RU164956U1 - Вибрационный сигнализатор уровня с дополнительным устройством отключения насоса - Google Patents

Abstract

Вибрационный сигнализатор уровня с дополнительным устройством отключения насоса, включающий корпус с кабельным вводом, трубку и вибрационную вилку, отличающийся тем, что сигнализатор дополнительно оснащен подвижной и неподвижной пластинами, при этом неподвижная пластина линией связи соединена с реле, которое отключает насос и закрывает электромагнитный клапан, а также тем, что сигнализатор уровня соединен с преобразователем частоты, который включает звуковой сигнал.

Description

Полезная модель относится к устройствам для приема нефтепродуктов и может быть использована в нефтехимической и других отраслях нефтепродуктообеспечения.

Полезная модель наиболее применима при приеме, нефти и нефтепродуктов на нефтебазах и нефтесборных пунктах, оборудованных наземными вертикальными стальными резервуарами большой вместимости (РВС).

Загрязнения литосферы и гидросферы происходят в результате утечек нефти и нефтепродуктов из резервуаров и трубопроводов, переливов РВС нефтепродуктами, проливов из рукавов, автоцистерн и другим причинам. Переполнение резервуаров нефтью и нефтепродуктами обусловлены неисправностью устройств для предотвращения переливов горючего, человеческим фактором, связанным с ошибками операторов, а также с отсутствием автоматической системы, позволяющей отключить насос при достижении нефтепродуктом максимально допустимого уровня.

Характерными особенностями в работе нефтебаз и нефтесборных пунктов являются получение горючего из железнодорожных цистерн и трубопроводного транспорта, а также хранение горючего в резервуарах. Это означает существенные потери от испарения, а также от переливов нефтепродуктов при заполнении резервуаров.

Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов от переливов в резервуары, утечек и испарения становится важной экологической и экономической задачей [Коваленко В.Г. Экологическая безопасность в системах нефтепродуктообеспечения и автомобильного транспорта. М.: ЛитНефтеГаз, 2004].

Известно устройство для предотвращения переливов нефтепродуктов при заполнении наземных горизонтальных стальных резервуаров [Матвеев Ю.А., и др. Устройство для предотвращения переливов нефтепродуктов при заполнении наземных горизонтальных стальных резервуаров. Патент на полезную модель №88142 от 27.10.2009. М.: ВНИИГПЭ].

Решение указанной задачи достигается тем, что на наземный горизонтальный стальной резервуар (РГС), оборудованный линией приема и выдачи горючего, дыхательным клапаном и замерным люком дополнительно устанавливается следующее оборудование: переносной сигнализатор уровня для предотвращения переливов нефтепродуктов, электромагнитный клапан, огневой предохранитель, линии связи 12 и 220 вольт, реле.

Устройство работает следующим образом. Оператор включает реле, и ток поступает на обмотку катушки электромагнитного клапана. Сердечник с управляющим затвором перемещается вверх, сжимая пружину. Топливо из автомобильной цистерны через, трубопровод для приема и выдачи горючего и соответствующую задвижку поступает в резервуар. При этом уровень горючего начинает увеличиваться и поднимает поплавок переносного сигнализатора уровня, который достигает уровня контактной пластины и замыкает ее. Ток напряжением 12 вольт по линии связи, поступает в реле и отключает его. После снятия напряжения ток перестает поступать на обмотку катушки. Сердечник под действием усилия пружины движется вниз и закрывает отверстие в трубопроводе управляющим затвором. При этом прекращается поступление нефтепродукта в резервуар.

Недостатками указанного устройства являются:

1. Отсутствие возможности отключения стационарного насоса.

2. Возможность появления гидравлического удара в трубопроводе.

3. Отсутствие устройства, обеспечивающего слив нефтепродукта из резервуара при достижении максимального уровня.

Также известен резервуар с двойным дном, оборудованный устройством для предотвращения переливов и установкой улавливания паров нефтепродуктов [Матвеев Ю.А. и др. Резервуар с двойным дном, оборудованный устройством для предотвращения переливов и установкой улавливания паров нефтепродуктов. Патент №108027 от 10.09.2011. М.: ВНИИГПЭ].

На предполагаемый вертикальный стальной резервуар дополнительно оборудуется устройство для предотвращения переливов нефтепродуктов, включающее подвижную и контактную пластины, соединенное линиями связи с реле, насосом и электромагнитным клапаном, а также оборудуется трубопровод для предотвращения переливов нефтепродуктов при достижении максимального уровня с обратным клапаном и задвижкой. При этом трубопровод соединяется с паропроводом для улавливания паров нефтепродуктов, который соединен с заглубленным резервуаром. Заглубленный резервуар наполовину заливается низкооктановым компонентом и оборудуется устройством для приема паров нефтепродуктов с двумя перегородками для дробления пузырьков пара.

Дополнительный трубопровод для приема паров оснащается под землей трубопроводом-холодильником, заполненным водой (охлаждающей жидкостью) и оборудованным наливными и сливными задвижками.

Техническое устройство работает следующим образом. Нефтепродукт поступает в резервуар. При этом уровень горючего начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства уменьшаться. С целью улавливания паров при больших дыханиях открывается дыхательный клапан, обратный клапан и по паропроводу, соединенному с дополнительным резервуаром, оборудованным приемным устройством пары поступают в резервуар с низкооктановым нефтепродуктом. При этом часть газообразных углеводородов в результате дробления пузырьков двумя перегородками с дырками различного диаметра поглощается низкооктановым нефтепродуктом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем.

При этом большая часть паров превращается в жидкость за счет охлаждения в подземном участке трубопровода, находящегося в трубопроводе холодильнике.

С повышением температуры увеличивается давление парового пространства. При этом открывается дыхательный клапан, обратный клапан и по паропроводу, соединенному с дополнительным резервуаром, оборудованным приемным устройством пары поступают в резервуар с низкооктановым компонентом.

При достижении уровнем горючего подвижной пластины она начинает подниматься и соединяется с контактной пластиной. Ток напряжением 12 вольт по линии связи, поступает в реле и отключает его и насос. После снятия напряжения ток по линии связи перестает поступать на обмотку катушки электромагнитного клапана, который закрывает отверстие в трубопроводе приема и выдачи горючего управляющим затвором.

В случае неисправности или отсутствия системы предотвращения переливов горючего нефтепродукт под давлением открывает электромагнитный клапан и по трубопроводу, паропроводу поступает в заглубленный резервуар.

Недостатками описанного резервуара при приеме, хранении и выдаче нефтепродуктов являются:

1. Возможность возникновения гидравлического удара в трубопроводе.

2. Возможность возникновения аварийной ситуации в связи с отключением насоса.

Наиболее близкой к указанной проблеме является резервуар, оборудованный вибрационным сигнализатором уровня и установкой улавливания паров нефтепродуктов [Матвеев Ю.А. и др. Резервуар, оборудованный вибрационным сигнализатором уровня и установкой улавливания паров нефтепродуктов Патент №155876 от 20.10.2015. М.: ВНИИГПЭ].

Принцип действия вибрационного сигнализатора уровня основан на зависимости частоты и амплитуды колебаний вибрационной вилки от среды в резервуаре. Погружение вилки в нефтепродукт или нефть вызывает резкое уменьшение частоты и амплитуды колебаний [Прахова М.Ю. Основы автоматизации производственных процессов нефтегазового производства. М.: Академия, 2012].

На вертикальный стальной резервуар, имеющий стандартное и дополнительное оснащение дополнительно оборудуется сигнализатор уровня вибрационного типа, включающий корпус с кабельным вводом, трубку и вибрационную вилку. Сигнализатор уровня линиями связи соединяется преобразователем частоты, который в свою очередь связан с реле. Реле линиями связи соединяется с насосом, электромагнитным клапаном и звуковым сигнализатором.

Полезная модель работает следующим образом. Через приемный трубопровод нефтепродукт поступает в резервуар. При этом уровень горючего начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства уменьшаться.

При достижении уровнем горючего вибрационной вилки изменяется частота колебаний в сигнализаторе уровня, которая по линии связи регистрируется преобразователем частоты. Преобразователь частоты через линию связи включает реле, которое отключает насос. После снятия напряжения ток по линии связи перестает поступать на обмотку катушки электромагнитного клапана, который закрывает отверстие в трубопроводе приема и выдачи горючего управляющим затвором. Также одновременно реле включает звуковой сигнализатор для подачи сигнала оператору о достижении нефтепродуктом (нефтью) максимального уровня.

Недостатками резервуара, оборудованного вибрационным сигнализатором уровня и установкой улавливания паров нефтепродуктов являются:

1. Возможность появления гидравлического удара в трубопроводе при резком закрытии электромагнитного клапана с последующим возникновением аварийной ситуации.

2. Отсутствие временного интервала у оператора для отключения насоса и открытия или закрытия задвижек на резервуарах.

Предполагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности предотвращения переливов нефтепродуктов из резервуаров, при этом исключаются гидравлические удары и другие аварийные ситуации. Гидравлический удар - это скачок давления в трубопроводе, вызванный быстрым изменением скорости потока жидкости. Гидравлический удар возникает вследствие быстрого закрытия или открытия задвижек (клапанов). Особенно удар опасен при работающем насосе.

Решение указанной задачи достигается тем, что сигнализатор дополнительно оснащен подвижной и неподвижной пластинами, при этом неподвижная пластина линией связи соединена с реле, которое отключает насос и закрывает электромагнитный клапан, а также тем, что сигнализатор уровня соединен с преобразователем частоты, который включает звуковой сигнал.

Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как предотвращаются переливы нефти и нефтепродуктов из резервуара, исключаются гидравлические удары и уменьшается вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг. 1, фиг. 2), на которых изображены: разрезы резервуара, а также вид спереди вибрационного сигнализатора уровня.

Вертикальный стальной резервуар 1, имеет приемный и раздаточный патрубки 2, трубопровод для приема и выдачи нефти и нефтепродуктов 3, задвижки 4, световой и замерной люки 5, 6, вентиляционный патрубок 7, дыхательный клапан повышенного давления 8, люк-лаз 9, дыхательный клапан рабочего давления 10.

На резервуар дополнительно оборудуется сигнализатор уровня вибрационного типа 11, включающий корпус 12 с кабельным вводом 13, трубку 14 и вибрационную вилку 15. Сигнализатор уровня оборудуется двумя пластинами: подвижной 16 и неподвижной 17. Неподвижная пластина является контактной и соединена линией связи 18 с реле 19. Сигнализатор уровня линиями связи 18 соединяется с преобразователем частоты 20. Преобразователь частоты в свою очередь связан со звуковым сигналом 21, а реле линиями связи соединяется с насосом 22 и электромагнитным клапаном 23. Все оборудование находится на поверхности земли 24.

Полезная модель работает следующим образом. Через приемный трубопровод 3 нефтепродукт поступает в резервуар 1. При этом уровень горючего 25 начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства 26 уменьшаться.

При достижении уровнем горючего вибрационной вилки 15 изменяется частота колебаний в сигнализаторе уровня 11, которая по линии связи 18 регистрируется преобразователем частоты 19. Преобразователь частоты через линию связи 18 включает звуковой сигнал 21. При получении сигнала оператор имеет возможность закрыть задвижки 4 приема горючего в резервуар или отключить насос 22.

В случае неисправности звукового сигнала 21 или отсутствия оператора нефтепродукт продолжает поступать в резервуар. При достижении уровнем горючего подвижной пластины 16 она начинает подниматься и соединяется с неподвижной (контактной) пластиной 17. Ток напряжением 12 вольт по линии связи 18, поступает в реле 20 и отключает его и насос 22. После снятия напряжения ток по линии связи 18 перестает поступать на обмотку катушки электромагнитного клапана 23, который закрывает отверстие в трубопроводе приема и выдачи горючего 3 управляющим затвором.

Применение вибрационных сигнализаторов уровня, оборудованных подвижной и неподвижной пластиной для отключения насоса и закрытия электромагнитного клапана позволяет защитить от переполнения каждый заполняемый наземный РВС. Использование предлагаемой полезной модели позволяет избежать гидравлических ударов и снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций, а также повысить эффективность работы оператора при приеме горючего в резервуары.

Claims (1)

1. Вибрационный сигнализатор уровня с дополнительным устройством отключения насоса, включающий корпус с кабельным вводом, трубку и вибрационную вилку, отличающийся тем, что сигнализатор дополнительно оснащен подвижной и неподвижной пластинами, при этом неподвижная пластина линией связи соединена с реле, которое отключает насос и закрывает электромагнитный клапан, а также тем, что сигнализатор уровня соединен с преобразователем частоты, который включает звуковой сигнал.

   

Images