RU1823524C - Self-contained device for cathode protection of pipelines - Google Patents
Self-contained device for cathode protection of pipelines Download PDFInfo
- Publication number
- RU1823524C RU1823524C SU4473576A RU1823524C RU 1823524 C RU1823524 C RU 1823524C SU 4473576 A SU4473576 A SU 4473576A RU 1823524 C RU1823524 C RU 1823524C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- generator
- comparator
- pipeline
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к защите объектов от электрохимической коррозии, точнее к устройствам для катодной защиты металлических трубопроводов в условиях отсутствия централизованного энергоснабжения. The invention relates to the protection of objects from electrochemical corrosion, more specifically to devices for the cathodic protection of metal pipelines in the absence of a centralized power supply.
Цель изобретения повышение КПД и надежности устройства при одновременном снижении его габаритов и металлоемкости. The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of the device while reducing its size and metal consumption.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 структурная схема устройства; на фиг. 3 вариант фрагмента А на фиг. 1; на фиг. 4 общий вид движительного органа по п. 3 (ветроколесо); на фиг. 5 структурная схема тормозного устройства с фиксатором. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; in FIG. 2 block diagram of the device; in FIG. 3 is a variant of fragment A in FIG. 1; in FIG. 4 general view of the propulsion organ according to claim 3 (wind wheel); in FIG. 5 is a structural diagram of a brake device with a latch.
В автономном устройстве для катодной защиты трубопроводов трубопровод 1 с энергоносителем (например, транспортируемый газ) соединен с входом узла 2 энергопитания в энергоблоке 3. Первый выход узла 2 соединен с атмосферой, а второй с входом узла ввода 4 блока 3. Выход узла ввода 4 соединен с первым входом движительного органа 5 блока 6 генерирования, а выход движительного органа соединен с первым входом генератора 7 (например, асинхронного двигателя переменного тока, работающего в режиме генератора) блока 6, выход которого подключен к входу преобразователя 8 силового блока 9. Выход преобразователя 8 соединен с первым входом выпрямителя 10 блока 9, первый выход которого подключен к трубопроводу 1, а второй выход к первому входу узла управления 11 блока управления 12. Первый выход узла управления 11 блока управления 12 связан с вторым входом выпрямителя 10. Второй выход узла управления 11 соединен через стабилизатор 13 частоты с валами движителя 5 и генератор 7, а третий выход через компаратор 14 с электрическим входом генератора 7. Второй вход узла управления 11 соединен с датчиком 15 параметров защиты (электродом сравнения). In an autonomous device for cathodic protection of pipelines, a pipeline 1 with an energy carrier (for example, transported gas) is connected to the input of the power supply unit 2 in the power unit 3. The first output of the unit 2 is connected to the atmosphere, and the second to the input of the input unit 4 of unit 3. The output of input unit 4 is connected with the first input of the moving body 5 of the generating unit 6, and the output of the moving body is connected to the first input of the generator 7 (for example, an asynchronous AC motor operating in generator mode) of the unit 6, the output of which is connected to the input of the pre of the developer 8 of the power unit 9. The output of the converter 8 is connected to the first input of the rectifier 10 of block 9, the first output of which is connected to the pipeline 1, and the second output to the first input of the control unit 11 of the control unit 12. The first output of the control unit 11 of the control unit 12 is connected to the second the input of the rectifier 10. The second output of the control unit 11 is connected through the frequency stabilizer 13 with the shafts of the propulsion unit 5 and the generator 7, and the third output through the comparator 14 with the electrical input of the generator 7. The second input of the control unit 11 is connected to the sensor 15 of parameters shields (reference electrode).
В блоке управления 12 компаратор выполнен с тиристорным регулятором, а механический стабилизатор частоты 13 в виде магнитно-фрикционной муфты, при этом выход управления регулятора, являющийся выходом управления компаратора 14, соединен с выходом сигнала муфты, вход которого подключен к узлу управления 11. In the control unit 12, the comparator is made with a thyristor controller, and the mechanical frequency stabilizer 13 is in the form of a magnetic friction clutch, while the controller control output, which is the control output of the comparator 14, is connected to the output of the clutch signal, the input of which is connected to the control unit 11.
В качестве генератора 7 тока может быть использован генератор постоянного тока (например, двигатель постоянного тока типа ДП). В этом случае первый выход генератора 7 (фиг. 3) соединен с преобразовательным входом силового блока 9, второй выход которого подключен к первому входу узла 11 управления. Второй выход генератора 7 соединен с тем же, первым входом узла 11 управления, второй выход которого подключен к входу стабилизатора 13 частоты, а выход последнего напрямую соединен с вторым входом генератора 7. Первый вход генератора 7 связан с движительным органом 5. Такое подключение вводит узел управления 11 в электрическую систему обратной связи генераторов 7 и силового блока 9, и электрически дублирует функцию стабилизатора 13. As a current generator 7, a direct current generator (for example, a DC motor of the DP type) can be used. In this case, the first output of the generator 7 (Fig. 3) is connected to the converter input of the power unit 9, the second output of which is connected to the first input of the control unit 11. The second output of the generator 7 is connected to the same, the first input of the control unit 11, the second output of which is connected to the input of the frequency stabilizer 13, and the output of the latter is directly connected to the second input of the generator 7. The first input of the generator 7 is connected to the driving body 5. Such a connection is introduced by the node control 11 into the electrical feedback system of the generators 7 and the power unit 9, and electrically duplicates the function of the stabilizer 13.
Механический стабилизатор частоты 13, выполненный в виде прямого муфтового (в частности, через магнитофрикционную муфту) соединения валов движительного органа 5 и генератора 7, выполняет дополнительную функцию соединительного элемента (фиг. 2). A mechanical frequency stabilizer 13, made in the form of a direct coupling (in particular, through a magnetofriction coupling) of the connection of the shafts of the moving body 5 and the generator 7, performs an additional function of the connecting element (Fig. 2).
Энергоблок 3 выполнен в виде узла энергопитания, состоящего из разъемной герметичной оболочки 16 с первым отверстием (на черт. не указано), предназначенным для сообщения с полостью трубопровода 1 через задвижку 17, узла ввода, состоящего из второго отверстия 18 в оболочке 16 для сообщения с атмосферой, и механической системы 19 возвратно-поступательного перемещения (поршневого типа), фиг. 2. The power unit 3 is made in the form of a power supply unit, consisting of a detachable sealed enclosure 16 with a first hole (not shown in the drawing), designed to communicate with the cavity of the pipeline 1 through the valve 17, an input unit, consisting of a second hole 18 in the shell 16 for communication with atmosphere, and the mechanical system 19 of the reciprocating movement (piston type), FIG. 2.
Узел крепления блока генерирования 6 жестко связан с системой 19 и размещен внутри оболочки 16. Механическая система 19 возвратно-поступательного перемещения (поршень со штоком) соединяет генератор 7 и движительный орган 5, выполненный в виде многополосного преобразователя энергии движущейся среды (например с двумя степенями свободы в плоскости, перпендикулярной оси трубы винт, ромб Дарье, трилистник или с двумя степенями свободы и осью, перекрывающейся с осью трубопровода и лежащей в перпендикулярной ей плоскости водяное колесо). Отверстие 18 может быть соединено с полостью трубопровода 1 через трехпозиционный кран 20. На валу движительного органа размещены тормозное устройство 21 (с дистанционным механическим, электрическим или пневматическим управлением) и фиксатором 22. Тормозное устройство 21 и фиксатор 22 можно разместить в муфтовом соединении валов. The attachment unit of the generating unit 6 is rigidly connected with the system 19 and is located inside the shell 16. A mechanical system 19 of the reciprocating movement (piston with the rod) connects the generator 7 and the moving element 5, made in the form of a multi-band energy converter of a moving medium (for example, with two degrees of freedom in a plane perpendicular to the axis of the pipe, a screw, a Darier rhombus, a trefoil, or with two degrees of freedom and an axis overlapping with the axis of the pipeline and the water wheel lying in the plane perpendicular to it). The hole 18 can be connected to the cavity of the pipeline 1 through a three-position valve 20. A brake device 21 (with remote mechanical, electric or pneumatic control) and a latch 22 are placed on the shaft of the moving body. The brake device 21 and the latch 22 can be placed in the coupling coupling of the shafts.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.
Перед началом использования устройства его приводят в положение, когда движительный орган 5 расположен в полости трубопровода 1. При этом рабочем положении движитель 5 приводится во вращение потоком энергоносителя, движущегося по трубопроводу 1. Мощность, отбираемая движителем 5 от энергоносителя, подается через механический стабилизатор частоты 13 на вал генератора 7, где преобразуется в электрическую энергию, поступающую в преобразователь 8 силового блока 9, который преобразует ее до нужных форм и величины (выпрямляет ток до необходимых напряжений и силы). Преобразованный ток подается на защищаемый объект (трубопровод 1), а также поступает в механоэлектрический компаратор 14. Before using the device, it is brought to a position where the motive body 5 is located in the cavity of the pipeline 1. In this operating position, the mover 5 is rotated by the flow of the energy carrier moving through the pipeline 1. The power taken by the mover 5 from the energy carrier is supplied through a mechanical frequency stabilizer 13 on the shaft of the generator 7, where it is converted into electrical energy supplied to the converter 8 of the power unit 9, which converts it to the desired shapes and sizes (rectifies the current to the required stresses and strength). The converted current is supplied to the protected object (pipeline 1), and also enters the mechanoelectric comparator 14.
Управление работой устройства заключается в поддержании заданных значений частоты переменного тока, потенциала защищаемого сооружения и величины выпрямленного тока. The control of the device is to maintain the set values of the frequency of the alternating current, the potential of the protected structure and the magnitude of the rectified current.
Поддержание необходимой частоты осуществляют автоматически путем настройки стабилизатора частоты (например, из магнитно-фрикционной муфты) на заданное число оборотов. The necessary frequency is maintained automatically by tuning the frequency stabilizer (for example, from a magnetic friction clutch) to a predetermined number of revolutions.
Управление по поддержанию защитного потенциала осуществляют путем подачи электрического сигнала с задатчика 15 параметров (электрода сравнения) на блок управления 12. Management to maintain the protective potential is carried out by applying an electrical signal from the setpoint 15 parameters (reference electrode) to the control unit 12.
Управление величиной защитного тока осуществляют путем подачи сигнала компаратора 14, управляющий магнитно-фрикционной муфтой 13. The magnitude of the protective current is controlled by applying a signal to the comparator 14, which controls the magnetic friction clutch 13.
В случае необходимости освобождения полости трубопровода 1 от движительного органа 5 (например, для пропускания очистного поршня по трубопроводу 1 (1-2 раза в год), тормозное устройство 21 останавливает вращение вала движительного органа 5, при этом в газообразном энергоносителе срабатывает фиксатор 22, обеспечивающий остановку вращательных элементов движительного органа 5 в положении, параллельном продольной оси оболочки 16. В жидкостном же энергоносителе надобность фиксатора необязательна (вследствие специфики конструкции движительного органа). If it is necessary to release the cavity of the pipeline 1 from the moving body 5 (for example, to pass the cleaning piston through the pipe 1 (1-2 times a year), the brake device 21 stops the rotation of the shaft of the moving body 5, while the latch 22 is activated in the gaseous energy carrier, providing the stop of the rotational elements of the moving body 5 in a position parallel to the longitudinal axis of the shell 16. In the liquid energy carrier, the need for a latch is optional (due to the specific design of the moving RGANI).
Тормозное устройство 21 освобождает вал движителя 5, который потоком газа доворачивается до вертикального положения лопастей, предусмотренного фиксатором. The brake device 21 frees the shaft of the mover 5, which is turned by the gas flow to the vertical position of the blades provided by the retainer.
После фиксированной остановки устройства, трехпозиционный кран 20 устанавливают в положение, при котором верхняя часть полости оболочки 16 через отверстие 18 над поршнем сообщается с окружающей атмосферой. В результате перепада давлений в полости оболочки 16 относительно окружающей атмосферы энергоноситель из верхней части полости над поршнем выходит в окружающую среду, вследствие чего внутренним давлением энергоносителя поршень с закрепленным на нем оборудованием перемещается до упора 23 в положение, при котором движительный орган выходит в полость оболочки 16 за пределы задвижки 17. After a fixed stop of the device, the three-position valve 20 is installed in a position in which the upper part of the cavity of the shell 16 through the hole 18 above the piston communicates with the surrounding atmosphere. As a result of the pressure difference in the cavity of the shell 16 relative to the surrounding atmosphere, the energy carrier from the upper part of the cavity above the piston enters the environment, as a result of which the internal pressure of the energy carrier moves the piston with the equipment attached to it to the stop 23 in a position in which the moving body exits into the cavity of the shell 16 beyond the valve 17.
Далее задвижку 17 закрывают и трехпозиционный кран 20 устанавливают в положение, перекрывающее выход энергоносителя из полости оболочки 16 в окружающую среду. Next, the valve 17 is closed and the three-position valve 20 is installed in a position that blocks the outlet of the energy carrier from the cavity of the shell 16 into the environment.
Для ввода устройства вновь в работу открывают одновременно задвижку 17 и трехпозиционный кран 20, соединяя верхнюю часть полости устройства с полстью трубопровода, в результате чего устройство перемещается до упора 24 в рабочее положение, при котором движительный орган вновь вводится в поток энергоносителя. To enter the device, the valve 17 and the three-position valve 20 are opened again at the same time, connecting the upper part of the cavity of the device with a half of the pipeline, as a result of which the device moves all the way to the working position, in which the motive body is again introduced into the energy carrier flow.
Запуск устройства осуществляется с помощью выведения фиксатора из рабочего положения. Надежность предлагаемого устройства повышается, благодаря возможности горизонтального (за счет конструкции движительного органа и системы технологической связи оболочки с трубопроводом) размещения разъемной герметичной оболочки на опорах, а также благодаря сокращению количества рабочих элементов конструкции. Согласно потребностям катодной защиты, оптимальное размещение предлагаемых устройств диктует необходимость использования 10 остановок на участке, обслуживаемом одним компрессором со средним расходом мощности около 0,1 млн. кВт для создания выходного давления до 75 ата. Потери давления на 10 установках составляют 2000 мм вод. ст. или 0,2 ата, что эквивалентно расходу мощности 266 кВт. Полезная мощность, получаемая от этих установок, составляет 5, кВт, что соответствует минимальному КПД около 20%
Предлагаемое устройство имеет большие преимущества в смысле надежности и металлоемкости также по сравнению с наиболее широко используемыми в настоящее время установками ЭХЗ с питанием от ЛЭП (60% отказов ЭХЗ происходит по причине выхода из строя ЛЭП).The device is launched by removing the latch from its working position. The reliability of the proposed device is enhanced due to the possibility of horizontal (due to the design of the moving body and the technological connection of the shell with the pipeline) placement of a detachable sealed shell on the supports, as well as by reducing the number of working structural elements. According to the needs of cathodic protection, the optimal placement of the proposed devices necessitates the use of 10 stops in the area served by one compressor with an average power consumption of about 0.1 million kW to create an output pressure of up to 75 at. Pressure losses at 10 plants amount to 2000 mm of water. Art. or 0.2 ata, which is equivalent to a power consumption of 266 kW. The net power received from these units is 5 kW, which corresponds to a minimum efficiency of about 20%
The proposed device has great advantages in terms of reliability and metal consumption in comparison with the most widely used currently installed electrochemical plants with power from the power transmission line (60% of the failure of the electrochemical protection plant occurs due to failure of the power transmission line).
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4473576 RU1823524C (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Self-contained device for cathode protection of pipelines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4473576 RU1823524C (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Self-contained device for cathode protection of pipelines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1823524C true RU1823524C (en) | 1995-06-19 |
Family
ID=30441080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4473576 RU1823524C (en) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | Self-contained device for cathode protection of pipelines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1823524C (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA031694B1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-02-28 | Никита Андреевич Мальцев | Method for electrochemical protection of liquid hydrocarbons transport pipelines against corrosion, and tribo-generator for implementing the same |
| RU2762651C1 (en) * | 2021-04-26 | 2021-12-21 | Акционерное общество «Нижегородский завод 70-летия Победы» | Soft-landing cylinder |
| RU2762650C1 (en) * | 2021-04-22 | 2021-12-21 | Акционерное общество «Нижегородский завод 70-летия Победы» | Soft-landing cylinder |
-
1988
- 1988-07-19 RU SU4473576 patent/RU1823524C/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 411174, ка С 23F 13/00.1969. Патент US N 4458493. кл. 60-662.1984. * |
| Авторское свидетельство СССР N 411174, кл. C 23F 13/00, 1969. * |
| Патент США N 4458493, кл. 60-662, 1984. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA031694B1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-02-28 | Никита Андреевич Мальцев | Method for electrochemical protection of liquid hydrocarbons transport pipelines against corrosion, and tribo-generator for implementing the same |
| RU2762650C1 (en) * | 2021-04-22 | 2021-12-21 | Акционерное общество «Нижегородский завод 70-летия Победы» | Soft-landing cylinder |
| RU2762651C1 (en) * | 2021-04-26 | 2021-12-21 | Акционерное общество «Нижегородский завод 70-летия Победы» | Soft-landing cylinder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5461858A (en) | Method of producing hydroelectric power | |
| EP0422221A1 (en) | Self-active type generation system | |
| KR20150122801A (en) | Wind turbine for generating electricity with naval technology | |
| RU1823524C (en) | Self-contained device for cathode protection of pipelines | |
| CN107612004A (en) | Adaptive wind power generation and energy storage system | |
| JPS56132477A (en) | Energy storing and supplying equipment | |
| US3702938A (en) | Electric generator drive | |
| EP0073088A3 (en) | Obtaining energy from cryogenic fluids | |
| WO2018095446A1 (en) | Power system using a renewable source of mechanical energy | |
| CN112031982B (en) | Hydraulic generator with stable output voltage and frequency | |
| US4248043A (en) | Apparatus for storing energy and generating electricity | |
| RU2000131795A (en) | POWER INSTALLATION OF THE AIRCRAFT | |
| RU2020242C1 (en) | Hybrid drive for vehicle | |
| CN206902829U (en) | A kind of constant pressure frequency conversion water supply installation | |
| RU2774014C1 (en) | Installation for alternative energy supply for electrochemical protection of main gas pipeline | |
| JPS57188783A (en) | Wind-force accumulating and storing power generator | |
| SU1208299A1 (en) | Wave power plant | |
| CN108266897A (en) | Mine shaft winterized equipment | |
| JPH084643A (en) | Power generation device utilizing gas pressure | |
| SU1684530A1 (en) | Apparatus for utilizing energy of emerging mine air | |
| RU2138743C1 (en) | Gas energy utilization device | |
| RU2127372C1 (en) | Fluid medium energy converter | |
| RU2142389C1 (en) | Power plant for flying vehicles soaring (hovering) above ground | |
| RU2020698C1 (en) | Power generating device | |
| CN110486095A (en) | A kind of novel intelligent electricity generation system |