RU2192566C1 - Installation for feeding pressurized fluid - Google Patents

Abstract

FIELD: general purpose pneumohydraulic systems, possibly for preparation and pumping under high pressure nitrogen base gas-liquid mixtures used in different branches of technology for providing inert-gas medium in closed spaces in order to prevent explosions and fires. SUBSTANCE: installation for feeding pressurized fluid, mainly nitrogen base explosion- and fire-proof mixtures includes low-pressure air compressor whose outlet is communicated with inlet of membrane apparatus. Outlet of the last is communicated through pneumatic main pipeline with gas inlet of gas-booster pump with liquid inlet. Outlet of gas-booster pump is communicated with separator having liquid outlet and gas outlet being outlet of installation, reservoir and pump for replenishing. Inlet of said pump is communicated with above mentioned reservoir having heat exchanger. Inlet of heat exchanger is communicated through hydraulic line with liquid inlet of gas-booster pump. Replenishing pump is batch type one; its outlet is communicated with outlet of installation. EFFECT: enhanced efficiency and safety of installation. 3 cl, 1 dwg

Description

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. The invention relates to the field of general pneumatic and gas hydraulic systems and can be used for the preparation and injection of high-pressure nitrogen-gas mixtures used in various fields of technology to create an inert gas medium in confined spaces in order to prevent explosions and fires.

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. A fluid is a working fluid that is driven by a pump or drives a motor. The fluid can either be in a gaseous state, i.e. compressible, or in a liquid, i.e. incompressible. The simultaneous existence of a fluid in two states is also possible, that is, it is a gas-liquid mixture.

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). A prior art installation for supplying a fluid medium under pressure containing a volumetric hydraulic machine, a reservoir with a working fluid, a source of compressed gas and valves (AS USSR 541049, F 15 V 1/02, 1976) is known.

Недостаток известного технического решения заключается в том, что установка для подачи текучей среды под давлением имеет ограниченную область использования. A disadvantage of the known technical solution is that the installation for supplying fluid under pressure has a limited scope.

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. Closest to the claimed device in technical essence is an installation for supplying fluid under pressure, mainly explosive and fireproof mixtures based on nitrogen, containing a low-pressure air compressor connected to its outlet with an inlet of the membrane apparatus, the outlet of which is connected via a pneumatic line to the gas inlet of the gas booster a high pressure pump having a liquid inlet, and the pump outlet is in communication with a separator having a liquid outlet and a gas outlet, which is the output of the installation, a bone and a recharge pump connected by its input to the latter. RF patent 2089750 C1, 09/10/1997.

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. The disadvantage of this device is the high temperature of the separated liquid supplied to the inlet of the gas booster pump supplied by the make-up pump, which in general leads to a decrease in the efficiency of the gas booster pump.

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. The objective of the invention is to increase the efficiency of the gas booster pump and installation for supplying fluid under pressure, mainly explosive and fireproof mixtures based on nitrogen in General.

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. The problem is solved in that the installation for supplying a fluid medium under pressure, mainly of explosive and fireproof mixtures based on nitrogen, containing a low-pressure air compressor connected to its outlet with the inlet of the membrane apparatus, the outlet of which is connected by a pneumatic line to the gas inlet of a gas booster pump having liquid inlet, and the output of the gas booster pump is in communication with a separator having a liquid outlet and a gas outlet, which is the output of the installation, the tank and the charge pump, connected to its entrance to the last. In this case, the installation is additionally equipped with a heat exchanger, the input of which is connected by a hydraulic line to the liquid outlet of the separator, and the output of the heat exchanger is connected by a hydraulic line to the liquid inlet of the gas booster pump, while the make-up pump is dosed and connected to the output of the installation.

Кроме того, установка может быть снабжена дополнительной линией подвода газа от внешнего источника, подключенной к газовому входу газобустерного насоса. In addition, the installation can be equipped with an additional line for supplying gas from an external source connected to the gas inlet of the gas booster pump.

А внешний источник может быть выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла. And the external source can be made in the form of a pressure pipeline of a gas field.

На чертеже показана блок-схема установки для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво-ипожаробезопасных смесей на основе азота. The drawing shows a block diagram of an installation for supplying fluid under pressure, mainly explosive and fireproof mixtures based on nitrogen.

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. Installation for supplying a fluid medium under pressure, mainly explosive and fireproof mixtures based on nitrogen, contains an air compressor 1 of low pressure connected to its outlet 2 with the inlet 3 of the membrane apparatus 4, the outlet 5 of which is connected via a pneumatic line 6 to the gas inlet 7 of the gas booster pump 8, having a liquid inlet 9, and the output 10 of the gas booster pump 8 is in communication with the separator 11, having a liquid outlet 12 and a gas outlet 13, which is the output of the installation, the tank 14 and the make-up pump 15, connected by its input 16 to the last her, a heat exchanger 17, the input 18 of which is connected by a hydraulic line 19 to the liquid outlet 12 of the separator 11, and the heat exchanger output 20 is connected by a hydraulic line 21 to the liquid inlet 9 of the gas booster pump 8, while the make-up pump 15 is dosed and connected by the output 22 to the output 13 of the installation.

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. In addition, the installation can be equipped with an additional line 23 for supplying gas from an external source 25 connected to the gas inlet 7 of the gas booster pump 8 through an adjustable valve 24.

А внешний источник 23 может быть выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла. And the external source 23 can be made in the form of a pressure pipeline of a gas field.

Установка для подачи текучей среды под давлением, преимущественно взрыво- и пожаробезопасных смесей на основе азота, работает следующим образом. Installation for supplying a fluid medium under pressure, mainly explosive and fireproof mixtures based on nitrogen, works as follows.

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. Using an air compressor 1 low pressure (0.8 - 2.5 MPa), air from the atmosphere is fed to the input 3 of the membrane apparatus 4, where oxygen is released from the air and removed to the atmosphere. Next, the remaining mixture containing 85-95% nitrogen, from the outlet 5 of the membrane apparatus 4 is fed along the pneumatic line 6 to the gas inlet 7 of the gas booster pump 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. If there is an external source of compressed gas (natural, associated petroleum or other gas that is safe under ignition conditions in a hydrocarbon medium), the installation can pump this gas into a consumer object, for example, into a well or pipeline. Then, from the source 25, gas through an adjustable valve 24 along the line 6 enters the gas inlet 7 of the gas booster pump 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. At the same time, a metered amount of cooled technological working fluid is supplied to the liquid inlet 9 of the gas booster pump 8 via a hydraulic line 21 from the outlet 20 of the heat exchanger 17, which can be used as oil, oil or water.

В газобустерном насосе 8 смесь, содержащая азот, или газ от внешнего источника сжимается до давления нагнетания с помощью охлажденной рабочей жидкости. In the gas booster pump 8, a mixture containing nitrogen or gas from an external source is compressed to a discharge pressure using a cooled working fluid.

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. Due to the fact that the liquid is cooled, it contains less dissolved gas and, therefore, the bulk modulus of elasticity of such a liquid is higher and, accordingly, higher is the rigidity of the hydromechanism of the gas booster pump 8 and its efficiency. Further, the resulting gas-liquid mixture from the outlet 10 of the gas booster pump 8 is supplied to the separator 11. In the separator 8, liquid is separated from the gas-liquid mixture, which is removed from the separator 8 through the liquid outlet 12 and fed through the hydraulic line 19 to the input 18 of the heat exchanger 17, in which it is cooled . The remaining fluid containing compressed to the required pressure gas from the separator 11 from the gas outlet 13 is supplied to the consumer.

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. At the same time, a specific dose of a foaming surfactant can be supplied from the tank 14 to the consumer from the exit 22 of the make-up pump 15, which is dosed when mixed with gas, and makes foam for technological operations with its use.

Claims (3)

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 жидкостныый 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. 1. Installation for supplying fluid under pressure, mainly flameproof mixtures based on nitrogen, containing a low-pressure air compressor connected to its outlet with an inlet of a membrane apparatus, the outlet of which is connected via a pneumatic line to the gas inlet of a gas booster pump having a liquid inlet, and the outlet of a gas booster pump is communicated with a separator having a liquid outlet and a gas outlet, which is the outlet of the installation, a tank and a make-up pump, connected by its input to the latter, characterized by That it is provided with a heat exchanger, whose input hydraulic line connected to the liquid outlet of the separator, and the outlet of the heat exchanger is connected to the hydraulic line gazobusternogo liquid inlet of the pump, wherein the pump is configured metering and feeding the output is connected to the output of the installation. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной линией подвода газа от внешнего источника, подключенной к газовому входу газобустерного насоса. 2. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional line for supplying gas from an external source connected to the gas inlet of the gas booster pump. 3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что внешний источник выполнен в виде напорного трубопровода газового промысла. 3. Installation according to claim 2, characterized in that the external source is made in the form of a pressure pipeline of a gas field.