устройство для обнаружения места течи в трубопроводе

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕСТА ТЕЧИ В ТРУБОПРОВОДЕ, содержащее измерительный проводник и подключенный к нему регистратор течи, выполненный по схеме двуплечего измерительного моста, отличающееся тем, что к измерительному проводнику подключено несколько дискретно установленных в местах вероятных протечек датчиков, причем измерительный проводник расположен вне стенок трубопровода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам дистанционного контроля места течи, преимущественно для трубопроводов с высокотоксичными и радиоактивными растворами.

Известно устройство для обнаружения утечек в трубопроводах для жидкости, покрытых теплоизоляцией, содержащее импульсный генератор, датчик течи, соединенный с приемным устройством, и вторичный прибор, при этом датчик течи выполнен в виде коаксиального кабеля, проложенного в теплоизоляции вдоль трубопровода и подключенного к импульсному генератору (см. авт. свид. CCСР N 612102, кл. F 17 D 5/02).

Известное устройство не может быть использовано для трубопроводов без теплоизоляции. Кроме того, при недостаточно высокой точности определения места течи, для использования устройства требуется изготовление специального перфорированного коаксиального кабеля и сложного измерительного комплекса.

Известно устройство для обнаружения места течи в трубопроводе с электропроводящей жидкостью, содержащее изолированный проводник, проложенный вдоль трубопровода и подключенный к одному из зажимов регистратора места течи, при этом проводник навит на трубопровод по спирали и размещен между слоями бумажной гидроизоляции, облитой сверху битумом (см. авт. св. СССР N 806987, кл. F 17 L 5/02).

Известное устройство требует выполнения специальной гидроизоляции всего трубопровода. Кроме того, известное устройство требует прокладки дорогостоящего высокоомного проводника в толще гидроизоляции, что повышает как стоимость устройства, так и трудоемкость монтажа устройства в целом.

Известно устройство для обнаружения места течи в неизолированном трубопроводе с электропроводящей радиоактивной жидкостью, установленном в закрытом лотке, облицованном нержавеющей сталью, содержащее измерительный проводник, проложенный в лотке с зазором относительно его дна, при этом измерительный проводник и облицовка лотка в начале трубопровода подключены к регистру места течи по схеме одноплечевого измерительного моста (см. авт. св. СССР N 1332971, кл. F 17 D 5/02).

Известное устройство при его использовании для трубопроводов, проложенных с уклоном (а по нормативным документам они так и должны прокладываться) ненадежно в работе, так как в этом случае при возникновении течи, истекающая из трубопровода жидкость будет стекать по лотку в сторону уклона, при этом место замыкания в электрическую цепь измерительного проводника и облицовки лотка будет также двигаться в сторону уклона вплоть до нижней точки трассы трубопровода.

Следовательно показания регистратора места течи (в известном устройстве) будут зависеть от величины уклона, качества дна лотка, времени замера (измерения) и расхода течи, что может вызвать неправильное определение расстояния до места течи, или просто "указать" на нижнюю точку трассы трубопровода, которая может находиться на значительном расстоянии от фактического места течи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известное устройство для обнаружения места течи, содержащее проложенный в электропроводящей среде трубопровода изолированный кабель, соединенный в конце трубопровода с изолированным проводником, вмонтированным в продольный сварной шов трубы. В начале трубопровода концы изолированного кабеля и изолированного проводника подключены к регистратору места течи, роль которого выполняет измерительный мост постоянного тока. В одной диагонали измерительного моста установлен гальванометр, к зажимам которого и подключены концы кабеля и проводника, образуя два плеча измеряемых сопротивлений. Источник питания другой диагонали измерительного моста одним полюсом подключен к движку балансировочного реостата, а другим полюсом соединен с заземляющим проводником. При возникновении повреждения в сварном шве трубопровода изоляция проводника, вмонтированного в продольный сварной шов, нарушается и он заземляется. Замыкается цепь питания измерительного моста. Расстояние до места повреждения определяется по известным длинам изолированных кабеля и проводника и измерительному сопротивлению.

Данное устройство обеспечивает достаточно высокую точность определения места течи в продольном сварном шве трубопровода, однако не контролирует поперечные (монтажные) сварные швы.

Изготовление специальных труб с изолированными проводниками, вмонтированными в продольные сварные швы, и последующий монтаж такого трубопровода существенно усложняет и удорожает конструкцию в целом.

Кроме того, наличие изолированного проводника внутри продольного сварного шва значительно снижает не только прочность трубопровода, но и качество сварных швов, а следовательно и надежность трубопровода.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции устройства.

Кроме того, достигаются и другие цели - упрощение монтажа устройства, качество и надежность трубопровода, а также возможность использования устройства для трубопроводов практически с любыми среда- ми, в том числе и с неэлектропроводными при установке соответствующих типов датчиков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обнаружения места течи в трубопроводе с электропроводящей жидкостью, содержащее измерительный проводник и подключенный к нему регистратор течи, выполненный по схеме двухплечевого измерительного моста, к измерительному проводнику подключено несколько дискретно установленных в местах вероятных протечек датчиков, причем измерительный проводник расположен вне стенок трубопровода.

Наличие отличительных признаков, а именно дискретная установка датчиков в местах вероятных протечек и подключенных к измерительному проводнику, расположенному вне стенок трубопровода свидетельствует о соответствии предлагаемого решения критерию изобретения "новизна".

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения и достигаемым техническим результатам, а именно, повышение надежности вместе с упрощением конструкции устройства достигается тем, что дискретная установка датчиков в местах вероятных протечек используется совместно с подключением их к измерительному проводнику, расположенному вне трубопровода, а подключение концов измерительного проводника к регистратору места течи по схеме двухплечевого измерительного моста позволяет исключить влияние переходного сопротивления датчика в месте течи на точность измерения расстояния до места течи, что в результате с возросшей чувствительностью устройства дает возможность использовать устройство для трубопровода с жидкостью, обладающей низкой электропроводностью, что свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию изобретения "изобретательский уровень".

На чертеже изображено устройство для обнаружения места течи в трубопроводе, вариант для трубопровода с высокотоксичной электропроводной жидкостью.

Устройство для обнаружения места течи в трубопроводе содержит трубопровод 1, проложенный внутри закрытого лотка 2, датчики течи 3, установленные на сварных швах трубопровода 1 и соединенные с измерительным проводником 4, проложенным вдоль трубопровода 1.

В начале трубопровода концы измерительного проводника 4 и стенка трубопровода 1 соединены с зажимами регистратора места течи 5, представляющего собой измерительный мост постоянного тока. В одной диагонали моста установлен гальванометр, к зажимам которого подключены концы измерительного проводника 4, к другой диагонали одним полюсом подключен источник питания, который другим полюсом, через реле аварийной сигнализации, подключен к стенке трубопровода 1.

При нормальной эксплуатации трубопровода цепь источника питания разомкнута и устройство "указывает" на отсутствие течи.

При разгерметизации одного из сварных швов трубопровода 1 электропроводящая жидкость 6 заполнит кольцевую полость датчика 3, замкнется цепь питания измерительного моста 5 и реле включения аварийной сигнализации.

Расстояние до "замыкающего" датчика определяется по известным параметрам измерительного и соединяющих проводников и измеренному соотношению плеч моста после балансировки. При одинаковых материале и сечении измерительного и соединительных проводников формула для определения расстояния до места течи примет вид:

l_x= 2L

где l_x - расстояние от начала трубопровода до места течи;

L - длина трубопровода.

R₁, R₂ - сопротивление плеч моста после балансировки.

В качестве регистратора места течи можно использовать мосты постоянного тока (типов УМВ и МО-6), универсальные кабельные мосты (типов Р333, Р334) и другие мосты с выносным гальванометром чувствительностью не ниже 10^-6-10^-7 А/мм, а также автоматические, электронные мосты чувствительностью не ниже 10^-6-10^-7 А/мм.

Измерительный проводник рекомендуется выполнить из проволоки диаметром 0,5-1,5 мм, который можно подключить к регистратору места течи с помощью двух жил кабеля технологической связи, который, как правило, прокладывается вдоль трассы трубопровода.

В качестве датчиков, в зависимости от перекачиваемой среды, можно использовать стандартные хомуты с прокладками из изоляционного материала, в которых следует сделать кольцевые вырезы или другие датчики, работающие на "замыкание" при взаимодействии со средой трубопровода.

Реализация данного устройства в промышленности не вызывает затруднений и предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, при этом, в случае использования устройства, резко повышается не только уровень технических характеристик, но условий труда, технической и экологической безопасности, особенно для производств, связанных с перекачкой высокотоксичных и радиоактивных растворов.

Таким образом предлагаемое техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость".

(56) Заявка ФРГ N 1940872, кл. F 17 D 5/06, 1961.