NO325342B1 - Reguleringsanordning og stromningsmaler samt fremgangsmater ved bruk av reguleringsanordningen. - Google Patents
Reguleringsanordning og stromningsmaler samt fremgangsmater ved bruk av reguleringsanordningen. Download PDFInfo
- Publication number
- NO325342B1 NO325342B1 NO20062855A NO20062855A NO325342B1 NO 325342 B1 NO325342 B1 NO 325342B1 NO 20062855 A NO20062855 A NO 20062855A NO 20062855 A NO20062855 A NO 20062855A NO 325342 B1 NO325342 B1 NO 325342B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- fluid
- energy
- flow
- regulating
- regulation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 81
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 74
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000013643 reference control Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
- G05D7/0126—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs
- G05D7/0133—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs within the flow-path
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en reguleringsanordning (1) for regulering av en fluidstrøm hvor reguleringsanordningen (1) omfatter et aktivatorelement (3) som er forsynt med et gjennomstrømningsareal (4) innrettet til å kunne lede fluid mellom et fluidinnløp (9) og et fluidutløp (13) og som innbefatter en første restriksjonsanordning (17) og et reguleringsanordningslegeme (5) som er anbrakt i det minste i et parti av gjennomstrømningsarealet (4) og som er forsynt med en andre restriksjonsanordning (19) som sammen med nevnte første restriksjonsanordning (17) tildanner reguleringsanordningens (1) restriksjons-enhet eller strupeanordning (17, 19), hvor aktivatorelementet (3) og reguleringsanordningslegemet (5) er innrettet til fritt å kunne bevege seg uavhengig av hverandre som følge av en materialutvidelse eller materialsammentrekning, idet strupeanordningens (17, 19) gjennomstrømning er påvirket av en energikilde (21) som er innrettet til å kunne tilføre energi til i det minste ett av aktivatorelementet (3) og/eller reguleringsanordningslegemet (5). Det beskrives også en fremgangsmåte for bruk av reguleringsanordningen (1). Reguleringsanordningen (1) er også egnet som strømningsmåler.
Description
REGULERINGSANORDNING OG STRØMNINGSMÅLER SAMT FREMGANGSMÅTER VED BRUK AV REGULERINGSANORDNINGEN
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en reguleringsanordning til bruk ved regulering av en fluidstrøm og en strømningsmå-ler for måling av en strømningsrate til et fluid. Nærmere be-stemt dreier det seg om en reguleringsanordning som er ope-rert ved materialutvidelse ved kontrollert endring i det nevnte materialets energipotensial, for eksempel termisk energi, og som er innrettet til å kunne regulere en i det alt vesentlige konstant mengde ønsket fluid uavhengig av fluidets trykk, viskositet og temperatur ved reguleringsanordningens innløpsparti. Oppfinnelsen vedrører også fremgangsmåter for bruk av reguleringsanordningen. I tillegg vedrører oppfinnelsen en strømningsmåler eller mengdemåler hvor nevnte reguleringsanordning inngår. I dette dokument skal begrepet strøm-ningsmåler også forstås å kunne omfatte en mengdemåler.
Med økt energipotensial menes i dette dokument økt elektron-vandring eller energi som forårsaker materialutvidelse.
Formålet med oppfinnelsen er å kunne tilveiebringe en reguleringsanordning som i det alt vesentlige er fri for mekanisk bevegelige deler, samtidig som den er regulerbar og lite påvirkelig av eventuelle urenheter i form av partikler i det fluid som strømmer gjennom reguleringsanordningen. Et ytterligere formål er å kunne tilveiebringe en reguleringsanordning som vil kunne benyttes som en strømningsmåler eller en mengdemåler.
I for eksempel petroleumsutvinningsindustrien er det et sta-dig økende behov for å kunne dosere et fluid som for eksempel et flytende kjemikalie inn i et annet medium, en såkalt kjemikalieinjeksjon. Det er videre et uttrykt ønske og behov for å kunne^automatisere og fjernstyre kjemikalieinjeksjonssyste-mene. Det er i dag kommersielt tilgjengelig systemer og også kjent fra patentlitteraturen systemer som beskriver dosering av fluider inn i for eksempel hydrokarbonbrønner ved bruk av ulike reguleringsventiler så som spjeld-, strupe-, nåle- og slusereguleringsventiler, også av termisk påvirkelige og selvregulerende reguleringsventiler. Eksempler på slike systemer er beskrevet i kanadisk patentsøknad CA 2 483 399, de amerikanske patenter US 6,745,838, US 4,565,215,
US 7,032,675, US 6,478,090 og US 5,199,497, PCT søknadene
WO 97/34116, WO 2004/016904 og WO 94/25188, europeisk patent-søknad EP 1 355 169 samt britisk patentsøknad UK 2 276 675. Imidlertid viser det seg at alle reguleringsventiler vist i ovennevnte publikasjoner og systemer som er kommersielt til-gjengelige, har i det minste én av de ulemper som omtales i det etterfølgende.
Ved automatisering og fjernstyring av for eksempel kjemikalieinjeksjon er det behov for en aktuator som er innrettet til å kunne regulere den mengde fluid som injiseres inn i en fluidstrøm. Det er vanlig at slike aktuatorer utgjøres av én eller flere elektriske, hydrauliske eller pneumatiske motorer som tilkoples en reguleringsventil. Dette representerer ulemper relatert til både plassbehov og til reparasjon og vedli-kehold som over tid nødvendigvis vil måtte utføres på mekanisk bevegelige deler. For å kunne ha styring med den mengde fluid som injiseres, er det i tillegg behov for en strøm-ningsmåler eller et såkalt "Flowmeter" som må tilkoples et parti av ledningen hvori injeksjonsfluidet føres. Et slikt flowmeter krever relativt stor plass, introduserer mange komplekse og vedlikeholdskrevende deler og representerer en betydelig ulempe både i investeringsfase og i driftsfase.
En vesentlig andel av de doseringssysterner som brukes ved kjemikalieinjeksjon er påvirkelige av kjemikalienes viskositet som igjen påvirkes av temperatur, slik at viskositeten øker når temperaturen synker. For å unngå for høy viskositet kan det derfor være behov for å forsyne kjemikalienes tilfør-selssystem med varme og/eller isolasjon, noe som igjen representerer økonomiske og driftsmessige ulemper.
En rekke av de kjente reguleringssystemer har vist seg å være sensitive for urenheter på grunn av trange gjennomstrømnings-areal for eksempel i dysen eller den såkalte "orifice". For å unngå urenheter er det derfor behov for et filtersystem som holder tilbake urenheter. Slike filtersystem krever vedlike-hold i form av relativt hyppige filterskift. Dette representerer en spesielt stor ulempe hvor tilkomsten til filtersys-temet er vanskelig eller begrenset.
Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller i det minste re-dusere én eller flere ulemper ved kjent teknikk.
Formålet oppnås ved trekk angitt i den nedenstående beskri-velse og i de etterfølgende patentkrav.
I et første aspekt utgjøres den foreliggende oppfinnelse av en reguleringsanordning for regulering av en fluidstrøm hvor reguleringsanordningen omfatter et aktuatorelement som innbefatter en første restriksjonsanordning, og et reguleringsanordningslegeme som innbefatter en andre restriksjonsanordning, og som sammen med nevnte første restriksjonsanordning tildanner reguleringsanordningens strupeanordning, hvor reguleringsanordningen er forsynt med et gjennomstrømningsareal innrettet til å kunne lede fluid mellom et fluidinnløp og et fluidutløp, og hvor aktuatorelementet eller reguleringsanordningslegemet er anbrakt i det minste i et parti av reguleringsanordningslegemet, henholdsvis aktuatorelementet, idet aktuatorelementet og reguleringsanordningslegemet er sammenkoplet slik at aktuatorelementet og reguleringsanordningslegemet er innrettet til fritt å kunne bevege seg uavhengig av hverandre som følge av en materialutvidelse eller materialsammentrekning, idet strupeanordningens gjennomstrømning indirekte er påvirket av en energikilde som er innrettet til å kunne tilføre energi til i det minste ett av aktuatorelementet og/eller reguleringsanordningslegemet.
I en foretrukket utførelse tilveiebringes den tilførte energi av en energikilde hvor tilført energi er innrettet til å kunne styres. Den energi som aktuatorelementet tilføres fra energikilden vil dermed kunne varieres, slik at strupeanordningens restriksjonsanordninger selektivt vil kunne endre po-sisjon i forhold til hverandre, hvorved reguleringsanordningens gjennomstrømningsrate vil kunne endres.
I én utførelse er reguleringsanordningen forsynt med et ener-giisolerende middel som i størst mulig grad forhindrer at energi som tilføres materialet, overføres til reguleringsanordningens omkringliggende miljø. Dette er viktig for at reguleringsanordningen i minst mulig grad skal kunne påvirkes av energien, for eksempel temperaturen, i det omkringliggende miljø, og spesielt viktig i et andre aspekt av oppfinnelsen hvor reguleringsanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse blir benyttet som strømningsmåler eller mengdemåler for måling av strømningsrate eller mengde av et fluid.
En slik strømningsmåler for måling av strømningsrate eller mengde, kjennetegnes ved at den innbefatter en reguleringsanordning ifølge oppfinnelsens første aspekt, hvor strømnings-raten er gitt ved formelen:
Gs = 1/(Cp<*>(t2-tl)), hvor
Gs er fluidets strømningsrate [g/s] ;
I er tilført effekt [w];
Cp er fluidets varmekapasitet [j/gK];
ti er fluidets energi målt ved et innløpsparti av reguleringsanordningen; og
t2 er fluidets energi målt ved et utløpsparti av
reguleringsanordningen,
idet strømningsmålerens selvregulerende virkning bevirker at energidifferansen t2-tl er konstant ved en konstant tilført effekt I. Med konstant energidifferanse menes en energidifferanse som varierer så lite at det har ingen praktisk betyd-ning for formålet.
For å kunne beregne strømningsraten også før energibalanse er oppnådd, er strømningsmåleren i én utførelse ytterligere forsynt med en måleinnretning for å kunne måle endring i energipotensial, for eksempel temperatur, på fluid som følge av tilført energi til fluid gjennom hele eller deler av reguleringsanordningen .
I et tredje aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte ved regulering av et fluid som strømmer gjennom en reguleringsanordning ifølge nevnte første aspekt av oppfinnelsen, hvor fluidstrømmen gjennom reguleringsanordningen reguleres ved å endre energitilførsel til energikilden slik at strupeanordningens gjennomstrømning endres inntil ny energibalanse er oppnådd, slik at den energi som tilføres reguleringsanordningen fra energikilden tilsvarer den energi som fjernes fra reguleringsanordningen via det gjennomstrømmende fluid.
Ifølge et fjerde aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte ved regulering av en energi til et fluid som strømmer gjennom en reguleringsanordning ifølge nevnte første aspekt av oppfinnelsen, hvor energien til fluidet som strøm-mer gjennom reguleringsanordningen reguleres ved å endre energitilførselen fra energikilden og til reguleringsanordningen slik at strupeanordningens gjennomstrømning endres inntil fluidet som strømmer ut av reguleringsanordningen har oppnådd ønsket energi.
Sammenheng mellom tilført effekt, strømningsrate og et fluids energipotensial og egenskaper kan noe forenklet uttrykkes som følger: eller:
hvor:
I er tilført effekt [W] (j/s). Dette er en kjent størrelse da tilført effekt er kontollert;
Gs er strømningsrate til fluidet [g/s];
Cp er varmekapasitet til fluidet [j/gK]. Denne er en kjent, eller i det minste en målbar størrelse for et fluid;
ti er fluidets energipotensial, for eksempel temperatur, målt ved fluidets innløpsparti; og t2 er fluidets energipotensial, for eksempel temperatur, målt etter strømning gjennom hele eller deler av reguleringsanordningen.
Strømningsraten Gs eller massestrømmen gjennom reguleringsanordningen regnet om til kg/h er derved gitt fra følgende formel :
Formel [2] vil kunne tillegges en "kalibreringsfaktor" Kf som vil kunne bestemmes ved forsøk eller utledes matematisk slik at formel [2] blir som følger:
Kalibreringsfaktoren Kf kan være en konstant eller et matematisk uttrykk.
Reguleringsanordningen vil også kunne styres aktivt og/eller fungere som strømningsmåler eller mengdemåler basert på føl-gende sammenheng. hvor:
Q :Volumetrisk strømningsrate (l/h)
v :Strømningshastighet (m/s)
Variable sensor/ måleparametere:
Tl: Temperatur i aktuatorelement
T2: Temperatur på fluid inn
T3: Temperatur på fluid ut før strupeanordning
I : Tilført effekt (W)
Prosess input parametere:
Sg: Egenvekt mediet (kg/ltr)
|i: Viskositet mediet ved 15 °C (CP)
pb: Viskositet mediet (CP) ved "Fluid Bulk Temperatur" c: Varmekapasitet til mediet (kJ/kg °C)
k: Termisk konduktivitet til mediet(W/m °C)
Design input parametere:
Di: Innerdiameter flow boring aktuatorelement (m)
SLI: Lengde på fluideksponert boring i aktuatorelement (m) K1,K2,K3: testkonstanter
Prosess kalibreringsparametere:
K: Kalibreringsfaktor
Ke: Kalibreringsfaktor eksponent
Kv: Viskositetsprofil faktor
System kalibreringsparametere:
Tm: Tallverdi (tid i sek. for hvor lenge kontrollsystemet skal være i målemodus). Trenger å kunne endre tid for å optimalisere under test.
Tr: Tallverdi (tid i sek. for hvor lenge kontrollsystemet skal være i reguleringsmodus). Trenger å kunne endre tid for å optimalisere under test.
I tillegg er nødvendig endring i verdier for PID-funksjoner mulig.
Kalkulerte prosess parametere:
nw: Viskositet til mediet (CP) ved aktuatorelementets overflatetemperatur Tl.
Hw= ii +(n<*>kv (15-T1))
nm: Viskositet til mediet (CP) ved midlere temperatur Tm = (0,5T3+0,5T2)
|im= n +(n<*>kv (15-Tm))
Input operasjonsparameter:
Qi: Sett-verdi for ønsket strømningsrate (l/h)
Reguleringsfunksj on:
Kontrollsystemet skal regulere og holde stabil strømningsrate Q sammenlignet med sett-verdi for ønsket strømningsrate Qi ved regulering av effekt tilført reguleringsanordningen.
Det kan også være behov for PID-regulering av effekt for ut-ligning av registrert avvik mellom Q og Qi.
Kontrollsystemet må sekvensielt veksle mellom målemodus og reguleringsmodus.
Målemodus: i Tm sekunder å måle effekt tilført uten bruk av reguleringsfunksjon, den tilførte målte effekten representerer da effekten I, ref. "Variable sensor/måleparametere" over.
I gir via matematisk formelverk for v og Q den aktuelle målte strømningsrate eller mengde Q som i neste omgang sammenlignes med settverdi for strømningsrate eller mengde Qi.
Reguleringsmodus: i Tr sekunder regulere tilført effekt for å utligne registrert avvik mellom sist registrerte Q og input-verdi Qi.
Tl må eller kan brukes som referanse styringsparameter og systemet holder reguleringsmodus inntil Tl er stabil for så å skifte til målemodus og finne ny aktuell Q osv. Målemodus og reguleringsmodus kjøres i en kontinuerlig sekvens Tm, Tr (eller til stabil Tl) for å oppnå Q = Qi.
I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende utførelses-eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskuelig-gjort på de vedlagte tegninger, hvor: Figur 1 viser et oppriss av en reguleringsanordning ifølge den foreliggende oppfinnelse som er forsynt med en utvendig energikilde i form av et varmeelement som utgjøres av en var-mekabel som er jevnt fordelt langs et parti av reguleringsanordningens utvendige mantelflate; Figur 2 viser et oppriss av reguleringsanordningen vist i figur 1 sett fra et første endeparti av reguleringsanordningen; Figur 3 viser et tverrsnitt av reguleringsanordningen sett gjennom linjen A-A i figur 2; og Figur 4 viser et tverrsnitt av reguleringsanordningen sett gjennom linjen B-B i figur 2.
På tegningene angir henvisningstallet 1 en reguleringsanordning som innbefatter et aktuatorelement 3 og et reguleringsanordningslegeme 5. Reguleringsanordningen 1 er i sitt første endeparti 7 forsynt med et fluidinnløp 9 og i sitt andre endeparti 11 forsynt med et fluidutløp 13.
Fluidinnløpet 9 og. fluidutløpet 13 står i fluidkommunikasjon med et ringrom 4 som er avgrenset av et parti av aktuatorelementet 3 og reguleringsanordningslegemet 5, se figur 3.
Aktuatorelementet 3 er i reguleringsanordningens 1 første endeparti 7 forsynt med en flens 3' som ved hjelp av skruer 6 (se figur 1) eller fast forbindelse er tilkoplet en flens 5', hvor flensen 5' utgjør et endeparti av reguleringsanordningslegemet 5. Selv om skruene 6 kun er vist i figur 1 skal det forstås at skruene eller fast forbindelse også er nødvendige i de øvrige figurer.
Et reguleringsanordningssete 17 er fast anbrakt til et andre endeparti 11 til aktuatorelementet 3. I det andre endeparti 11 er også en reguleringsanordningsnål 19 anbrakt i reguleringsanordningslegemet s 5 endeparti. Reguleringsanordningssetet 17 og reguleringsanordningsnålen 19 utgjør således reguleringsanordningens strupeanordning eller restriksjon.
Reguleringsanordningsnålen 19 er anbrakt i et regulerings-anordningsnålhus 19' som også bevirker styring av reguleringsanordningsnålen 19. Reguleringsanordningsnålen 19 er på i og for seg kjent vis forspent til anlegg mot et parti av reguleringsanordningsnålhuset 19' ved hjelp av en fjær 20.
En energikilde i form av et varmeelement 21 er anbrakt utenpå aktuatorelementets 3 mantelflate. Varmeelementet 21 er for-trinnsvis et elektrisk varmeelement, men en fagmann vil forstå at energi vil kunne tilføres ved hjelp av andre midler. Selv om det ikke er vist spesifikt på tegningene, vil en fagmann også forstå at varmeelementet 21 må være tilkoplet en ikke vist energikilde for eksempel via ikke viste ledninger. Det skal videre forstås at andre varmeelement enn kabel vil kunne benyttes. For eksempel vil en i og for seg kjent varme-folie være velegnet.
Når aktuatorelementet 3 tilføres energi ved hjelp av varmeelementet 21, vil aktuatorelementets 3 energipotensial øke og aktuatorelementet 3 vil utvides som en funksjon av utvidel-seskoeffisienten til det eller de materialer som aktuatorelementet 3 er fremstilt av. For den foreliggende beskrevne, men ikke begrensende utførelse av oppfinnelsen ér det aktuatorelementets 3 utvidelse i aksialretning som påvirker strupeanordningens 17, 19 gjennomstrømning, idet en oppvarming av aktuatorelementet 3 vil resultere i at dette forlenges i forhold til reguleringsanordningslegemet 5.
Når fluid, for eksempel en væske, med lavere temperatur enn det oppvarmede aktuatorelementet 3 strømmer gjennom reguleringsanordningen 1, vil væsken kjøle aktuatorelementet. Det vil da oppstå et varmetap ved at væsken varmes opp og forla-ter reguleringsanordningen 1 med en høyere temperatur enn den hadde oppstrøms reguleringsanordningens 1 fluidinnløp 9.
Dersom det strømmer for mye væske gjennom reguleringsanordningen 1 kjøles aktuatorelementet 3 slik at dette trekker seg sammen, hvorved gjennomstrømningen til reguleringsanordningens 1 strupeanordning 17, 19 stenges mer og mer. Strupeanordningens 17, 19 reduserte åpning resulterer i en mindre gjen-nomstrømning av væske. Dermed reduseres varmetapet eller varmetransporten og aktuatorelementets 3 bevegelse i forhold til reguleringsanordningslegemet 5 vil opphøre når energien som transporteres bort med væsken er i det alt. vesentlige lik den energi som tilføres varmeelementet 21. Det vil således oppnås en energibalanse mellom tilført varme og borttransportert varme.
Dersom det strømmer for lite fluid, for eksempel væske, gjennom reguleringsanordningen 1 i forhold til den energi som
overføres til aktuatorelementet 3 fra varmeelementet 21, sti-ger temperaturen i aktuatoren slik at reguleringsanordningens 1 strupeanordning 17, 19 åpner mer og mer. Dermed øker fluid-strømmen og energitapet, og aktuatorelementet 3 vil igjen
finne et balansepunkt hvor den energi som transporteres bort med fluidet, er i det alt vesentlige lik den energi som til-føres varmeelementet 21. Igjen er det oppnådd energibalanse mellom tilført varme og borttransportert varme.
Ut fra ovennevnte vil det forstås at fluidstrømmen vil kunne reguleres ved å regulere den energi som tilføres varmeelementet 21.
En fagmann vil forstå at reguleringsanordningen 1 ikke vil påvirkes i vesentlig grad av fluidets viskositet eller fluidets trykk oppstrøms reguleringsanordningen 1, idet reguleringsanordningens 1 strupeanordning 17, 19 vil justere seg inn mot energibalanse hvor tilført energi fra varmeelementet 21 svarer til den energi som transporteres bort med fluidet som strømmer gjennom reguleringsanordningen 1.
Reguleringsanordningens 1 strupeanordning eller restriksjon 17, 19 er tilveiebrakt uten bruk av en såkalt blende. Dette medfører at reguleringsanordningen 1 er lite påvirkelig av forurensende partikler. Dersom en partikkel fastholdes mellom reguleringsanordningsnålen 19 og reguleringsanordningssetet 17, vil fluidgjennomstrømningen reduseres. Dermed vil aktuatorelementet 3 varmes opp som følge av at den energi som til-føres reguleringsanordningen 1 fra varmelementet 21 er større enn den energi som transporteres bort fra reguleringsanordningen 1 med fluidet. Følgelig vil avstanden mellom reguleringsanordningsnålen 19 og reguleringsanordningssetet 17 øke, og den fastholdte partikkel vil frigjøres fra strupeanordningen 17, 19.
Reguleringsanordningssetet 17 er innrettet til å kunne juste-res i forhold til reguleringsanordningsnålen 19. En slik jus-ter ingsmulighet (ikke vist spesifikt) oppnås for eksempel ved at reguleringsanordningssetet 17 er gjengeforbundet med aktuatorelementets 3 nedre parti. Alternativt, eller i tillegg, vil reguleringsanordningsnålens 19 utstrekning i lengderet-ningen kunne reguleres. En slik mulighet for å kunne regulere strupeanordningen 17, 19 tilveiebringer mulighet for å kunne endre reguleringsanordningens virkeområde.
For blant annet å kunne beregne fluidstrømning før energibalanse er oppnådd, er reguleringsanordningen forsynt med en første og en andre måleinnretning (ikke vist) av i og for seg kjent art for måling av energipotensial, som for eksempel temperatur. Nevnte første måleinnretning som måler energipotensial ti, er anbrakt ved fluidets innløpsparti 9. Nevnte andre måleinnretning som måler energipotensial t2, er anbrakt ved bunnen av en blindboring 23 (se figur 3) som er utformet i et parti av reguleringsanordningslegemet 5. Blindboringen 23 strekker seg fra réguleringsanordningslegemets 5 første endeparti 7 og til et parti nær reguleringsanordningsnålen
19. De ikke viste måleinnretninger er innrettet til å kunne overføre måleresultatene ti og t2 på i og for seg kjent vis til for eksempel en ikke vist computer som vil kunne beregne strømningsraten ifølge formel [3] og/eller [4] ovenfor. Alternativt vil energipotenisalet, for eksempel temperaturen, til det utstrømmende fluid kunne reguleres basert på formel [1'] ovenfor.
Reguleringsanordningen 1 ifølge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en reguleringsanordning som i det alt vesentlige er fri for mekanisk bevegelige deler, samtidig som den er selvregulerende og regulerbar og hvor reguleringsanordningen er lite påvirkelig av eventuelle urenheter i form av partikler i det fluid som føres gjennom reguleringsanordningen. En ytterligere fordel med reguleringsanordningen 1 er at den vil kunne benyttes som en strømningsmåler eller en mengdemåler.
Claims (9)
1. Reguleringsanordning (1) for regulering av en fluid-strøm hvor reguleringsanordningen (1) omfatter et aktuatorelement (3) som innbefatter en første restriksjonsanordning (17), og et reguleringsanordningslegeme (5) som innbefatter en andre restriksjonsanordning (19), og som sammen med nevnte første restriksjonsanordning (17) tildanner reguleringsanordningens (1) strupeanordning (17, 19), hvor reguleringsanordningen (1) er forsynt med et gjennomstrømningsareal (4) innrettet til å kunne lede fluid mellom et fluidinnløp (9) og et fluidutløp (13), og hvor aktuatorelementet (3) eller reguleringsanordningslegemet (5) er anbrakt i det minste i et parti av reguleringsanordningslegemet (5), henholdsvis aktuatorelementet (3), karakterisert ved at aktuatorelementet (3) og reguleringsanordningslegemet (5) er sammenkoplet slik at aktuatorelementet (3) og reguleringsanordningslegemet (5) er innrettet til fritt å kunne bevege seg uavhengig av hverandre som følge av en materialutvidelse eller en materialsammentrekning, idet strupeanordningens (17, 19) gjennomstrømning indirekte er påvirket av en energikilde (21) som er innrettet til å kunne tilføre energi til i det minste ett av aktuatorelementet (3) og/eller reguleringsanordningslegemet (5) .
2. Reguleringsanordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at energikilden (21) er innrettet til å kunne styres.
3. Reguleringsanordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at strupeanordningens (17, 19) virkeområde er justerbart.
4. Strømningsmåler (1) for måling av en strømningsrate til et fluid, karakterisert ved at strømningsmåleren utgjøres av en reguleringsanordning (1) i henhold til krav 1, hvor strømningsraten er gitt ved formelen: Gs = 1/(Cp<*>(t2-tl)), hvor
Gs er fluidets strømningsrate [g/s] ;
I er tilført effekt [w];
Cp er fluidets varmekapasitet [j/gK];
ti er fluidets energi målt ved et innløpsparti av reguleringsanordningen (1); og
t2 er fluidets energi målt ved et utløpsparti av reguleringsanordningen (1), idet strømningsmålerens (1) selvregulerende virkning bevirker at energidifferansen t2-tl er konstant ved en konstant tilført effekt I.
5. Strømningsmåler ifølge krav 4, karakterisert ved at strømningsmåleren (1) ytterligere er forsynt med en måleinnretning for å kunne måle temperatur og temperaturendring som følge av tilført energi til fluid gjennom hele eller deler av reguleringsanordningen (1) .
6. Fremgangsmåte ved regulering av et fluid som strømmer gjennom en reguleringsanordning (1) ifølge krav 1, karakterisert ved at fluidstrømmen gjennom reguleringsanordningen (1) reguleres ved å endre energitilførsel til energikilden (21) slik at strupeanordningens (17, 19) gjennomstrømning endres inntil ny energibalanse er oppnådd, slik at den energi som tilføres reguleringsanordningen fra energikilden (21) tilsvarer den energi som fjernes fra reguleringsanordningen (1) via det gjennomstrømmende fluid.
7. Fremgangsmåte ved regulering av en energi til et fluid som strømmer gjennom en reguleringsanordning (1) iføl-ge krav 1, karakterisert ved at energien til fluidet som strømmer gjennom reguleringsanordningen (1) reguleres ved å endre energitilførselen fra energikilden (21) og til reguleringsanordningen (1), slik at strupeanordningens (17, 19) gjennomstrømning endres inntil fluidet som strømmer ut av reguleringsanordningen (1) har oppnådd ønsket energi.
8. Anvendelse av en energikilde (21) for å regulere strømmen av et fluid gjennom en reguleringsanordning (1) ifølge krav 1 ved hjelp av fremgangsmåten ifølge krav 6.
9. Anvendelse av en energikilde (21) for å regulere energien i et fluid som strømmen ut av en reguleringsanordning (1) ifølge krav 1 ved hjelp av fremgangsmåten ifølge krav 7.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20062855A NO325342B1 (no) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Reguleringsanordning og stromningsmaler samt fremgangsmater ved bruk av reguleringsanordningen. |
AU2007261813A AU2007261813B2 (en) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | A regulating device and methods of using same |
BRPI0713608A BRPI0713608B1 (pt) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | dispositivo regulador e métodos de utilização do mesmo |
EP07793887.6A EP2041391B1 (en) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | A regulating device and methods of using same |
CA002653464A CA2653464A1 (en) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | A regulating device and methods of using same |
DK07793887.6T DK2041391T3 (da) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | Reguleringsindretning og fremgangsmåder til anvendelse af samme |
MYPI20084829A MY149391A (en) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | A regulating device and methods of using same |
EA200900019A EA014458B1 (ru) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | Регулировочное устройство и способы его применения |
US12/305,923 US8011390B2 (en) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | Regulating device and methods of using same |
PCT/NO2007/000200 WO2007148978A1 (en) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | A regulating device and methods of using same |
MX2008016449A MX2008016449A (es) | 2006-06-19 | 2007-06-11 | Un dispositivo regulador y metodos para usarlo. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20062855A NO325342B1 (no) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Reguleringsanordning og stromningsmaler samt fremgangsmater ved bruk av reguleringsanordningen. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20062855L NO20062855L (no) | 2007-12-20 |
NO325342B1 true NO325342B1 (no) | 2008-03-31 |
Family
ID=38833645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20062855A NO325342B1 (no) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Reguleringsanordning og stromningsmaler samt fremgangsmater ved bruk av reguleringsanordningen. |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8011390B2 (no) |
EP (1) | EP2041391B1 (no) |
AU (1) | AU2007261813B2 (no) |
BR (1) | BRPI0713608B1 (no) |
CA (1) | CA2653464A1 (no) |
DK (1) | DK2041391T3 (no) |
EA (1) | EA014458B1 (no) |
MX (1) | MX2008016449A (no) |
MY (1) | MY149391A (no) |
NO (1) | NO325342B1 (no) |
WO (1) | WO2007148978A1 (no) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO20150851A1 (en) * | 2015-07-01 | 2016-09-12 | Techinvent As | An apparatus for controlling a fluid flow |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO325342B1 (no) * | 2006-06-19 | 2008-03-31 | Alf Egil Stensen | Reguleringsanordning og stromningsmaler samt fremgangsmater ved bruk av reguleringsanordningen. |
GB201306967D0 (en) * | 2013-04-17 | 2013-05-29 | Norwegian Univ Sci & Tech Ntnu | Control of flow networks |
US20160298783A1 (en) | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Hamilton Sundstrand Corporation | Thermally actuated flow control valve |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5199497A (en) * | 1992-02-14 | 1993-04-06 | Baker Hughes Incorporated | Shape-memory actuator for use in subterranean wells |
EP0841510B1 (en) * | 1996-11-08 | 2002-01-09 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Flow control valve |
US6478090B2 (en) * | 2000-02-02 | 2002-11-12 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus of operating devices using actuators having expandable or contractable elements |
CA2502654A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-02-26 | Baker Hughes Incorporated | Subsea chemical injection unit for additive injection and monitoring system for oilfield operations |
US6745838B2 (en) * | 2001-09-24 | 2004-06-08 | Richard R. Watson | Chemical injection control system and method for multiple wells |
US7032675B2 (en) * | 2003-10-06 | 2006-04-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Thermally-controlled valves and methods of using the same in a wellbore |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1813122A (en) * | 1926-05-28 | 1931-07-07 | Auto Research Corp | Lubricating system |
US1833340A (en) * | 1929-01-14 | 1931-11-24 | Pure Oil Co | Orifice plug |
US2508788A (en) * | 1946-12-04 | 1950-05-23 | William W Hallinan | Thermostatically controlled atomizing nozzle |
US2859768A (en) * | 1953-05-07 | 1958-11-11 | Bendix Aviat Corp | Valve for fluid pumping system and regulation means therefor |
US3054426A (en) * | 1958-12-15 | 1962-09-18 | Gen Motors Corp | Rotary magnetic actuator |
US3084865A (en) * | 1960-11-25 | 1963-04-09 | White Rodgers Company | Gas burner control device |
US3340899A (en) * | 1962-08-09 | 1967-09-12 | Vendo Co | Temperature compensated flow control valve |
US3211414A (en) * | 1963-08-07 | 1965-10-12 | James E Webb | Thermally operated valve |
US3456722A (en) * | 1966-12-29 | 1969-07-22 | Phillips Petroleum Co | Thermal-operated valve |
US3464227A (en) * | 1968-07-22 | 1969-09-02 | Controls Co Of America | Expansion valve and heat pump system |
US3650505A (en) * | 1970-03-02 | 1972-03-21 | Tylan Corp | Thermal valve |
US3967781A (en) * | 1975-02-12 | 1976-07-06 | Emerson Electric Co. | Electrically operated expansion valve for refrigeration control |
US4096993A (en) * | 1977-01-21 | 1978-06-27 | Emerson Electric Co. | Compensated control valve |
BE860888A (fr) * | 1977-11-16 | 1978-03-16 | Iniex | Soupape a commande thermique pour le reglage automatique du debit de liquide de refroidissement des gaz obtenus par gazeification souterraine des gisements de combustibles solides ou par combustion in situ de gisements petroliers |
US4243202A (en) * | 1978-11-02 | 1981-01-06 | Toshio Inamura | Water induction system for internal combustion engines |
US4565215A (en) | 1980-07-16 | 1986-01-21 | Cummings Leslie L | Chemical injection valve |
US4487213A (en) * | 1982-09-09 | 1984-12-11 | Omicron Technology Corporation | Mass flow controller apparatus |
US4867198A (en) * | 1988-10-11 | 1989-09-19 | Faust Bobby G | Adjustable flow regulating valve |
GB2276675B (en) | 1993-03-17 | 1996-01-03 | Robert Colin Pearson | Oilfield controls |
DE4313292A1 (de) | 1993-04-23 | 1994-10-27 | Kaercher Gmbh & Co Alfred | Verfahren zum Zudosieren einer Chemikalie zu dem Wasserstrom eines Hochdruckreinigungsgerätes |
WO1997034116A1 (en) | 1996-03-15 | 1997-09-18 | Altech Controls Corporation | Self-adjusting valve |
AU753252B2 (en) | 1997-05-02 | 2002-10-10 | Sensor Highway Limited | Wellbores utilizing fiber optic-based sensors and operating devices |
US6216782B1 (en) * | 1999-05-18 | 2001-04-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and method for verification of monophasic samples |
US6745090B1 (en) * | 2000-07-14 | 2004-06-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Page back system and method for remote paging in a control system |
GB2387891A (en) | 2002-04-26 | 2003-10-29 | Abb Offshore Systems Ltd | Electrothermal actuator |
NO325342B1 (no) * | 2006-06-19 | 2008-03-31 | Alf Egil Stensen | Reguleringsanordning og stromningsmaler samt fremgangsmater ved bruk av reguleringsanordningen. |
-
2006
- 2006-06-19 NO NO20062855A patent/NO325342B1/no unknown
-
2007
- 2007-06-11 MX MX2008016449A patent/MX2008016449A/es active IP Right Grant
- 2007-06-11 MY MYPI20084829A patent/MY149391A/en unknown
- 2007-06-11 CA CA002653464A patent/CA2653464A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-11 US US12/305,923 patent/US8011390B2/en active Active
- 2007-06-11 EA EA200900019A patent/EA014458B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-06-11 DK DK07793887.6T patent/DK2041391T3/da active
- 2007-06-11 BR BRPI0713608A patent/BRPI0713608B1/pt active IP Right Grant
- 2007-06-11 WO PCT/NO2007/000200 patent/WO2007148978A1/en active Application Filing
- 2007-06-11 AU AU2007261813A patent/AU2007261813B2/en active Active
- 2007-06-11 EP EP07793887.6A patent/EP2041391B1/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5199497A (en) * | 1992-02-14 | 1993-04-06 | Baker Hughes Incorporated | Shape-memory actuator for use in subterranean wells |
EP0841510B1 (en) * | 1996-11-08 | 2002-01-09 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Flow control valve |
US6478090B2 (en) * | 2000-02-02 | 2002-11-12 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus of operating devices using actuators having expandable or contractable elements |
US6745838B2 (en) * | 2001-09-24 | 2004-06-08 | Richard R. Watson | Chemical injection control system and method for multiple wells |
CA2502654A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-02-26 | Baker Hughes Incorporated | Subsea chemical injection unit for additive injection and monitoring system for oilfield operations |
US7032675B2 (en) * | 2003-10-06 | 2006-04-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Thermally-controlled valves and methods of using the same in a wellbore |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO20150851A1 (en) * | 2015-07-01 | 2016-09-12 | Techinvent As | An apparatus for controlling a fluid flow |
NO338602B1 (en) * | 2015-07-01 | 2016-09-12 | Techinvent As | An apparatus for controlling a fluid flow |
US10533675B2 (en) | 2015-07-01 | 2020-01-14 | Techinvent 2 As | Apparatus for controlling a fluid flow |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100175769A2 (en) | 2010-07-15 |
BRPI0713608B1 (pt) | 2018-05-08 |
MY149391A (en) | 2013-08-30 |
EP2041391A1 (en) | 2009-04-01 |
EA014458B1 (ru) | 2010-12-30 |
EP2041391B1 (en) | 2017-08-23 |
BRPI0713608A2 (pt) | 2012-11-06 |
WO2007148978A1 (en) | 2007-12-27 |
US20090314371A1 (en) | 2009-12-24 |
NO20062855L (no) | 2007-12-20 |
EA200900019A1 (ru) | 2009-06-30 |
EP2041391A4 (en) | 2015-06-03 |
MX2008016449A (es) | 2009-04-15 |
AU2007261813B2 (en) | 2011-06-16 |
CA2653464A1 (en) | 2007-12-27 |
US8011390B2 (en) | 2011-09-06 |
DK2041391T3 (da) | 2017-11-27 |
AU2007261813A1 (en) | 2007-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7621461B2 (en) | System and method for regulating heat transfer on a fluid by regulating the flow of the fluid | |
BR112021011497A2 (pt) | Métodos e composições para distribuição de dióxido de carbono | |
NO325342B1 (no) | Reguleringsanordning og stromningsmaler samt fremgangsmater ved bruk av reguleringsanordningen. | |
JP2000507357A (ja) | 改良に係る圧力型質量流量制御装置 | |
WO2010142999A2 (en) | Measurement of mass flow | |
US10337803B2 (en) | Dual-phase fluid heating/cooling circuit provided with temperature-sensing flow control valves | |
CN111247088B (zh) | 用填充产品填充容器的方法 | |
EP1819997A1 (en) | Thermally controlled process interface | |
WO2009110900A1 (en) | Mass flow controller employing sliding mode control | |
US10854895B2 (en) | Thermal regulation system for a fuel cell | |
EP3491361A1 (en) | Method for density measurement using multiple sensors | |
AU2016285195B2 (en) | An apparatus for controlling a fluid flow | |
Munteanu et al. | Experimental researches regarding compensating errors due to the influence of environment for an apparatus of control and adjustment of pressure | |
US548407A (en) | Thermostatic regulator | |
US526404A (en) | Regulator for hot-water heaters | |
Khawam et al. | Low Cost, Flow-Rate-Controllable Cryogenic Cooling System for Manufacturing Processes | |
CN107014065A (zh) | 管线热水机 | |
GB190211877A (en) | Improved Apparatus for Heaters of Liquids, Especially Milk and Gases for Automatically Regulating the Temperature of the Liquid or Gas | |
CS238110B1 (cs) | Zařízení na regulaci teploty náběhového topného média ústředního vytápění směšováním | |
SE515812C2 (sv) | Förfarande för styrning av utgående temperatur på sekundärsidan i en värmeväxlare samt system för utförande av förfarandet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: TECHINVENT AS, NO |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: YOKOGAWA TECHINVENT AS, NO |