RU2402058C1

RU2402058C1 - Float level controller of separator liquid

Info

Publication number: RU2402058C1
Application number: RU2009139025/28A
Authority: RU
Inventors: Евгений Леонидович Левченко (RU); Евгений Леонидович Левченко; Игорь Михайлович Достовалов (RU); Игорь Михайлович Достовалов; Юрий Борисович Любимов (RU); Юрий Борисович Любимов; Виктор Иванович Кохан (RU); Виктор Иванович Кохан; Валентин Митрофанович Мазур (RU); Валентин Митрофанович Мазур
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт"
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2010-10-20

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: level controller of liquid in tank with gas-liquid mixture includes float connected to drain valve of liquid from the tank with possibility of covering the opening area of the valve at decrease of liquid level and with gas discharge valve with possibility of covering its opening area at increase of liquid level. Besides float is equipped at least with one ventilation pipe projecting above the float and connecting the inner cavity of the float to the tank cavity. At that, each ventilation pipe has a gap with float bottom, which provides passage area to the pipe, which is not less than the area of inner cross section of the pipe.

EFFECT: providing floatability and stability of shape at high pressures.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике регулирования уровня жидкости в сепараторах газожидкостных смесей.The invention relates to techniques for regulating the liquid level in separators of gas-liquid mixtures.

Широко известны поплавковые регуляторы уровня жидкости в емкости, в которых при подъеме уровня жидкости поплавок перемещается вверх и открывает клапан слива жидкости, тем самым увеличивая расход слива и снижая скорость повышения уровня вплоть до отрицательной, и наоборот, при понижении уровня происходит снижение расхода слива. Однако такие регуляторы имеют существенный недостаток при использовании для газожидкостной смеси, когда требуются отдельные отводы для газа и для жидкости, а регулируется только отвод жидкости. В этом случае при снижении количества газа в подводимой газожидкостной смеси в линию отвода газа может потечь жидкость.The float regulators of the liquid level in the tank are widely known, in which, when the liquid level rises, the float moves up and opens the liquid drain valve, thereby increasing the discharge rate and reducing the rate of level increase to negative, and vice versa, when the level is lower, the discharge rate decreases. However, such regulators have a significant drawback when used for a gas-liquid mixture, when separate outlets for gas and for liquids are required, and only the outlet of the fluid is regulated. In this case, when the amount of gas in the supplied gas-liquid mixture is reduced, liquid may flow into the gas exhaust line.

Данная проблема решена в поплавковых регуляторах уровня жидкости в сепараторах, когда клапан, приводимый от поплавка, устанавливается не только на линии отвода жидкости, но и на линии отвода газа (см., например, SU 337766, RU 2032204). При этом клапан по газу закрывается при повышении уровня жидкости и движении поплавка вверх, исключая возможность попадания жидкости в линию отвода газа.This problem was solved in the float regulators of the liquid level in the separators, when the valve driven by the float is installed not only on the liquid outlet line, but also on the gas outlet line (see, for example, SU 337766, RU 2032204). In this case, the gas valve closes when the liquid level rises and the float moves upward, eliminating the possibility of liquid entering the gas exhaust line.

Наиболее близким к предложенному является регулятор уровня жидкости в емкости с газожидкостной смесью, содержащий поплавок, связанный с клапаном слива жидкости из емкости с возможностью перекрытия проходного сечения клапана при понижении уровня жидкости и с клапаном сброса газа с возможностью перекрытия его проходного сечения при повышении уровня жидкости (SU 337766, опуб. 05.05.1972).Closest to the proposed one is a liquid level regulator in a tank with a gas-liquid mixture containing a float connected to a valve draining the liquid from the tank with the possibility of blocking the valve bore when the liquid level is lower and with a gas discharge valve with the possibility of blocking its gas bore when the liquid level rises ( SU 337766, publ. 05/05/1972).

Однако в условиях высокого давления поплавок с открытой полостью потеряет плавучесть из-за сокращения объема вытесненной жидкости. Поплавок с закрытой полостью будет сминаться под действием давления, а при увеличении толщины стенок поплавка он будет тонуть.However, under high pressure conditions, the float with an open cavity will lose buoyancy due to a reduction in the volume of the displaced liquid. A float with a closed cavity will crumple under pressure, and with an increase in the wall thickness of the float, it will sink.

Задачей изобретения является создание поплавкового регулятора уровня жидкости в сепараторе, работоспособного при высоких давлениях.The objective of the invention is the creation of a float regulator of the liquid level in the separator, operable at high pressures.

Техническим результатом изобретения является обеспечение плавучести и формоустойчивости поплавка при высоких давлениях.The technical result of the invention is the provision of buoyancy and dimensional stability of the float at high pressures.

Технический результат достигается тем, что в регуляторе уровня жидкости в емкости с газожидкостной смесью, содержащем поплавок, связанный с клапаном слива жидкости из емкости с возможностью перекрытия проходного сечения клапана при понижении уровня жидкости и с клапаном сброса газа с возможностью перекрытия его проходного сечения при повышении уровня жидкости, согласно изобретению поплавок снабжен по меньшей мере одной вентиляционной трубкой, выступающей над поплавком и сообщающей внутреннюю полость поплавка и полость емкости, при этом каждая вентиляционная трубка имеет зазор с днищем поплавка, обеспечивающий площадь проходного сечения в трубку не меньше площади внутреннего поперечного сечения трубки.The technical result is achieved by the fact that in the liquid level regulator in a container with a gas-liquid mixture containing a float connected to a valve draining the liquid from the tank with the possibility of blocking the passage section of the valve when the liquid level is lower and with a gas discharge valve with the possibility of blocking its gas section when the level increases liquid, according to the invention, the float is equipped with at least one ventilation tube protruding above the float and communicating the internal cavity of the float and the cavity of the tank, when each ventilation tube has a gap with the bottom of the float, providing an area of the bore in the tube is not less than the area of the inner cross section of the tube.

Кроме того, регулятор снабжен гибким шлангом, соединенным с полостью поплавка и предназначенным для наддува поплавка газом от внешнего источника.In addition, the regulator is equipped with a flexible hose connected to the cavity of the float and designed to pressurize the float with gas from an external source.

На чертеже изображен предложенный регулятор уровня.The drawing shows the proposed level control.

Поплавковый регулятор уровня жидкости в сепараторе включает камеру 1, снабженную патрубком 2 подвода газа, патрубком 3 отвода газа, патрубком 4 подвода жидкости и патрубком 5 отвода жидкости. В камере 1 размещен поплавок 6, в котором установлены вертикальные вентиляционные трубки 7, имеющие зазор с днищем поплавка 6, обеспечивающий площадь проходного сечения в трубку 7 не меньше площади внутреннего поперечного сечения трубки 7. Вентиляционные трубки 7 выступают над поплавком 6 на высоту, не превышающую расстояния от его верхней поверхности до верхней стенки камеры 1 при максимально высоком (рабочем) уровне жидкости в камере 1.The float regulator of the liquid level in the separator includes a chamber 1, equipped with a pipe 2 for supplying gas, pipe 3 for venting gas, pipe 4 for supplying fluid and pipe 5 for venting liquid. A float 6 is placed in the chamber 1, in which vertical ventilation tubes 7 are installed, having a gap with the bottom of the float 6, providing a passage sectional area into the tube 7 not less than the internal cross-sectional area of the tube 7. Ventilation tubes 7 protrude above the float 6 to a height not exceeding the distance from its upper surface to the upper wall of the chamber 1 at the highest (working) level of liquid in the chamber 1.

На поплавке 6 закреплены профиль 8 регулирования отвода газа клапана сброса газа и профиль 9 регулирования отвода жидкости клапана слива жидкости.On the float 6 fixed profile 8 regulation of the gas outlet valve gas discharge and profile 9 regulation of the fluid outlet valve drain fluid.

Регулятор работает следующим образом.The regulator operates as follows.

При подъеме уровня жидкости в камере 1 поплавок 6 перемещается вверх вместе с профилем 9 и открывает клапан слива жидкости, тем самым увеличивая расход слива и снижая скорость повышения уровня вплоть до отрицательной, и наоборот, при понижении уровня происходит снижение расхода слива. При этом профиль 8 перекрывает клапан сброса газа, исключая возможность попадания жидкости в линию отвода газа.When the liquid level in the chamber 1 rises, the float 6 moves up along with the profile 9 and opens the liquid drain valve, thereby increasing the discharge rate and reducing the rate of increase of the level to negative, and vice versa, when the level decreases, the discharge rate decreases. In this case, the profile 8 closes the gas discharge valve, eliminating the possibility of liquid entering the gas exhaust line.

При снижении уровня жидкости поплавок перемещается вниз, профиль 8 перемещается вниз, открывая клапан сброса газа, а профиль 9, перемещаясь вниз, перекрывает клапан слива жидкости и происходит снижение расхода слива.When the liquid level decreases, the float moves down, profile 8 moves down, opening the gas relief valve, and profile 9, moving down, closes the liquid drain valve and the drain discharge decreases.

Вентиляционные трубки 7, поднимающиеся вместе с поплавком 6 до верхней стенки камеры 1, выравнивают давление в камере 1 и в полости поплавка 6, что исключает смятие поплавка и его затопление. Зазор между торцами трубок 7 и днищем поплавка 6 выбирают из условия обеспечения площади проходного сечения в трубку 7 не меньше площади внутреннего поперечного сечения трубки 7 для того, чтобы не снижать пропускную способность вентиляционных трубок и не замедлять выравнивание давления во избежание смятия поплавка 6.Ventilation tubes 7, rising with the float 6 to the upper wall of the chamber 1, equalize the pressure in the chamber 1 and in the cavity of the float 6, which eliminates the crushing of the float and its flooding. The gap between the ends of the tubes 7 and the bottom of the float 6 is selected from the condition of ensuring the passage area in the tube 7 is not less than the internal cross-sectional area of the tube 7 so as not to reduce the throughput of the ventilation tubes and not to slow down the pressure equalization in order to avoid crushing of the float 6.

Однако если остаточный объем газа окажется меньше объема поплавка 6, жидкость начнет наполнять поплавок через вентиляционные трубки 7 и уменьшать его плавучесть. При дальнейшем повышении давления поплавок 6 может затонуть и заблокировать отвод жидкости из сепаратора через патрубок 5 отвода жидкости. Такая ситуация может возникнуть при первичном заполнении системы, снабженной указанным поплавковым регулятором, газожидкостной смесью с малым содержанием газа или жидкостью без газа. При недостатке поступления газа в систему поплавок 6 всплывет до верхнего рабочего уровня и полностью перекроет сброс газа. Однако если при этом давление в системе не достигнет рабочего и продолжится поступление жидкости без газа, то уровень жидкости будет расти выше максимального рабочего уровня, сжимая остаточный газ. Когда уровень жидкости поднимется до верхней стенки камеры 1, начнется затопление поплавка 6. Таким образом, при крайне неблагоприятном режиме первичного заполнения системы смесью может произойти подтопление поплавка 6 и потеря нормальной работоспособности регулятора, вплоть до полного затопления поплавка 6 и блокирования сброса жидкости (жидкость пойдет в газовую магистраль).However, if the residual volume of gas is less than the volume of the float 6, the liquid will begin to fill the float through the ventilation tubes 7 and reduce its buoyancy. With a further increase in pressure, the float 6 may sink and block the drainage of liquid from the separator through the pipe 5 of the drainage fluid. Such a situation may arise during the initial filling of a system equipped with the indicated float regulator, a gas-liquid mixture with a low gas content or a liquid without gas. With a lack of gas supply to the system, the float 6 will float to the upper working level and completely block the gas discharge. However, if the pressure in the system does not reach the working one and the flow of liquid without gas continues, the liquid level will rise above the maximum working level, compressing the residual gas. When the liquid level rises to the upper wall of the chamber 1, flooding of the float 6 will begin. Thus, in the extremely unfavorable mode of initial filling of the system with the mixture, flooding of the float 6 and loss of normal operation of the controller can occur, up to the complete flooding of the float 6 and blocking the discharge of liquid (the liquid will go to the gas line).

Чтобы этого не произошло, поплавок 6 соединяют гибким шлангом со штуцером на стенке камеры 1 (не показаны на чертеже) для наддува поплавка газом от внешнего источника.To prevent this, the float 6 is connected with a flexible hose to the fitting on the wall of the chamber 1 (not shown in the drawing) to pressurize the float with gas from an external source.

Claims

1. The liquid level regulator in the tank with a gas-liquid mixture, containing a float connected to a valve draining the liquid from the tank with the possibility of blocking the bore of the valve when the liquid level is lower and with the valve of the gas discharge with the possibility of blocking its bore with increasing liquid level, characterized in that the float is provided with at least one ventilation tube protruding above the float and communicating the internal cavity of the float and the cavity of the tank, while each ventilation tube has a gap with the bottom of the float, providing the passage sectional area of the tube is not less than the internal cross-sectional area of the tube.

2. The regulator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a flexible hose connected to the cavity of the float and designed to pressurize the float with gas from an external source.