×
23.05.2023
223.018.6bf5

Результат интеллектуальной деятельности: ТЕРМОАКУСТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к регуляторам давления. Регулятор содержит центральное тело сопла, регулирующий клапан с исполнительным устройством, управляющий контроллер и датчик давления, причем центральное тело расположено внутри сопла, вход и выход проточного корпуса соединены соответственно с патрубками высокого и низкого давлений, а также между собой через трубопровод с регулирующим клапаном, вход исполнительного устройства которого связан с выходом управляющего контроллера, соединенного с выходом датчика давления, установленного перед выходным патрубком низкого давления. Техническим результатом является повышение эффективности процесса редуцирования путем поддержания давления на выходе из термоакустического регулятора давления на заданном уровне при наименьшей величине падения температуры газа в широких диапазонах входных давлений и расходов через него. 1 ил.

Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к регуляторам давления, и может быть использовано в пунктах редуцирования для понижения и поддержания на заданном уровне давления природного газа с попутным перераспределением его энергии таким образом, чтобы сократить величину падения температуры в процессе редуцирования, что позволит снизить расход тепла внешних источников энергии на ее восстановление, необходимое для предотвращения обмерзания оборудования и гидратообразования.

Известен термостабилизирующий регулятор давления (патент РФ № 2617856, опубл. 28.04.2017), содержащий подводящий трубопровод, соединенный каналом через узел регулирования потока газа с цилиндром температурного разделения и через диафрагму - с отводящим трубопроводом. Положительная обратная связь обеспечивается по «горячему» контуру каналом между трубопроводом и цилиндром температурного разделения, который содержит крестовину с плавно выпрямляющими поток газа профилированными пластинами и центральным каналом возврата «горячего» газа после крестовины в центр цилиндра температурного разделения, узел регулирования потока газа, устройство закрутки и поворота газа на «горячем» конце цилиндра температурного разделения, содержащее в стенках каналы поворота «горячего» газа, соединенные с трубками, расположенными в канале вокруг цилиндра температурного разделения для обеспечения выхода перепускаемой части «горячего» газа из цилиндра температурного разделения в отводящий трубопровод. Каждый канал поворота «горячего» газа содержит терморегулятор с возможностью поддержания заданной температуры на выходе из регулятора давления за счет изменения площади проходного сечения каналов поворота «горячего» газа в зависимости от величины температуры газа в устройстве закрутки и поворота газа.

Недостатком известного технического решения является фиксированный диапазон перепадов давлений и расходов газа, в которых возможна эффективная работа терморегуляторов, используемых в системе предварительного подогрева газа, что снижает диапазон функционирования регулятора давления в целом. Кроме этого, получение высоких температур с использованием лежащего в основе изобретения эффекта Ранка-Хилша на практике затруднительнее, чем в случае применения эффекта Гартмана-Шпренгера.

Известен способ регулируемого бесподогревного редуцирования магистрального природного газа и устройство для его осуществления (патент РФ № 2162190, опубл. 20.01.2001). Устройство для регулируемого бесподогревного редуцирования магистрального природного газа содержит устройство энергоразделения, аппарат для утилизации образующегося холода и линии подвода и отвода газа, которое дополнительно снабжено узлом плавного регулирования общего расхода газа, соединенного линией подачи газа с энергоразделительным устройством, представляющим собой кожухотрубный теплообменник в виде трубы с относительной длиной калибров и имеющий раздельные входы дозвукового и сверхзвукового потоков газа, линию отвода газа к потребителю и линию подачи газа в аппарат утилизации холода из теплообменника. Сам теплообменник имеет приемную камеру для приема газа и редуцирующий орган, выполненный в виде пучка сверхзвуковых каналов, при этом каждый канал начинается профилированным соплом и заканчивается диффузором, расположенным на двух трубных досках, а каждое сопло или часть их имеют отсекающий клапан для дискретного регулирования общего расхода редуцируемого газа.

Недостатком известного технического решения является генерация получаемого при дросселировании холода, требующего утилизации, что ограничивает применение известного устройства.

Известен газодинамический нагреватель (патент РФ № 2225574, опубл. 10.03.2004), содержащий сопло, снабженное расширяющейся сверхзвуковой частью, и соосно расположенный конический резонатор, причем угол раскрытия расширяющейся части сопла составляет от 10 до 20° на одну сторону.

Недостатком известного технического решения является узкий диапазон перепадов давлений на сопле и расстояний между соплом и резонатором, при которых возможна эффективная работа нагревателя.

Известен газодинамический нагреватель (патент РФ № 38899, опубл. 10.07.2004), содержащий сопло и соосно закрепленный резонатор. Сопло снабжено центральным телом, причем средний диаметр расположения минимального сечения сопла с центральным телом выбирается из условия , где - средний диаметр расположения сопла с центральным телом, - диаметр входа резонатора.

Недостатками известного технического решения является рассеивание используемого для нагрева газа после прохождения им сопла, что ограничивает применимость устройства.

Известно дроссельное устройство (Шушин Н.А. О нагреве газа при дросселировании // Известия вузов. Авиационная техника. - 2001. - №4. - С. 67-70.), взятое за прототип, содержащее сверхзвуковое сопло и закрепленный соосно ему резонатор, располагаемые в едином проточном корпусе, причем единый корпус обеспечивает герметизацию потока и способствует обтеканию разогретого резонатора ранее охлажденной в процессе разгона частью потока для его подогрева, что позволяет достичь сокращения величины падения температуры на выходе из устройства в сравнении с обычным дросселированием через отверстие.

Недостатком известного технического решения является фиксированные узкие диапазоны входных давлений и расходов газа через него, в которых возможно дросселирование до определенного требуемого выходного давления при обеспечении наименьшей величины падения температуры на выходе из устройства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса редуцирования путем поддержания давления на выходе из термо-акустического регулятора давления на заданном уровне при наименьшей величине падения температуры газа в широких диапазонах входных давлений и расходов через него.

Технический результат достигается тем, что термо-акустический регулятор давления дополнительно содержит центральное тело сопла, регулирующий клапан с исполнительным устройством, управляющий контроллер и датчик давления, причем центральное тело расположено внутри сопла, вход и выход проточного корпуса соединены соответственно с патрубками высокого и низкого давлений, а также между собой через трубопровод с регулирующим клапаном, вход исполнительного устройства которого связан с выходом управляющего контроллера, соединенного с выходом датчика давления, установленного перед выходным патрубком низкого давления.

Устройство поясняется следующей фигурой:

фиг. 1 - общая схема устройства, где:

1 - сопло;

2 - резонатор;

3 - единый проточный корпус;

4 - центральное тело;

5 - регулирующий клапан;

6 - исполнительное устройство регулирующего клапана;

7 - управляющий контроллер;

8 - датчик давления;

9 - входной патрубок высокого давления;

10 - выходной патрубок низкого давления.

Термо-акустический регулятор давления содержит сопло 1 (Фиг. 1) и закрепленный соосно ему резонатор 2, расположенные в едином проточном корпусе 3. Термо-акустический регулятор давления дополнительно содержит центральное тело 4 сопла 1, регулирующий клапан 5 с исполнительным устройством 6, управляющий контроллер 7 и датчик давления 8. Причем центральное тело 4 расположено внутри сопла 1, вход и выход проточного корпуса 3 соединены соответственно с патрубками высокого 9 и низкого 10 давлений, а также между собой через трубопровод с регулирующим клапаном 5, вход исполнительного устройства 6 которого связан с выходом управляющего контроллера 7, соединенного с выходом датчика давления 8, установленного перед выходным патрубком низкого давления 10.

Сопло 1 с центральным телом 4 обладает автоматическим регулированием, что позволяет ему обеспечивать стабильный разогрев заглушенного торца резонатора 2 в широком диапазоне перепадов давлений, начиная с критического. Контроллер 7 на основании сигнала с датчика давления 8 при помощи исполнительного устройства 6 управляет регулирующим клапаном 5, изменяя соотношение проходящих через сопло 1 и клапан 5 потоков, обладающих различным давлением, и, тем самым, обеспечивает регулирование и поддержание давления на выходе из устройства на заданном уровне, а также стабилизирует величину перепада давлений на сопле 1 при любом расходе газа через устройство.

Устройство работает следующим образом. После прохождения патрубка высокого давления 9 поток газа разделяется на два, количественное соотношение которых определяется степенью открытия регулирующего клапана 5. Управление регулирующим клапаном 5 осуществляется контроллером 7 через исполнительное устройство 6 в зависимости от величины рассогласования значений давления на выходе термо-акустического регулятора, измеряемого датчиком 8, с уставкой (Уст.) требуемой величины давления.

Первый поток, теряя давление и температуру, разгоняется в сопле 1 с центральным телом 4 и набегает на заглушенную полость резонатора 2, возбуждая разогревающие находящийся в нем газ высокочастотные ударные волны. Разогретый газ периодически истекает из резонатора 2 в проточную часть единого с соплом 1 корпуса 3, где смешивается с обтекающим резонатор 2 газом низкой температуры, образуя с ним поток газа усредненной температуры, направляемый на смешение с отделенным ранее после входного патрубка высокого давления 9 вторым потоком газа.

Второй поток газа проходит через регулирующий клапан 5, где дросселируется в зависимости от степени его открытия и направляется на смешение с первым. Разделенные ранее после входного патрубка высокого давления 9 потоки смешиваются в один, который через выходной патрубок низкого давления 10 выводятся из термо-акустического регулятора давления с требуемыми значениями давления и температуры.

Давление на выходе термо-акустического регулятора зависит от количеств подачи природного газа через регулирующий клапан 5 и через сопло 1, а также от степеней понижения давления на них. Поддержание давления на выходе из термо-акустического регулятора на заданном уровне, вместе с автоматическим регулированием высотности сопла 1 его центральным телом 4, позволяют обеспечить стабильность работы термо-акустического регулятора, зависящую от постоянства перепада давлений на сопле 1, что, в свою очередь, обеспечивает большую линейность зависимости температуры на выходе из регулятора от расхода через него и надежность технологической операции редуцирования в целом.

При уменьшении отбора газа потребителями давление после термо-акустического регулятора увеличивается, уменьшая при этом перепад давлений на сопле 1. Превышение давления над уставкой (Уст.), при помощи датчика 8 регистрируется контроллером 7, который посылает исполнительному устройству 6 сигнал на уменьшение степени открытия регулирующего клапана 5 до тех пор, пока давление на выходе термо-акустического регулятора не сравняется с уставкой (Уст.) требуемого давления, попутно восстановив при этом перепад давлений на сопле 1. При увеличении отбора газа потребителями, для поддержания давления на выходе термо-акустического регулятора давления, регулирующий клапан 5 открывается.

Таким образом, как показано в вышеприведенном описании изобретения, достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности процесса редуцирования путем поддержания давления на выходе из термо-акустического регулятора давления на заданном уровне при наименьшей величине падения температуры газа в широких диапазонах входных давлений и расходов через него.

Термоакустический регулятор давления, включающий сопло и закреплённый соосно ему резонатор, расположенные в едином проточном корпусе, отличающийся тем, чтодополнительно содержит центральное тело сопла, регулирующий клапан с исполнительным устройством, управляющий контроллер и датчик давления, причём центральное тело расположено внутри сопла, вход и выход проточного корпуса соединены соответственно с патрубками высокого и низкого давлений, а также между собой через трубопровод с регулирующим клапаном, вход исполнительного устройства которого связан с выходом управляющего контроллера, соединенного с выходом датчика давления, установленного перед выходным патрубком низкого давления.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 111-120 из 204.
21.12.2018
№218.016.aa2b

Способ проветривания забоев подземных выработок

Изобретение относится к областям горного дела и строительства и может быть использовано при проведении подземных горных выработок по крепким породам: штолен, штреков, квершлагов, дорожных тоннелей, выработок метро и коллекторов в городском строительстве. Способ проветривания забоев подземных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675605
Дата охранного документа: 20.12.2018
23.12.2018
№218.016.aa84

Полимерглинистый буровой раствор

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам, и может найти применение при бурении неустойчивых глинистых пород. Технический результат - высокие ингибирующие свойства и низкие значения показателя фильтрации бурового раствора....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675650
Дата охранного документа: 21.12.2018
26.12.2018
№218.016.aad0

Способ получения лигатуры магний-цинк-иттрий

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению магниевых лигатур, которые могут быть использованы в качестве легирующих и модифицирующих добавок в производстве сплавов на основе магния и в производстве сталей и чугунов. Способ получения лигатуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675709
Дата охранного документа: 24.12.2018
26.12.2018
№218.016.ab06

Способ определения прочности горных пород в водонасыщенном состоянии

Изобретение относится к физико-механическим испытаниям скальных и полускальных горных пород, имеющих хрупкий характер разрушения, и может быть использовано для оценки их водопрочности при инженерно-геологических изысканиях. Сущность изобретения заключается в следующем. Нагружают высушенные до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676046
Дата охранного документа: 25.12.2018
26.12.2018
№218.016.ab71

Способ осаждения сапонитовой пульпы с применением кальцийалюмосиликатного реагента

Изобретение может быть использовано в области горнорудной промышленности при обогащении алмазоносных кимберлитовых пород. Способ включает извлечение сапонитсодержащих веществ из оборотной воды методом отстаивания. Пульпу с классом крупности 71 мкм и содержанием взвешенных веществ 90 г/л...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675871
Дата охранного документа: 25.12.2018
16.01.2019
№219.016.b007

Способ горизонтальной соединительной съемки подэтажных горизонтов

Изобретение предназначено для горнодобывающей отрасли и относится к способам производства горизонтальных соединительных съемок подэтажных горизонтов через вертикальные или круто наклонные выработки, состоящим из решения задач центрирования и ориентирования. Способ горизонтальной соединительной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677089
Дата охранного документа: 15.01.2019
16.01.2019
№219.016.b064

Способ сброса паров из резервуара сжиженного природного газа (спг)

Изобретение относится к хранению сжиженного природного газа (СПГ), в частности к обеспечению сброса паров из резервуара СПГ, и может быть использовано в криогенной газовой промышленности. Способ включает хранение сжиженного природного газа после наполнения резервуара с осуществлением контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677022
Дата охранного документа: 15.01.2019
18.01.2019
№219.016.b0ec

Способ переработки слабомагнитного углеродсодержащего сырья

Изобретение относится к области переработки слабомагнитного углеродсодержащего сырья, преимущественно техногенного, в частности золошлаковых отходов. Способ включает подготовку сырья путем классификации на мелкий и крупный классы, при этом крупный класс направляют на производство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677391
Дата охранного документа: 16.01.2019
24.01.2019
№219.016.b36c

Многокоординатный датчик деформационного мониторинга

Изобретение может быть использовано для деформационного мониторинга различных объектов. Многокоординатный датчик содержит основание с опорой, установленное на основании шаровое сочленение с отверстием, преобразователь линейных одноосных перемещений в виде стержня, предназначенного для контакта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677832
Дата охранного документа: 21.01.2019
14.02.2019
№219.016.ba19

Устройство для деформационного мониторинга при моделировании на образцах искусственных материалов

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для исследования физико-механических свойств образцов искусственных материалов типа бетонов, грунтов, дорожных покрытий, эквивалентных материалов и т.п. Устройство содержит испытательный стенд для формирования образца, источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679645
Дата охранного документа: 12.02.2019
Показаны записи 1-1 из 1.
09.08.2018
№218.016.7a1c

Детандер-генераторный регулятор давления природного газа

Изобретение относится к области газоснабжения и может быть использовано в составе газораспределительных станций (ГРС) и газорегуляторных пунктов (ГРП) для редуцирования давления природного газа с попутной утилизации энергии потока газа для повышения автономности и безотказности систем ГРС и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662784
Дата охранного документа: 31.07.2018
+ добавить свой РИД