Пробоотборник

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАОССМ СИ ВСТВЮСоюз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 171079 (21) 2832343/18-24с присоединением заявки Нов(51)м к С 01 И 1/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 230681(54) ПРОБООТБОРНИК ду протекающего по трубопроводупродукта, Максимальная ошибка достигает 50, так как интегрирующеезвено, содержащее сумматор, пульсирующий дроссель и емкость отрабатывают сигнал с измерителя расхода привеличине 0,2 кгс/см и менее,т.е. когда действительное значение расходаравно нулю,Выходной сигнал, поступающий вклапанное устройство с выхода элемента сравнения, отрабатывается нечетко, так как диаметр отверстиясопел у элемента сравнения меньше,чем у трехмембранного реле, а сбросэтого сигнала до нуля дополнительно задерживается регулирующим дросселем, установленным на линии в управляющую камеру элемента сравнения.Кроме того, применение в пробоотборнике пульсирующего дросселя игенератора импульсов, собранного изтрехмембранного реле и регулирующего дросселя, имеющих высокую частоту переключений снижает надежностьработы пробоотборника из-за механического износа (разрыва мембранэтих элементов,Цель изобретения - расширениеобласти применения путем обеспечения Изобретение относится к пробоотборникам и может. быть использованопри отборе проб жидких продуктов,перемещаемых по трубопроводу, например, нефти и нефтепродуктов в нефтеперерабатывающей и нефтехимическойпромышленности.Известен пробоотборник, содержащий клапанное устройство, генераторимпульсов, управляющий работой клапанного устройства,и сборник пробы 1Йедостаток пробоотборника - отсутствие возможности отбора проб в коли-.честве, пропорциональном расходупродукта прошедшего по трубопроводу, согласно ГОСТУ 2517-69.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяпробоотборник, содержащий измерительрасхода среды, клапанное устройство, 20установленное на трубопроводе, сис.тему управления работой клапанногоустройства с применением .элементовуниверсальной системы элементов применения промышленной автоматики 25УСЭППА и сборник пробы, связанныйс клапанным устройством 2,Недостатком этого пробоотборникаявляется то, что он не обеспечиваетотбор проб, пропорционально расхо35 отбора проб, пропорционально расходупротекающей по трубопроводу среды,и повышение надежности пробоотборника.Поставленная цель достигается тем,что в пробоотборнике, содержащемизмеритель расхода среды в трубопроводе, клапан, установленный на трубопроводе и подключенный к сборникупробы, а также систему управления работой клапана, включающую сумматор,пневмоемкости, регулируемые и нерегулируемые дроссели, трехмембранныереле и первый элемент сравнения, система управления работой клапанасодержит одноконтактные клапаны ивторой элемент сравнения , причемвыход измерителя расхода соединенс одной из положительных камер сумматора, а канал постоянного подпорасоединен с одной из отрицательныхкамер сумматора, первый регулируемый дроссель соединен своим входомс выходом сумматора и с другойотрицательной камерой сумматора,первая пневмоемкость соединена своимвходом с выходом первого регулируемого дросселя, плюсовая камера первого элемента сравнения соединенас выходом первой пневмоемкости и сдругой положительной камерой сумматора, сопло первого одноконтактного клапана соединено с выходомпервого пневмоемкости, проточнаякамера первого одноконтактного клапана соединена с атмосферой, одна изуправляющих камер трехмембранногореле соединена с выходом первогоэлемента сравнения, а выход трехмембранного реле соединен с клапаном, выход второго элемента сравнения соединен своим выходом с од,ной из управляющих камер первого 401 одноконтактного клапана, постоянный дроссель соединен своим входомс одной из проточных камер второгоэлемента сравнения, а выходом постоянный дроссель соединен с атмосферой, выход второй пневмоемкостисоединен с плюсовой камерой второгоэлемента сравнения, сопло второгоодноконтактного клапана соединено свходом второй пневмоемкости, а проточная камера второго одноконтактного. клапана соединена с атмосферой,вход второго регулируемого дросселя соединен с выходом трехмембранного реле и с одной из управляющихкамер второго одноконтактного клапана,а выход второго регулируемого дросселя соединен с соплом второго одноконтактного клапана и с входом второй пневмоемкости,На чертеже представлена блоксхема пробоотборника.Пробоотборник состоит из измерителя 1 расхода, сумматора 2, первого регулируемого дросселя 3, первойпневмоемкости 4, первого элемента 5 сравнения, первого оцнокснтактного клапана б, трехмембранного реле 7, клапана 8, второго одноконтактного клапана 9, второго регулируемого дросселя 10, второй пневмоемкости 11, второго элемента 12 сравнения, постоянного дросселя 13, сборника 14 проб.Пробоотборник работает следующим образом.Выходной сигнал измерителя 1 расхода, давление которого пропорционально расходу протекающей по трубопроводу среды, поступает в плюсовую камеру сумматора 2, в минусовую камеру которого поступает из канала постоянного подпора давление задатчика,равное 0,2 кгс/см эавное выходному давлению измерителя расхода, когда значение расхода равно нулю) .При отсутствии расхода измеряемой среды величина выходного сигнала измерителя среды, поступающего в плюсовую камеру сумматора 2,и величина подпора в минусовой камере сумматора 2 равны между собой, следовательно на выходе сумматора 2давление равно нулю и пробоотборник в работу не включается.Таким образом, при отсутствии расхода измеряемой среды, пробоотборник автоматически отключается.При значении расхода измеряемой среды больше нуля, сигнал измерителя 1 расхода, поступающий в положительную камеру сумматора 2,больше 0,2 кгс/см . В результате на вы 2ходе сумматора 2 давление равно разности давлений в камерах сумматора 2, которая интегрируется звеном, состоящим из сумматора 2, регулируемого дросселя 3 и пневмоемкости 4.Интегрирующее звено выполняет операциюР (Р Р)сВ где Р - давление на выходеинтегрирующего звена;Рг - давление в камере Г сумматора;Р - давление в камере В сумматоЬра;Т: -- постоянная времени интегрирования,Постоянная времени интегрирования зависит от значений проводимостипеременного сопротивления, Ч емкости (объем постоянный), газовой постоянной К и абсолютной температуры Я (величина которой принимается постоянной) .Следовательно, постоянная времени интегрирования зависит от значений проводимости устанавливаемой регулируемым дросселем 3, чем больше проводимость, тем меньше постоянная времени интегрирования и наоборот,Выходной сигнал интегрирующего.звена поступает в положительную камеру элемента 5 сравнения, в минусовую камеру которого подается постоянный подпор от задатчика и в соплоодноконтактного клапана б, котороезакрыто под действием постоянногоподпора в камере от задатчика,С увеличением или уменьшениемрасхода, а следовательно, с увеличением или уменьшением выходногосигнала измерителя 1 расхода, выходной сигнал интегрирующего звенаувеличивается или уменьшается, пропорционально расходу измеряемой.среды.При накапливании выходного сигнала интегрирующего звена в камеребольше, чем величина подпора в камере элемента 5 сравнения, сборкаэлемента 5 сравнения перемещаетсявниз, закрывает сопло в камере иоткрывает сопло в камере. Выходной сигнал равный давлению питанияэлемента 5 сравнения, поступает вкамеру трехмембранного реле 7.Сборка трехмембранного реле 7 перемещается вниз, закрывает сопло вкамере и открывает сопло в камере.Выходной сигнал, равный давлениюпитания трехмембранного реле 7,поступает на клапан 8, в камеруодноконтактного клапана 9 и на входрегулируемого дросселя 10. Клапан 8пробоотборника соединяет полостьтрубопровода со сборником 14 пробыи происходит отбор пробы.Сборка одноконтактного клапана 9под действием давления в камере,превышающего величину подпора в камере от задатчика, перемещается внизи закрывает сопло в камере. Черезрегулируемый дроссель 10 в пневмоемкости 11 и соединенной с ней вплюсовой камере элемента 12 сравнения накапливается давление. И черезвремя, обусловленное открытием регулируемого дросселя 10 (это времядолжно быть задано таким, чтобыпроизошел отбор пробы в нужном количестве), давление в плюсовой камереэлемента 12 сравнения превысит давление подпора от задатчика в минусовой камере. Сборка элемента 12сравнения перемещается вниз, закрывает сопло в камере и открывает соплов другой камере, Выходное давление,равное давлению питания с выходаэлемента 12 сравнения, поступаетв камеру одноконтактного клапана б.И так как давление в этой камеребольше, чем давление подпора от задатчика в другой камере одноконтактного клапана б, то его сборка перемещается вверх, открывает сопло впроточной камере, Давление из пневмоемкости 4, плюсовой камеры эле СО Работа пробоотборника возможна при отсутствии измерителя расхода среды в трубопроводе. Для этого достаточно подать давление сжатого воздуха в положительную камеру Г сумматора 2 величиной в пределах 0,3- 1 кгс/см мента 5 сравнения и плюсовой камерысумматора 2 мгновенно сбрасываетсяв атмосферу через открытое сопло впроточной камере одноконтактногоклапана 6. В результате, на выходеинтегрирующего звена и в плюсовойкамере элемента 5 сравнения давлениеравно нулю. Под действием подпорав камере элемента 5 сравнения егосборка перемещается вверх, закрывает питающее сопло и открываетсопло в другой камере, связанное сатмосферой.В результате, в камере трехмембранного реле 7 давление падает донуля. Сборка трехмембранного реле 15 7 под давлением пружины перемещаетсявверх, закрывает питающее сопло вдругой камере и открывает сопло вдругой камере Г, соединив свой выход с атмосферой, Давление на вы ходе трехмембранного реле 7 падаетдо нуля. Клапан 8 пробоотборника. рассоединяет полость трубопроводасо сборником 14 пробы, отбор пробыпрекращается. Давление в одной камере одноконтактного клапана 9 падает и становиться меньше давленияподпора в другой камере того же клапана, его сборка под действием давления подпора перемещается вверх, Ыоткрывает сопло, соединив с атмосферой пневмоемкость 11 и плюсовуюкамеру элемента 12 сравнения. Давление из пневмоемкости 11 и плюсовой камеры элемента 12 сравнениямгновенно сбрасывается в атмосферу.Под действием давления подпораэлемента 12 сравнения его сборкаперемещается вверх, закрывает сопло в одной камере и открывает соплов другой камере, соединив выход 40 элемента 12 сравнения и камеру одноконтактного клапана б через постоянный дроссель 13 с атмосферой. Поддействием давления подпора в камереодноконтактного клапана 6 его сборка перемещается вниз, закрываетсопло, рассоединив пневмоемкость 4,плюсовую камеру элемента сравнения5 и плюсовую камеру сумматора 2 сатмосферой.Далее весь цикл работы пробоотборника повторяется. Постоянныйдроссель 13 предназначен для замедления сброса выходного сигнала элемента 12 сравнения в атмосферу. Этимобеспечивается сброс давления до ну ля в атмосферу из пневмоемкости 4,плюсовой камеры элемента сравнения5 и плюсовой камеры сумматора 2.При измерении расхода приборами, выходной сигнал которых связан квадратичной зависимостью с количеством протекающей по трубопроводу среды ,например, при использовании сужающих устройств), дополнительно устанавливается прибор извлечения квадратичного корня, вход которого соединяют с выходом измерителя 1 расхода, а выход с положительной камерой Г сумматора 2.Формула изобретенияПробоотборник, содержащий измеритель расхода среды в трубопроводе, клапан, установленный на трубопроводе и подключенный к сборнику пробы, а также систему управления работой клапана, включающую сумматор, пневмоемкости, регулируемые и нерегулируемые дроссели, трех- мембранные реле и первый элемент сравнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области Применения путем обеспечения отбора проб, пропорционально расходу протекающей по трубопроводу среды, и повышения надежности пробоотборника, система управления работой клапана содержит одноконтактные клапаны и второй элемент сравнения, выход измерителя расхода соединен с одной из положительных камер сумматора, а канал постоянного подпора соединен с одной из отрицательных камер сумматора, первый регулируемый дроссель соединен своим входом с выходом сумматора и с другой отрицательной камерой сумматора, первая пневмоемкость соединена своим входом с выходом первого регулируе" мого дросселя, плюсовая камерапервого элемента сравнения соединена свыходом первой пневмоемкости и сдругой положительной камерой сумматора, сопло первого одноконтактногоклапана соединено с выходом первойпневмоемкости, проточная камерапервого одноконтактного, клапана соединена с атмосферой, одна из управляющих камер трехмембранного релесоединена с выходом первого элементасравнения, а выход трехмембранногореле соединен с клапаном, выход второго элемента сравнения соединен своим выходом с одной из управляющихкамер первого одноконтактного клапана, постоянный дроссель соединен сво 15 им входом с одной из проточных камер второго элемента сравнения, авыходом постоянный дроссель соединенс атмосферой, выход второй пневмоемкости соединен с плюсовой камеройЩ второго элемента сравнения, сопловторого одноконтактного клапана соединено с входом второй пневмоемкостиа проточная камера второго одноконтактного клапана соединена с атмосферой, вход второго регулируемогодросселя соединен с выходом трехмембранного реле и с одной из управляющих камер второго одноконтактногоклапана, а выход второго регулируемого дросселя соединен с соплом второго одноконтактного клапана и свходом второй пневмоемкости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Пробоотборные системы и устройства для жидких сред, тематический обзор. М., ЦНИИТЭНефтехим, 1972,с.17.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2646694/18-24,кл. 6 01 й 1/10, 1978 (прототип).840700 актор В.Ереме оставитель ехред И. А а 74 ПодписнСР ак д. 4/5 П "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 Филиа 62 ВНИИПИ ГОСУД по делам 13035, МосквТираж ственного зобретени Ж, Ра