Устройство для автоматического определения места аварии трубопровода

ОПИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ,п1 417675

Союз Советскик

Оциалистических респубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 08.12.71 (21) 1722370/29-14 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 28.02.74. Бюллетень № S

Дата опубликования описания 23.09.74 (51) !Ч. Кл. Г 17d 3 04

Гооударотвпнный комитат

Совета Мнннотров СССР па делам нзобротаний н открытий (53) УДК 621.643(088.8) (72) Автор изобретения P. Ю. Котляр (71) Заявитель Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт инженерного оборудования городов, жилых и общественных зданий (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕСТА АВАРИИ ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к средствам контроля напорного трубопроводного транспорта жидких и газообразных продуктов по подземным и надземным трубопроводам. Оно может оыть использовано при эксплуатации или гидравлических испытаниях (опрессовке) трубопроводов городских систем холодного и горячего водоснабжения, теплоснабжения, газоснабжения, а также в других отраслях народного хозяйства, эксплуатирующих нефтепродуктопроводы, дальные водопроводы, газопроводы и т. п. с целью своевременного, дистанционного и точного определения места аварийного повреждения, разрыва трубопровода.

Известны устройства автоматического определения, места аварии трубопровода.

Однако эти устройства сложны, а также не соответствуют современным требованиям быстродействия, точности, дистанционности, требуют при эксплуатации больших затрат груда.

Целью изобретения является упрощение копструкцип устройства.

Это достигается тем, что один из датчиков размещен на внешней поверхности трубопровода и подключен на вход приемного блока запуска, а другой установлен внутри трубопровода и подключен IIG вход приемного блока остановки.

На чертеже изооражена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчики волновых колебании 1 и 2, устанавливаемые на контролируемом трубопроводе 3 и в месте 4; приемный узел 5 запуска, приемный узел 6 остановки и измерительный узел 7.

Эти датчики и узлы располагаются и подключаются один к другому таким образом, чтобы было ооеспе гено использование физического процесса, происхо ящего при аварии, на котором основано действие предлагаемого уст15 ройства. Ооа датчика 1 и 2 устанавливаются обязательно в одном месте па трубопроводе и обязательно в разных его средах, т. е. один на стенке труоопровода, например металлической, а другой — внутри трубопровода в среде

20 транспортируемого продукта, например в воде. Взаимосвязь узлов должна быть обязательно следующей; датчик 1 на стенке трубопровода подключается электрически ко входу прис.нного узла 5 запуска, датчики 2 в

25 транспортируемом продукте подключаются ко входу приемного узла 6 остановки, выходнь|е сигналы узлов 5 и 6 подаются на вход измерительного узла 7. Только такое сочетание указанных узлов устройства позволяет достичь

ЗО цели изобретения.

417675

Так как датчики устройства должны раоотать в различных физических средах, они различаются по типу и чувствительности.

Приемные узлы запуска и остановки предназначены для приема сигналов от соответствующих датчиков и выработки при этом управляющих сигналов, идущих без задержек на вход измерительного узла, для включения и отключения отметчика времени в измерительном узле.

Измерительный узел устройства, предназначепный для измерения ра ности времен прихода сигналов от датчиков и указания величины расстояния до места аварийного разрыва трубопровода, содержит отмстчик времени, который запускается и останавливается по сигналам от приемных узлов запуска и остановки. Шкала отметчика времени является указателем расстояния до места аварии, Реализация перечисленных узлов устройства не представляет трудностей, так как они собираются из выпускаемых промышленностью элементов и изделий.

Действие устройства основано на способе, предусматривающем использование волновых колебаний, распространяющихся в различных физических средах вдоль трубопровода при возникновении аварийного повреждения и утечки на трубопроводе.

При напорном трубопроводном транспорте жидких или газообразных однородных продуктов в .момент аварийного повреждения разрыв стенки трубопровода и возникновения утечки появляются, как следствие этого, волновые колебания, распространяющиеся в продукте внутри трубопровода (например, в воде), в материале трубопровода (например, в металле) и в грунте или воздухе, окружающих трубопровод. Учитывая, что волновые колебания распространяются вдоль трубопровода в каждой из указанных физических сред с иной скоростью, можно, производя регистрацию момента прихода передних фронтов этих колебаний по каждой из сред к месту регистрации и получая разность времен прихода этих фронтов, определять, кроме факта возникновения разрыва и утечки и времени их возникновения, расстояние до места по длине трубопровода, где произошел разрыв. Влияние наложения скорости течения продукта по трубопроводу на скорость волновых колебаний в продукте практически равно нулю, так как последняя на два порядка выше, чем первая.

Возьмем случай регистрации колебаний от разрыва металлического трубопровода для транспорта жидкости.

При скорости распространения волновых колебаний в металле V и в жидкости V2 расстояние Х от места повреждения и утечки до места 4 регистрации передних фронтов волн датчиками равно

Х= р, t, или A=V 82, где t1 и t2 — зафиксированные моменты врмени прихода к месту регистрации передних фронтов волн аварии соответственно по металлу. и l10 жидкости.

Так как V, t,==V, t, или

V, то

1 1 2 t2=tl

2 tl

Обозначив t, — t, -=Л1, получим

Vl V2 At

V2 t1

2 откуда t, =

1 1 2

Наконец, обозначив V — V = Ы: 2, получи?м окончательно

20 V, V2.М вЂ” 1 1 — д

1 — 2

Полученный результат показывает, что расстояние Х до места утечки определяется для данного трубопровода только переменной величиной At, т. е. разностью времен прихода волновых колебаний от аварии к месту установки датчиков, а остальные величины — Vi, V2 и AV> 2 — для данного трубопровода и продукта постоянны. Поэтому можно считать постоянным коэффициентом величину

К= —, тогда Х=К Ы.

1-2

60 Предмет изобретения

Устройство для автоматического определения места аварии трубопровода, включающее приемный блок запуска, приемный блок оста65 новки и датчики волновых колебаний, о т л иТакая зависимость позволяет легко градуировать шкалу измерительного узла непосредственно в единицах длины, т. е. снабдить измерительный узел указателем расстояния до места аварии. Точное время 1р возникновения разрыва устанавливается по времени ti npu4 хода фронта волновых колеоаний по металлу стенок трубопровода

1р — t

Д 1

45 Установленное на трубопроводе устройство срабатывает при возникновении аварийного разрыва и утечки, т. е. происходит автоматическое восприятие датчиками и регистрация приемными узлами пришедших по металличе50 ским стенкам трубопровода и продукту в нем передних фронтов волновых колебаний от аварии, измерение разности времени их прихода и указание на шкале измерительного узла расстояния между местом установки датчиков

55 и местом аварии. При необходимости производится передача сигналов и показаний устройства на диспетчерский пункт с помощью известных технических средств.

417675

Составитель О. Картавенко

Техред 3. Тараненко Корректор А. Степанова

Редактор О. Юркова

Заказ 2875i14 Изд. ¹ 1526 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, один из датчиков размещен на внешней поверхности трубопровода и подключен на Вход г.рнемного блока запуска, а другой установлен внутри трубопровода и подключен на вход приемного блока остановки.