установка для подачи текучей среды под давлением

Формула изобретения

1. Установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрывопожаробезопасных смесей на основе азота, содержащая воздушный компрессор низкого давления, соединенный своим выходом с входом мембранного аппарата, выход которого пневмомагистралью подключен к газовому входу газобустерного насоса, имеющего жидкостнй вход, а выход газобустерного насоса сообщен с сепаратором, имеющим жидкостный выход и газовый выход, являющийся выходом установки, емкость и насос подпитки, подключенный своим входом к последней, отличающаяся тем, что она снабжена теплообменником, вход которого, гидролинией подключен к жидкостному выходу сепаратора, а выход теплообменника подключен гидролинией к жидкостному входу газобустерного насоса, при этом насос подпитки выполнен дозирующим и подключен выходом к выходу установки.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной линией подвода газа от внешнего источника, подключенной к газовому входу газобустерного насоса.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что внешний источник выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пневмогазогидравлических систем общего назначения и может быть использовано для приготовления и нагнетания под большим давлением газожидкостных смесей на основе азота, используемых в различных областях техники, для создания инертной газовой среды в замкнутых объемах с целью предотвращения взрывов и пожаров.

Текучая среда - это рабочее тело, которое приводится в движение насосом или приводит в движение двигатель. Текучая среда может быть либо в газообразном состоянии, то есть сжимаемой, либо в жидком, то есть несжимаемой. Возможно и одновременное существование текучей среды в двух состояниях, то есть представлять собой газожидкостную смесь.

Из предыдущего уровня техники известна установка для подачи текучей среды под давлением, содержащая гидромашину объемного действия, резервуар с рабочей жидкостью, источник сжатого газа и вентили (А.С. СССР 541049, F 15 В 1/02, 1976).

Недостаток известного технического решения заключается в том, что установка для подачи текучей среды под давлением имеет ограниченную область использования.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является установка для подачи текучей среды под давлением,преимущественно, взрыво-и пожаробезопасных смесей на основе азота, содержащая воздушный компрессор низкого давления, соединенный своим выходом с входом мембранного аппарата, выход которого пневмомагистралью подключен к газовому входу газобустерного насоса высокого давления, имеющего жидкостный вход, а выход насоса сообщен с сепаратором, имеющим жидкостный выход и газовый выход, являющийся выходом установки, емкость и насос подпитки, подключенный своим входом к последней. Патент РФ 2089750 С1, 10.09.1997.

Недостатком данного устройства является высокая температура отсепарированной жидкости, поступаемой на вход газобустерного насоса подаваемой насосом подпитки, что в общем случае приводит к снижению кпд газобустерного насоса.

Задачей изобретения является повышение кпд газобустерного насоса и установки для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво-и пожаробезопасных смесей на основе азота в целом.

Поставленная задача решена тем, что установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно, взрыво- и пожаробезопасных смесей на основе азота, содержащая воздушный компрессор низкого давления, соединенный своим выходом с входом мембранного аппарата, выход которого пневмомагистралью подключен к газовому входу газобустерного насоса, имеющего жидкостный вход, а выход газобустерного насоса сообщен с сепаратором, имеющим жидкостный выход и газовый выход, являющийся выходом установки, емкость и насос подпитки, подключенный своим входом к последней. При этом установка дополнительно снабжена теплообменником, вход которого гидролинией подключен к жидкостному выходу сепаратора, а выход теплообменника подключен гидролинией к жидкостному входу газобустерного насоса, при этом насос подпитки выполнен дозирующим и подключен выходом к выходу установки.

Кроме того, установка может быть снабжена дополнительной линией подвода газа от внешнего источника, подключенной к газовому входу газобустерного насоса.

А внешний источник может быть выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла.

На чертеже показана блок-схема установки для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво-ипожаробезопасных смесей на основе азота.

Установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво-и пожаробезопасных смесей на основе азота, содержит воздушный компрессор 1 низкого давления, соединенный своим выходом 2 с входом 3 мембранного аппарата 4, выход 5 которого пневмомагистралью 6 подключен к газовому входу 7 газобустерного насоса 8, имеющего жидкостной вход 9, а выход 10 газобустерного насоса 8 сообщен с сепаратором 11, имеющим жидкостный выход 12 и газовый выход 13, являющийся выходом установки, емкость 14 и насос 15 подпитки, подключенный своим входом 16 к последней, теплообменник 17, вход 18 которого гидролинией 19 подключен к жидкостному выходу 12 сепаратора 11, а выход 20 теплообменника подключен гидролинией 21 к жидкостному входу 9 газобустерного насоса 8, при этом насос 15 подпитки выполнен дозирующим и подключен выходом 22 к выходу 13 установки.

Кроме того, установка может быть снабжена дополнительной линией 23 подвода газа от внешнего источника 25, подключенного к газовому входу 7 газобустерного насоса 8 через регулируемый вентиль 24.

А внешний источник 23 может быть выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла.

Установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво- и пожаробезопасных смесей на основе азота, работает следующим образом.

С помощью воздушного компрессора 1 низкого давления (0,8 - 2,5 МПа) воздух из атмосферы подается на вход 3 мембранного аппарата 4, где из воздуха происходит выделение кислорода и удаление его в атмосферу. Далее, оставшаяся смесь, содержащая 85-95% азота, с выхода 5 мембранного аппарата 4 подается по пневмомагистрали 6 на газовый вход 7 газобустерного насоса 8.

При наличии внешнего источника сжатого газа (природного, попутного нефтяного или другого газа, безопасного по условиям воспламенения в углеводородной среде) установка может нагнетать этот газ в объект потребления, например в скважину или трубопровод. Тогда от источника 25 газ через регулируемый вентиль 24 по магистрали 6 поступает на газовый вход 7 газобустерного насоса 8.

Одновременно на жидкостный вход 9 газобустерного насоса 8 по гидролинии 21 с выхода 20 теплообменника 17 подается дозированное количество охлажденной технологической рабочей жидкости, в качестве которой может быть использовано масло, нефть или вода.

В газобустерном насосе 8 смесь, содержащая азот, или газ от внешнего источника сжимается до давления нагнетания с помощью охлажденной рабочей жидкости.

Благодаря тому, что жидкость охлаждена, она содержит меньше растворенного газа и, следовательно, объемный модуль упругости такой жидкости выше и соответственно выше жесткость гидромеханизма газобустерного насоса 8 и его кпд. Далее, образовавшаяся газожидкостная смесь с выхода 10 газобустерного насоса 8 подается в сепаратор 11. В сепараторе 8 из газожидкостной смеси отделяется жидкость, которая удаляется из сепаратора 8 через жидкостный выход 12 и по гидролинии 19 подается на вход 18 теплообменника 17, в котором она и охлаждается. Оставшаяся текучая среда, содержащая сжатый до необходимого давления газ, из сепаратора 11 с газового выхода 13 подается потребителю.

Одновременно на выход 13 потребителю с выхода 22 насоса 15 подпитки, выполненного дозирующим, может подаваться из емкости 14 определенная доза пенообразующего поверхностно-активного вещества, составляющая при смешении с газом пену для технологических операций с ее использованием.