтом датчик 14 давления через блок 15управления подает команду на остановкунасоса 3, открытие второго вентиля 13и закрытие первого вентиля 10. В результате, пары по линии 12 уходят в атмосферу, и давление в резервуаре 1 понижается. Так как температура жидкости в резервуаре 1 выше, чем температура кипения ее при атмосферном давлении, жидкостьначинает кипеть. С выдержкой времени,достаточной для охлаждения жидкости(вследствие испарения части ее ), блок 15управления подает команду нв вентили 10и 13, в результате второй вентиль 13 эакпявается и открывается первый вентиль 10.Сном испаряется часть жидкости в испарителе 11, и растет давление в резервуаре 1.При достижении заданного давления датчик 14 давления через блок 15 управления подает команду на включение насоса3 и закрытие первого вентиля 10.Цикл повторяется до тех пор, пока насос не будет остановлен вручную,Предлагаемое изобретение позволяетподдержимть нормальную работу насосасжиженного газа путем периодического повышения давления в резервуаре и осуитествлять повышение давления каждый раз настрого определенную величину, В результате чего давление иэ резервуара мОжносбрасывать значительно реже, Это обеспечивает работу установки в автоматическом режиме, избавляет от необходимостипостоянного контроля эа ее работой иуменьшает потери продукта. формула изобретения687309 чения необходимой степени переохлаждения жидкости перед насосомона снабжена блоком управления и регулятором соотношения температур датчиками температур на линиях отбора жидки и отвода утечек и задающим устройством, причем выходы датчиков температур и задавшего устройства соединены с вхо-дом регулятора соотношения температур, выход которого связан с первым входом блока управления, второй вход блока управления соединен с "выходом дат чика давления, а выходы блока управле 1 ия - с первым и вторым вентилями инасосом. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 397711, кл, Р 17 С 7/02, 1970,2, Разделение воздуха методом глубокого охлаждения, - Под ред. В. И. Епи 10,фановой. - ММашиностроение, 1973,с, 442-44,3. Каталог оборудования завода Автогенмаш. - Одесса, 1968 (прототип). Составитель Э. Скляр Л. Гребенникова Техред Э, Чужнк орректор В. Син Заказ б 09/37 Тираж 619 Подпи,ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 сное илиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4