Способ и устройство для непрерывного контроля внутренних областей оборудования и трубопроводов бензохранилища

Номер патента: 17219

Опубликовано: 30.10.2012

Авторы: Кенни Дональд П., Симмонс Уолт

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система подземного хранилища, содержащая первичную защитную оболочку, вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство, вакуумную систему для периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке, схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке, систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой, при этом система обнаружения утечки активирует сигнал тревоги, если измеренная скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке находится либо выше запомненного верхнего порога для скорости изменения вакуума, либо ниже запомненного нижнего порога для скорости изменения вакуума.

2. Способ контроля герметичного внутреннего пространства, образованного первичной и вторичной защитными оболочками, согласно которому

создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первое вакуумирование вторичной защитной оболочки, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости;

задают верхний порог для скорости изменения вакуума, который выше первой скорости изменения вакуума, и нижний порог для скорости изменения вакуума, который ниже первой скорости изменения вакуума;

измеряют вторую скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки;

сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума;

активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума находится либо выше верхнего порога для первой скорости изменения вакуума, либо ниже нижнего порога для первой скорости изменения вакуума.

3. Система подземного хранилища, содержащая

первичную защитную оболочку;

вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство;

вакуумную систему для периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке;

схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой;

систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости, при создании вакуума вакуумной системой,

при этом система обнаружения утечки выполнена с возможностью обнаружения наличия жидкости во вторичной защитной оболочке, если измеряемая скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке превышает запомненный верхний порог для скорости изменения вакуума.

4. Способ контроля жидкости в герметичном внутреннем пространстве, образованном вторичной и первичной защитными оболочками, согласно которому

создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первую вакуумизацию вторичной защитной оболочки, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости;

измеряют вторую скорость изменения вакуума внутри вторичной защитной оболочки в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки;

сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума;

активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума превышает верхний порог для первой скорости изменения вакуума.

5. Система подземного хранилища, содержащая

первичную защитную оболочку;

вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство;

вакуумную систему, включающую вакуумную линию и выполненную с возможностью периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке;

схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой;

систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке, когда вакуумная линия свободна от жидкости, при создании вакуума вакуумной системой,

при этом система обнаружения утечки выполнена с возможностью обнаружения наличия жидкости в вакуумной линии, если измеряемая скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке меньше запомненного нижнего порога для скорости изменения вакуума вторичной оболочки.

6. Способ контроля жидкости в вакуумной линии вторичной защитной оболочки, включающей в себя вакуумную систему, имеющую вакуумную линию и предназначенную для вакуумизации герметичного промежуточного пространства между вторичной защитной оболочкой и первичной вторичной оболочкой, согласно которому

создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первое вакуумирование вторичной защитной оболочки, когда вакуумная линия свободна от жидкости;

измеряют вторую скорость изменения вакуума внутри вторичной защитной оболочки в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки;

сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума;

активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума меньше нижнего порога для первой скорости изменения вакуума.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ВНУТРЕННИХ ОБЛАСТЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ БЕНЗОХРАНИЛИЩА Система подземного хранилища включает первичную защитную оболочку и вторичную защитную оболочку, предназначенную для герметичного окружения первичной защитной оболочки, систему обнаружения утечки, сообщенную посредством жидкости с системой вторичной защитной оболочки и приспособленную к обнаружению утечек жидкости из системы первичной защитной оболочки и системы вторичной защитной оболочки. 017219 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится в общем к устройству и способу для внутреннего контроля и, более конкретно, к системе для непрерывного контроля давления и степени вакуума во внутреннем пространстве системы подземного хранилища. Предшествующий уровень техники изобретения Существующее в настоящее время положение и постановление федерального органа требуют, чтобы подземные хранилища, используемые для хранения опасных веществ, отвечали определенным условиям безопасности окружающей среды. В частности, эти экологические нормы требуют, чтобы системы подземных хранилищ включали первичную защитную оболочку и вторичную защитную оболочку. Кроме того, необходимо, чтобы первичная и вторичная защитные оболочки удовлетворяли экологическим стандартам, которые требуют, чтобы системы хранилищ были непроницаемы для вещества. Термин "непроницаемость для вещества" для целей этих экологических норм в общем означает непроницаемость для вещества, которое содержится в системе, для предотвращения утечки вещества через первичную защитную оболочку. Кроме того, хранилище, которое должно быть непроницаемым для вещества, не должно подвергаться физическому или химическому износу из-за содержащегося в нем вещества за период нормальной эксплуатации хранилища. Дополнительно, эти нормы требуют, чтобы владельцы или операторы системы подземных хранилищ с одностенной компонентой, расположенной в пределах 1000 футов от общественных скважин с питьевой водой, реализовывали программу улучшенного обнаружения утечки или контроля. Один известный способ контроля утечек, раскрытый в патенте США 6489894, озаглавленном"Устройство для обнаружения утечки для систем двустенных трубопроводов и систем хранения", использует индикатор утечки с вакуумным насосом, который включает зависящий от давления переключатель и устройство аварийной сигнализации для обнаружения утечек в двухсменном трубопроводе или системе хранения. Раскрытый индикатор утечки приспособлен к одновременному контролю нескольких резервуаров, соединенных с коллектором и вакуумным насосом вакуумными линиями. Каждый контролируемый резервуар включает вакуумный соединитель или клапан для соединения посредством жидкости контролируемой области с индикатором утечки. Каждая вакуумная линия имеет первую жидкую пробку, выполненную в вакуумном соединителе для предотвращения проникновения жидкости, которая течет в вакуумные линии из имеющего течь резервуара, в контролируемые области не имеющих течи резервуаров. Вторая жидкая пробка выполнена в коллекторе для предотвращения попадания жидкости в вакуумный насос. Хотя этот способ может обнаружить утечку в контролируемой области резервуара, он является механически сложной системой, требующей много материала и времени установки. Другие способы контроля вторичных или внутренних областей хорошо известны в данной области техники и включают непрерывное обнаружение утечки, использующее технологии контроля давления и контроля концентрированного соляного раствора для определения наличия или отсутствия утечек между системами хранения и окружающей средой. Тем не менее, для эффективной проверки работы этих известных способов и систем требуется много времени установки и системных знаний. Конкретно для применения этих систем контроля пользователь должен ввести объем вторичной или внутренней области, которую необходимо контролировать, что требует подробного знания о расположении и конфигурации двустенного трубопровода и резервуаров, используемых в системе подземного хранилища. Сущность изобретения Описанные недостатки известных систем устраняются в системе подземного хранилища, содержащей первичную защитную оболочку, вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство, вакуумную систему для периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке и схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке, систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой, при этом система обнаружения утечки активирует сигнал тревоги, если измеренная скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке находится либо выше запомненного верхнего порога для скорости изменения вакуума, либо ниже запомненного нижнего порога для скорости изменения вакуума. Устраняются описанные недостатки известных систем и за счет создания способа контроля герметичного внутреннего пространства, образованного первичной и вторичной защитными оболочками, согласно которому создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первое вакуумирование вторичной защитной оболочки, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости; задают верхний предел скорости изменения вакуума, который выше первой скорости изменения вакуума, и нижний предел скорости изменения вакуума, который ниже первой скорости изменения вакуума; измеряют вторую скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки; сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума и активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума находится либо выше верхнего порога для первой скорости изменения вакуума, либо ниже нижнего порога для первой скорости изменения вакуума.-1 017219 Также устраняют описанные недостатки известных систем и за счет создания системы подземного хранилища, содержащей первичную защитную оболочку, вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство, вакуумную систему для периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке, схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой и систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости, при создании вакуума вакуумной системой, при этом система обнаружения утечки выполнена с возможностью обнаружения наличия жидкости во вторичной защитной оболочке, если измеряемая скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке превышает запомненный верхний порог для скорости изменения вакуума. Устраняются известные недостатки и за счет создания способа контроля жидкости в герметичном внутреннем пространстве, образованном вторичной и первичной защитными оболочками, согласно которому создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первую вакуумизацию вторичной защитной оболочки, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости; измеряют вторую скорость изменения вакуума внутри вторичной защитной оболочки в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки; сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума и активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума превышает верхний порог для первой скорости изменения вакуума. Кроме того, указанные недостатки устраняются за счет создания системы подземного хранилища,содержащей первичную защитную оболочку, вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство, вакуумную систему, включающую вакуумную линию и выполненную с возможностью периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке, схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой, систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке, когда вакуумная линия свободна от жидкости, при создании вакуума вакуумной системой, и при этом система обнаружения утечки выполнена с возможностью обнаружения наличия жидкости в вакуумной линии, если измеряемая скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке меньше запомненного нижнего порога для скорости изменения вакуума вторичной оболочки. Также известные недостатки устраняются за счет создания способа контроля жидкости в вакуумной линии вторичной защитной оболочки, включающей в себя вакуумную систему, имеющую вакуумную линию и предназначенную для вакуумизации герметичного промежуточного пространства между вторичной защитной оболочкой и первичной вторичной оболочкой, согласно которому создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первое вакуумирование вторичной защитной оболочки, когда вакуумная линия свободна от жидкости; измеряют вторую скорость изменения вакуума внутри вторичной защитной оболочки в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки; сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума и активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума меньше нижнего порога первой скорости изменения вакуума. Краткое описание чертежей Для более полного понимания раскрытого устройства следует сослаться на последующее подробное описание и сопроводительные чертежи, на которых: фиг. 1 иллюстрирует основные компоненты варианта системы контроля внутреннего вакуума; фиг. 2 иллюстрирует блок-схему, показывающую в деталях работу примера программы автоматического определения; фиг. 3 иллюстрирует примерную кривую внутреннего вакуума; фиг. 4 иллюстрирует блок-схему, показывающую в деталях работу примера программы управления. Подробное описание На фиг. 1 показан вариант системы 10 подземного хранилища, которая включает в себя подземное хранилище 12, предназначенное для безопасного хранения жидкости 20, такой как бензин, дизельное топливо или другие углеводороды. Хранилище 12 является двустенным хранилищем, имеющим внешнюю стенку 14 и внутреннюю стенку 16, образующие между собой внутреннюю область 18. Таким образом, хранилище 12 разделено на первичную защитную оболочку и вторичную защитную оболочку для образования системы 10 подземного хранилища с дублирующей защитой от утечки. Погружной турбинный насос 22, такой как, например, НАСОС модельНАСОС-75-VL2-7, производимый FE PETRO, INC., обеспечивает средство накачки жидкости 20 в распределитель 24. Насос 22 может быть фиксировано или съемно установлен в хранилище 12 для расположения входного сопла 22 а ниже поверхности жидкости 20. Входное сопло 22 а, в свою очередь, образует канал для жидкости для перекачки жидкости 20 внутри первичной защитной оболочки к распределителю 24. Трубная обвязка 26 насоса, которая может быть встроенной составляющей насоса 22 или отдельной-2 017219 составляющей, жестко прикрепленной к нему, контролирует подачу накачанной жидкости 20 в распределитель 24. Трубная обвязка 26 насоса включает в себя сифонное отверстие 28, соединяющее по текучей среде внутреннюю область 18 (например, вторичной защитной оболочки) с вакуумом, создаваемым насосом 22. Таким образом, когда насос 22 работает (например, производит вакуум), сифонное отверстие 28 обеспечивает прохождение вакуума во внутреннюю область 18 для эвакуации содержащейся в ней жидкости. Контрольный клапан 30 может изолировать внутреннюю область 18 от отверстия 28 для предотвращения уменьшения вакуума, когда насос 22 не работает и подвержен атмосферному давлению посредством первичной защитной оболочки. Вакуумный датчик 32 взаимодействует по текучей среде с внутренней областью 18 и сифонным отверстием 28 для забора пробы и измерения с ней уровня вакуума. Вакуумный датчик 32 может быть непрерывным аналоговым датчиком, дискретным цифровым датчиком, основанным на переключателе датчиком или любым другим устройством, выполненным с возможностью отсчета уровня вакуума во внутренней области 18. Вакуумный датчик 32 может быть изолирован с помощью контрольного клапана 30 для предотвращения измерения атмосферного давления (т.е. измерений "нулевого" вакуума), когда насос 22 не работает. Тем не менее, когда насос 22 работает и генерирует вакуум, контрольный клапан 30 открывается для обеспечения сообщения по текучей среде между вакуумным датчиком 32, внутренней областью 18 и сифонным отверстием 28. Таким образом, вакуумный датчик 32 отсчитывает и измеряет изменение уровня вакуума во внутренней области 18, создаваемого насосом 22. Дополнительно, вакуумный датчик 32 может быть с возможностью сообщения соединен с управляющим устройством 34, имеющим процессор 36 и память 38. Управляющее устройство 34 и память 38 принимают и сохраняют данные о вакууме, системную информацию, данные о сигнале предупреждения и т.д. с вакуумного датчика 32 или любого другого контролируемого элемента. Взаимодействие между управляющим устройством 34 и, например, вакуумным датчиком 32 и контрольным клапаном 30 может быть реализовано с помощью любой заданной линии связи, такой как аппаратно-реализованной локальной сети, беспроводной линии связи, прямой линии связи или проводной сети с двухточечным соединением. Процессор 36 может выполнять управляющую программу для управления установкой и работой системы 10 подземного хранилища. В частности, управляющая программа может быть написана на любом языке программирования или компьютерном языке, таком как C, Visual C, Visual Basic, машинный язык и может быть скомпилирована (если необходимо) и сохранена в памяти 38. В общем, управляющая программа обеспечивает целостность системы 10 подземного хранилища, обнаруживая нежелательные утечки. В частности, управляющая программа может быть выполнена процессором 36 для автоматического распознания и запоминания характеристик вакуума внутренней области 18. Дополнительно,управляющая программа может включать дополнительные подпрограммы, выполняемые процессором 36, для непрерывного контроля уровня вакуума во внутренней области 18 как функции времени. Диафрагменный клапан 40 утечки сообщается по текучей среде с контрольным клапаном 30, вакуумным датчиком 32 и диафрагмой 42 утечки для обеспечения прохождения вакуума во внутренней области 18. Диафрагменный клапан 40 утечки и диафрагма 42 утечки могут образовывать съемный узел,отсоединяемый от внутренней области 18, когда он более не требуется для установки и работы системы 10 подземного хранилища. Диафрагменный клапан 40 утечки обеспечивает автоматическое или ручное создание калиброванной или контролируемой утечки между внутренней областью 18 и атмосферным давлением за диафрагмой 42 утечки. Такая контролируемая утечка приводит к уменьшению уровня вакуума во внутренней области. Вакуумный датчик 32 может, в свою очередь, измерять уменьшающийся уровень вакуума и сообщать данные об уровне вакуума управляющей программе, выполняемой внутри управляющего устройства 34, посредством линии связи. Управляющая программа может, в свою очередь, контролировать данные об уровне вакуума, чтобы установить одну или более характеристик вакуума внутренней области 18. В частности, управляющая программа может запоминать скорость изменения отрицательного уровня вакуума, основываясь на данных об уменьшении уровня вакуума, вызванном введением контролируемой утечки во вторичную защитную оболочку. Следует понимать, что другие характеристики вакуума, такие как, например, скорость изменения положительного уровня вакуума или время полной вакуумизации внутренней области, могут быть дополнительно или как вариант установлены на основе данных об уровне вакуума. Хранилище 12 может быть соединено с другими компонентами системы 10 подземного хранилища. В частности, внутренняя область 18 может сообщаться по текучей среде с вторичной внутренней областью 48 трубки 46 распределителя с помощью множества отверстий 44, 44b для вакуума. При работе двустенная трубка 46 распределителя может обеспечить сообщение по текучей среде между жидкостью 20,которая хранится в хранилище 12, и распределителем 24. Таким образом, вся система 10 подземного хранилища, включающая хранилище 12 и трубку 46 распределителя, является двустенной и непроницаемой для проникновений и коррозии, которые могут возникнуть во время обычной работы. На фиг. 2 показана обобщенная блок-схема операций подпрограммы 50 автокалибровки или автоматического распознания, выполненной с возможностью запоминания характеристик вакуума внутрен-3 017219 ней области 18. Подпрограмма 50 автоопределения распознает и запоминает характеристики вакуума,частично основанные на измеренных изменениях уровня вакуума как функции времени. Подпрограмма 50 автоопределения запоминает характеристики вакуума, не требуя определения или вычисления полного объема внутренней области 18, вакуумной производительности насоса 22, чувствительности вакуумного датчика 32 и т.д. Таким образом, подпрограмма 50 автоопределения обеспечивает быстрое и эффективное средство калибровки и контроля внутренней области 18, имеющей любой известный или неизвестный объем или сложность. Следует понимать, что подпрограмма 50 автоопределения может работать как автономная процедура, независящая от управляющей программы или других подпрограмм. Тем не менее, подпрограмму 50 автоопределения можно объединить с контрольной процедурой для удовлетворения требованиям калибровки системы 10 подземного хранилища. Подпрограмму 50 автоопределения можно выполнять каждый раз, когда удовлетворены заданные критерии. В частности, подпрограмму 50 автоопределения можно выполнять вручную, как часть процедуры регулярного планового обслуживания, или автоматически в ответ на изменения конфигурации системы 10 подземного хранилища, как часть изначальной установки и конфигурации системы 10 подземного хранилища, или для компенсации изменения уровня вакуума со временем. На стадии 52 загружаются сохраненные изначальные настройки и условия по умолчанию, требуемые для выполнения подпрограммы 50 автоопределения, из памяти 38 (фиг. 1). Эти изначальные настройки и условия по умолчанию могут включать, среди всего прочего, максимальный заданный уровеньPmax вакуума, минимальный допустимый уровень Pmin вакуума, закрывание контрольного клапана 30 и калибрование вакуумного датчика 32. Хотя максимальный заданный уровень вакуума может быть виртуально установлен на любое значение, эмпирическая проверка показывает, что может быть задан уровень вакуума, составляющий около 10 дюймов рт.ст. (254 мм рт.ст.), который представляет собой достижимый уровень вакуума, легко отличимый от атмосферного давления. Аналогично, минимальный допустимый уровень вакуума может быть установлен, например, на 2 дюйма рт.ст. (50,8 мм рт.ст.). Обычно, минимальный уровень Pmin вакуума составляет нижние границу или предел, чтобы отметить, когда текущий уровень Pmeas вакуума во внутренней области 18 уменьшается к атмосферному давлению (т.е. около 0 дюймов рт.ст. или "нулевой" вакуум). На стадии 54 вакуумный датчик 32 начинает брать пробы и измерять текущий уровень Pmeas вакуума во внутренней области 18. Обычно вакуумный датчик 32 берет пробы текущего уровеня Pmeas вакуума через равные промежутки t в течение работы программы 50 автоопределения. Память 38 может сохранять данные об уровне вакуума, представляющие текущий уровень Pmax вакуума в архивную базу данных в качестве сохраненного уровня Pstored вакуума. Сохраненный уровень Pstored вакуума можно надолго заархивировать в архивной базе данных (т.е. сохранить в базе данных) или можно временно сохранить для использования в вычислениях, анализе и т.д. и в дальнейшем стирать или переписывать, когда измерены и сохранены новые данные. На стадии 56 текущий уровень Pmeas вакуума сравнивается с атмосферным давлением (т.е. нулевым вакуумом), чтобы установить нулевую линию вакуума до выполнения оставшихся этапов процедуры 50 автоопределения. При обнаружении вакуума во внутренней области 18 на стадии 58 открываются контрольный клапан 30 и диафрагменный клапан 40 утечки и обнаруженный вакуум выпускается в атмосферу. На стадии 60 вакуумный датчик 32 начинает брать пробы текущего уровня Pmeas вакуума до тех пора, пока не будет обнаружено атмосферное давление. Когда вакуумный датчик 32 обнаруживает атмосферное давление, блок 62 закрывает контрольный клапан 30 и диафрагменный клапан 40 утечки для герметизации и изоляции внутренней области 18 при приготовлении к выполнению части процедуры вакуумирования программы 50 автоопределения. На стадии 64 начинается процесс вакуумирования, и программа 50 автоопределения начинает распознавать данные об уровне вакуума, необходимые для создания "возрастающей кривой" (пример которой показан на фиг. 3 в виде линии 102). В частности, на стадии 64 приводится в действие насос 22, который в свою очередь начинает вакуумировать внутреннюю область 18 через сифонное отверстие 28. На стадии 66 открывается контрольный клапан 30 для обеспечения сообщения по текучей среде между насосом 22, внутренней областью 18 и вакуумным датчиком 32. Обычно контрольный клапан 30 открывается через период задержки, равный интервалу времени, который необходим вакуумному датчику 32 для измерения вакуума, создаваемого насосом 22. Следует понимать, что период задержки, связанный с вакуумным датчиком 32, может дополнительно зависеть от таких факторов, как чувствительность вакуумного датчика 32, вакуумной производительности насоса 22 и полного объема внутренней области 18. На стадии 68 вакуумный датчик 32 берет пробу и измеряет текущий уровень Pmeas вакуума во внутренней области 18 через интервал времени t. На стадии 70 процессор 36 устанавливает значение сохраненного уровня Pstored вакуума на значение, равное текущему уровню Pmeas вакуума, и сохраняет результирующий сохраненный уровень Pstored вакуума в архивной базе данных, установленной в памяти 38. В этой точке вакуумизация или возрастающая кривая скорости изменения уровня вакуума во внутренней области 18 может быть рассчитана на основе разницы между текущим уровнем вакуума и сохраненным-4 017219 уровнем вакуума на фиксированном или известном промежутке времени. Скорость Pevac изменения эвакуации может быть математически описана следующей формулой: Скорость Pevac изменения эвакуации описывает положительную кривую вакуумирования или кривую вакуумирования с возрастающим наклоном, представляющую увеличение уровня вакуума во внутренней области 18. Как вариант, строя график значений текущего уровня Pmeas вакуума и сохраненного уровня Pstored вакуума как функции времени, может быть получена кривая вакуумирования. На стадии 72 текущий уровень Pmeas вакуума сравнивается с максимальным заданным уровнем Pmax вакуума. Если текущий уровень вакуума меньше, чем максимальный заданный уровень вакуума, программа 50 автоопределения выполняет цикл 74 и продолжает брать пробы и сохранять текущий уровеньPmeas вакуума, пока не будет достигнут максимальный заданный уровень вакуума. Тем не менее, когда на стадии 72 обнаруживается превышение текущего уровня вакуума, на стадии 76 контрольный клапан 30 закрывается. Далее, на стадии 78 насос 22 деактивируется и процедура вакуумизации завершается. На данной стадии внутренняя область 18 герметизирована и изолирована контрольным клапаном 30 и текущий уровень Pmeas вакуума остается, по существу, постоянным на максимальном заданном уровне Pmax вакуума. На стадии 80 вакуумный датчик 32 берет пробы и измеряет текущий уровень Pmeas вакуума в герметизированной внутренней области 18 через каждый промежуток времени t. Ожидают, что текущий уровень Pmeas вакуума останется на максимальном заданном уровне Pmax вакуума фиксированное число промежутков времени. Дополнительно, память 38 может сохранить текущий уровень Pmeas вакуума, который равен максимальному заданному уровню Pmax вакуума, в памяти 38 как сохраненный уровень Pstored вакуума. На данном этапе скорость изменения уровня вакуума во внутренней области 18, по существу,равна нулю. Другими словами, уровень вакуума в герметизированной внутренней области является постоянным. Положительное или отрицательное изменение уровня вакуума в течение этого промежутка времени представляет собой аномалию, такую как утечка, которая запустит сигнал предупреждения. Скорость Pmax изменения максимального вакуума может быть математически описана следующей формулой: Скорость Pmax изменения максимального вакуума представляет собой линию с нулевым наклоном,соответствующую максимальному заданному уровню Pmax вакуума. Следует понимать, что определение скорости Pmax изменения максимального вакуума является необязательным вычислением, которое может быть выполнено контрольным устройством 34. На стадии 82 начинается процесс задержки, и программа 50 автоопределения начинает распознание и запоминание данных об уровнях вакуума, требуемых для создания "убывающей" или "кривой спада"(пример которой показан на фиг. 3 в виде линии 106). В частности, диафрагменный клапан 40 утечки открывается в ответ на команду управляющей программы, которая выполняется в управляющем устройстве 34. При работе диафрагменный клапан 40 утечки, который может быть клапаном с ручным управлением, для открытия которого требуется вмешательство оператора, обеспечивает прохождение жидкости между текущим уровнем Pmeas вакуума во внутренней области 18 и нулевым уровнем вакуума атмосферы. Другими словами, диафрагменный клапан 40 утечки обеспечивает путь выравнивания между высоким уровнем вакуума во внутренней области 18 и нулевым уровнем вакуума атмосферного давления. Уменьшение текущего уровня Pmeas вакуума во внутренней области 18, вызываемое контролируемой утечкой, обеспечивает способ для характеризования работы вторичной защитной оболочки при наличии действительной, неконтролируемой утечки. На стадии 84 вакуумный датчик 32 начинает отбирать пробы и измерять уменьшение текущего уровня Pmeas вакуума во внутренней области 18 на каждом промежутке t времени. На стадии 86 выдается команда процессору 36 сохранить уменьшающийся текущий уровень Pmeas вакуума в памяти 38 как сохраненный уровень Pstored вакуума. На данном этапе спад или убывающая кривая скорости изменения уровня вакуума во внутренней области 18 может быть вычислена на основе разницы между сохраненным уровнем Pstored вакуума и текущим уровнем Pmeas вакуума на фиксированном промежутке t времени. Скорость Pdecay изменения спада может быть математически описана с помощью формулы Скорость Pdecay изменения спада представляет собой отрицательный наклон кривой спада, которая является линией, определенной значениями уменьшающегося текущего уровня Pmeas вакуума, измеренными вакуумным датчиком 32 в течение процедуры спада программы 50 автоопределения. На стадии 88 текущий уровень Pmeas вакуума сравнивается с минимальным заданным уровнем Pmin вакуума. Следует понимать, что минимальный заданный уровень Pmin вакуума может быть установлен на-5 017219 нулевой вакуум (т.е. атмосферное давление), но обычно его устанавливают на более высокое значение для уменьшения общего времени установки системы. Другими словами, чем ближе к атмосферному давлению установлен минимальный заданный уровень Pmin вакуума, тем больше времени занимает выравнивание внутренней области 18. Если текущий уровень Pmeas вакуума больше, чем минимальный заданный уровень Pmin вакуума, программа 50 автоопределения выполняет цикл 90 и продолжает брать пробы и сохранять текущий уровень Pmeas вакуума до обнаружения вакуумным датчиком 32 минимального заданного уровня Pmin вакуума во внутренней области 18. Тем не менее, если на стадии 88 текущий уровеньPmeas вакуума меньше, чем минимальный заданный уровень Pmin вакуума, на стадии 92 контрольный клапан 30 закрывается. На этом этапе процедура спада программы 50 автоопределения завершается, и распознанные скорости Pevac и Pdecay изменения могут быть объединены для получения общей кривой характеристик вакуума, показанной на фиг. 3. Фиг. 3 иллюстрирует вариант общей кривой 100 характеристик вакуума, включающей запомненные скорости Pevac и Pdecay изменения и необязательно выведенное Pmax, измеренное и выведенное программой 50 автокалибровки. Как показывалось ранее, линия 102 представляет собой запомненную скорость Pevac изменения эвакуации, выведенную программой 50 автоопределения и, в частности, иллюстрирует положительное увеличение уровня вакуума во внутренней области 18 как функцию времени. В терминах физики линия 102 представляет собой герметизированную внутреннюю область 18, сообщающуюся по текучей среде через контрольный клапан 30 с активным насосом 22. Максимальное время Tmax представляет собой количество времени, требуемое насосом 22 для увеличения текущего уровня Pmeas вакуума во внутренней области 18 до максимального заданного уровня Pmax вакуума. Верхняя область, определяемая линией 102 а, и нижняя область, определяемая линией 102b, устанавливают допустимое отклонение уровня вакуума от запомненной линии 102 в процессе вакуумизации. Подпрограмма сигнала тревоги может быть активирована, когда текущий уровень Pmeas вакуума отклоняется от допустимых пределов, установленных верхней и нижней областями, определяемыми линиями 102 а и 102b. Например, подпрограмма сигнала тревоги может определить существование утечки во внутренней области 18, когда установлено, что текущий уровень вакуума выходит за верхнюю и нижнюю области, определяемые линиями 102 а и 102b, или максимальный заданный уровень Pmax вакуума не достигнут за время Tmax. Линия 104 представляет собой максимальный заданный уровень Pmax вакуума и запомненную скорость Pmax изменения максимального вакуума, равную нулю (т.е. вакуум является постоянным). В терминах физики линия 104 представляет собой постоянный текущий уровень вакуума, измеренный, когда внутренняя область 18 герметизирована и изолирована от насоса 22 и диафрагменного клапана 40 утечки. Изолированная внутренняя область 18 гарантирует, что текущий уровень Pmeas вакуума остается виртуально постоянным при Pmax фиксированное количество промежутков времени. Как описывалось ранее, линия 106 представляет собой запомненную скорость Pdecay изменения спада, выведенную программой 50 автоопределения. Линия 106 иллюстрирует уменьшение измеренного уровня вакуума во внутренней области 18 как функцию времени. В частности, линия 106 соответствует конфигурации системы, причем в систему 10 подземного хранилища введена контролируемая утечка, и текущий уровень Pmeas вакуума уменьшается при выравнивании вакуума во внутренней области 18 с атмосферным давлением (т.е. нулевым уровнем вакуума). Как показано на фиг. 3, область 108 проникновения определяется верхней линией 108 а и нижней линией 108b, отклоняющейся от линии 106. Предел 108 проникновения представляет собой примерный вакуумный профиль для герметизированной внутренней области 18 как функции времени. Другими словами, при обычной работе (например, установившегося режима без утечек или других отклонений) ожидается, что текущий уровень Pmeas вакуума находится в области 108 проникновения, определяемом линиями 108 а и 108b. Устойчивый спад вакуума, представленный областью 108 проникновения, приписывают свойствам естественного проникновения системы 10 подземного хранилища, а не утечке или другой аномалии. Тем не менее, если текущий уровень Pmeas вакуума или скорость Pcurrent изменения текущего уровня вакуума отклоняются от предела, определяемого линиями 108 а и 108b (т.е. выходит из области 108 проникновения), считают, что во внутренней области 18 существует утечка или другая аномалия и может быть активирована подпрограмма сигнала тревоги. Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему примера управляющей программы 120, которая использует общую кривую 100 характеристик вакуума. На стадии 122 вакуумный датчик 32 начинает отбирать пробы и измерять текущий уровень Pmeas вакуума во внутренней области 18. На стадии 124 текущий уровеньPmeas вакуума сравнивается с минимальным допустимым уровнем Pmin вакуума (например, 2 дюйма рт.ст. или нулевым вакуумом). Если текущий уровень Pmeas вакуума ниже минимального допустимого уровняPmin вакуума, на стадии 126 включается насос 22, который в свою очередь начинает вакуумизацию внутренней области 18, как показано, в общем, с помощью кривой 102 вакуумизации на фиг. 3. На стадии 128 открывается контрольный клапан 30, в результате чего устанавливается сообщение по текучей среде между насосом 22, внутренней областью 18 и вакуумным датчиком 32. Обычно контрольный клапан 30 открывают через период задержки, который равен интервалу времени, необходимо-6 017219 му вакуумному датчику 32 для обнаружения вакуума, создаваемого насосом 22. Блок 130 дает команду вакуумному датчику 32 брать пробы и измерять увеличение текущего уровня Pmeas вакуума во внутренней области 18 через каждый промежуток t времени. На стадии 132 скорость Pcurrent изменения текущего уровня вакуума сравнивается с запомненной скоростью Pevac изменения вакууумизации, определяемой программой 50 автоопределения. Следует понимать, что скорость Pcurrent изменения текущего уровня вакуума может быть определена на основе разницы между текущим уровнем Pmeas вакуума и сохраненным уровнем Pstored вакуума как функции времени. Скорость Pcurrent изменения текущего уровня вакуума может быть описана формулой Если определено, что скорость Pcurrent изменения текущего уровня вакуума меньше запомненой скорости Pevac изменения вакуумизации, то на стадии 134 может быть активирована программа сигнала тревоги. Тем не менее, если скорость Pcurrent изменения текущего уровня вакуума превышает запомненную скорость Pevac изменения вакуумизации, на стадии 136 посылается команда процессору 36 сохранить возрастающий текущий уровень Pmeas вакуума в памяти 38 в качестве сохраненного уровня Pstored вакуума. На стадии 138 текущий уровень Pmeas вакуума сравнивается с максимальным заданным уровнем Pmax вакуума. Если текущий уровень Pmeas вакуума меньше, чем максимальный заданный уровень Pmax вакуума, управляющая программа 120 выполняет цикл 140 и продолжает отбирать пробы и сохранять текущий уровень Pmeas вакуума до обнаружения максимального заданного уровня Pmax вакуума. Тем не менее, если текущий уровень Pmeas вакуума превышает максимальный заданный уровень Pmax вакуума, на стадии 142 закрывается контрольный клапан 30. На стадии 144 отключается насос 22 при завершении вакуумизации герметизированной теперь внутренней области 18. Таким образом, управляющая программа 120 пополнила уровень вакуума во внутренней области 18. При работе вакуумизация или увеличение уровня вакуума во внутренней области 18 происходит по запомненной кривой 102 вакуумизации, и управляющая программа 120 непрерывно проверяет нахождение текущего уровня Pmeas вакуума в заданной области, определяемой линиями 102 а и 102b. Одновременно, время, необходимое для пополнения внутренней области 18 до максимального заданного уровня Pmax вакуума, можно сравнить с максимальным временем Tmax. Если текущее время пополнения превышает максимальное время Tmax, предполагают существование утечки или другой аномалии и активируют программу 134 сигнала предупреждения. На стадии 146 перезапускается управляющая программа 120, так что вакуумный датчик 32 отбирает пробы и измеряет текущий уровень Pmeas вакуума на стадии 122. На стадии 124 недавно пополненный текущий уровень Pmeas вакуума сравнивается с минимальным допустимым уровнем Pmin вакуума (например, 2 дюйма рт.ст. или нулевым вакуумом). Поскольку недавно пополненный текущий уровень Pmeas вакуума выше, чем минимальный допустимый уровень Pmin вакуума, блок 148 сравнивает скоростьPcurrent изменения текущего уровня вакуума с запомненной скоростью Pdecay изменения спада, определенной программой 50 автоопределения. Как было показано ранее, внутренняя область 18 является герметизированной, и контрольная программа 120 измеряет текущий уровень Pmeas вакуума, чтобы определить, связано ли уменьшение текущего уровня Pmeas вакуума со свойствами естественного проникновения системы 10 подземного хранилища или с утечкой. Кроме того, сравнение между запомненной кривой вакуума и текущим уровнем Pmeas вакуума может быть основано на разнице между скоростью Pdecay изменения спада и скоростью Pcurrent изменения текущего уровня вакуума или просто на основе разницы между текущим уровнем Pmeas вакуума и самой запомненной кривой вакуума. На стадии 150 подается команда процессору 36 сохранить текущий уровень Pmeas вакуума в памяти 38 в качестве сохраненного уровня Pstored вакуума. На данной стадии управляющая программа 120 выполняет цикл 152, продолжает брать пробы и сохранять текущий уровень Pmeas вакуума до обнаружения минимального допустимого уровня Pmin вакуума, после чего включается насос 22 для вакуумирования внутренней области 18. Подобный контроль уровня вакуума в течение вакуумирования может быть также использован для отслеживания проблем. Система использует запомненную скорость Pevac изменения эвакуации или возрастающую кривую, как проиллюстрировано с помощью линии 102 (фиг. 3), чтобы определить проникла жидкость во вторичную защитную оболочку или нет. Это выполняется с помощью сравнения запомненной возрастающей кривой, имеющейся в памяти, с текущей измеряемой возрастающей кривой. Если наклон текущей измеряемой возрастающей кривой больше наклона запомненной возрастающей кривой на предельное значение, превышающее значение, заданное линией 102 а (фиг. 3) (т.е. вакуумизация области защитной оболочки занимает значительно меньше времени, чем в запомненном случае), тогда считают,что жидкость проникла во вторичную защитную оболочку. Это является следствием того, что прошедшая жидкость эффективно уменьшила область защитной оболочки, доступную для вакуума. Кроме того,если наклон текущей измеряемой возрастающей кривой меньше, чем наклон запомненной возрастающей-7 017219 кривой на предельное значение, превышающее значение, заданное линией 102b (фиг. 3) (т.е. вакуумизация области защитной оболочки занимает значительно больше времени, чем в рассматриваемом случае),тогда возможно существование утечки из впускной линии вакуума, которая допускает вход жидкости. В другом случае (текущий измеряемый наклон значительно больше или значительно меньше запомненного наклона) будет запущен сигнал предупреждения. В этом случае не требуется физический сборник жидкости и датчик жидкости, что уменьшает стоимость и сложность системы. Хотя описанные здесь воплощения направлены на измерения и анализ уровней вакуума, следует понимать, что избыточное давление во внутренней области 18 может быть использовано для создания градиента давления, подходящего для измерения с помощью программы 50 автоопределения и контроля с помощью управляющей программы 120. Кроме того, следует понимать, что текущий уровень Pmeas вакуума и вычисленные скорости изменения могут быть заданы вручную. Например, заданные вручную команды могут заставить контрольное устройство 34 брать пробы и сохранять текущий уровень Pmeas вакуума во внутренней области 18. Кроме того, оператор может использовать формулы для скорости изменения и рассмотренные выше принципы вместе с сохраненными уровнями Pstored вакуума, чтобы вручную вычислить заданные скорости изменения. Хотя определенные варианты воплощения были описаны в соответствии с идеями настоящего раскрытия, объем и границы данного изобретения ими не ограничиваются. Наоборот, данное изобретение направлено на охват всех воплощений идей раскрытия, которые явно попадают в объем допустимых эквивалентов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система подземного хранилища, содержащая первичную защитную оболочку, вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство,вакуумную систему для периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке, схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке, систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой, при этом система обнаружения утечки активирует сигнал тревоги,если измеренная скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке находится либо выше запомненного верхнего порога для скорости изменения вакуума, либо ниже запомненного нижнего порога для скорости изменения вакуума. 2. Способ контроля герметичного внутреннего пространства, образованного первичной и вторичной защитными оболочками, согласно которому создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первое вакуумирование вторичной защитной оболочки, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости; задают верхний порог для скорости изменения вакуума, который выше первой скорости изменения вакуума, и нижний порог для скорости изменения вакуума, который ниже первой скорости изменения вакуума; измеряют вторую скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки; сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума; активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума находится либо выше верхнего порога для первой скорости изменения вакуума, либо ниже нижнего порога для первой скорости изменения вакуума. 3. Система подземного хранилища, содержащая первичную защитную оболочку; вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство; вакуумную систему для периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке; схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой; систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости, при создании вакуума вакуумной системой,при этом система обнаружения утечки выполнена с возможностью обнаружения наличия жидкости во вторичной защитной оболочке, если измеряемая скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке превышает запомненный верхний порог для скорости изменения вакуума. 4. Способ контроля жидкости в герметичном внутреннем пространстве, образованном вторичной и первичной защитными оболочками, согласно которому создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первую вакуумизацию вторичной защитной-8 017219 оболочки, когда вторичная защитная оболочка свободна от жидкости; измеряют вторую скорость изменения вакуума внутри вторичной защитной оболочки в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки; сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума; активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума превышает верхний порог для первой скорости изменения вакуума. 5. Система подземного хранилища, содержащая первичную защитную оболочку; вторичную защитную оболочку, образующую с первичной защитной оболочкой герметичное внутреннее пространство; вакуумную систему, включающую вакуумную линию и выполненную с возможностью периодического создания вакуума во вторичной защитной оболочке; схему датчика для измерения скорости изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке при создании вакуума вакуумной системой; систему обнаружения утечки, сообщающуюся по текучей среде с вторичной защитной оболочкой и выполненную с возможностью запоминания скорости изменения вакуума во вторичной защитной оболочке, когда вакуумная линия свободна от жидкости, при создании вакуума вакуумной системой,при этом система обнаружения утечки выполнена с возможностью обнаружения наличия жидкости в вакуумной линии, если измеряемая скорость изменения давления вакуума во вторичной защитной оболочке меньше запомненного нижнего порога для скорости изменения вакуума вторичной оболочки. 6. Способ контроля жидкости в вакуумной линии вторичной защитной оболочки, включающей в себя вакуумную систему, имеющую вакуумную линию и предназначенную для вакуумизации герметичного промежуточного пространства между вторичной защитной оболочкой и первичной вторичной оболочкой, согласно которому создают первую скорость изменения вакуума в ответ на первое вакуумирование вторичной защитной оболочки, когда вакуумная линия свободна от жидкости; измеряют вторую скорость изменения вакуума внутри вторичной защитной оболочки в ответ на второе вакуумирование вторичной защитной оболочки; сравнивают первую скорость изменения вакуума со второй скоростью изменения вакуума; активизируют сигнал предупреждения, если вторая скорость изменения вакуума меньше нижнего порога для первой скорости изменения вакуума.

МПК / Метки

МПК: G01M 3/32

Метки: оборудования, областей, непрерывного, устройство, бензохранилища, контроля, способ, трубопроводов, внутренних

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/12-17219-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-nepreryvnogo-kontrolya-vnutrennih-oblastejj-oborudovaniya-i-truboprovodov-benzohranilishha.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для непрерывного контроля внутренних областей оборудования и трубопроводов бензохранилища</a>

Похожие патенты