NO743736L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for regulering av stromning av væske i kanaler, f.eks. i rorledninger.

Hittil har transport i rorledninger vært tilveiebrakt ved

hjelp av grupper av pumper i stasjoner som har vært plassert langs rørledningene, hvilke pumper har vært av sentrifugaltypen. Det er kjent at for rørledninger er operasjonen av - rorledningen

i sin helhet betinget av de rådende forhold i den del av rorledningen hvor stromningen er affisert på den mest ufordelaktige måte, og at denne del varierer i en og samme rorledning i forhold til egenskapene, og særlig da viskositeten, av de forskjellige væsker som passerer gjennom rorledningen i tur og orden.

Som et resultat av dette må trykk og ytelse av pumpegruppene ofte variere. Disse variasjoner forårsakes enten ved fremskaffelse av ytterligere hoydetap eller ved variasjon av pumpenes hastighet, f.eks. ved hjelp av hastighetsvariatorer. I begge tilfelle er resultatet slosing med energi, og i dessto storre grad dersom de enkelte pumper opererer med pumpehoyde og stromningsmengde-som ligger fjernt fra den maksimale ytelse av pumpene.

For storre variasjoner av stromningshastighet startes (eller stoppes) pumpegruppen i parallell eller i serie. Starting eller stopping av disse pumpegruppene skjer brått, og dette kommer til uttrykk i et energitap i overgangsområdene og forårsaker dess-uten blanding av væske hvor en slutter og en annen begynner. På den annen side er det på grunn av mangelen på fleksibilitet van-skelig å ta effektive skritt for å hindre fenomener såsom væskestot. Når væskestot forekommer er det generelt sett nodvendig å stoppe enkelte pumpegrupper, noe som oppstroms viser seg ved en kumulativ effekt på nivået for hver stasjon og kan medfore for-ringelse i rorledningen.

For å lose dette problem er det ifolge tysk DOS 2 113 875 fore-slått for kanaler eller rorledninger som omfatter minst en pumpestasjon med minst en pumpe som minst har et trinn at nevnte pumpe omfatter skrå vinger på en avkortet konus som er koaksial med rotorens akse og midler, inklusive servomotorer, for å svinge nevnte vinger, samt midler for måling av hydrauliske stromnings parametre og reguleringsmidler som reagerer på disse og inn-virker på servomotoren.

I en foretrukket utforelse av slike pumper som er spesielt

egnet for rørledninger er disse pumpene med deres servomotorer og deres drivmotorer plassert i pumpestasjoner anordnet langs rorledningen ifolge dennes geografiske utstrekning, idet hver pumpestasjon har en stromningssensor, sensorer for innlops- og utlopstrykk, og muligens en tetthetssensor og en viskositets-sensor. Reguleringsmidlene som virker på servomotorene for å dreie pumperotorvingene eller tilsvarende dreibare vinger i pumpehuset har elektriske sendere eller andre anordninger som tillater dem å motta målingene fra nevnte sensorer, idet nevnte kontrollmidler også omfatter anordninger som tillater sammenligning av mottatt data fra sensorene med referansedata som kan va-rieres utenifra, f.eks. stromningshastigheter og/eller mottrykk.

Det vil lett kunne innses at for en gitt rotasjonshastighet er det ved forandring av vingenes skråstilling mulig å tilpasse pumpene for å sikre stromningshastigheten og et gitt trykk. Som vist på fig. 4 av tegningene representerer abscissen Q stromningshastigheten i m 3 pr. sekund og ordinaten H væskehoyden i meter vannsoyle. Kurvene i = 0° til i = 25° representerer ka-rakteristikkene for de forskjellige vinkelverdier for vingenes skråstilling. Kurvene 42° til 89° representerer kurver for konstant virkningsgrad.

Ifolge oppfinnelsen foreslås det at stigningen av pumper med varierbare vinger ved forskjellige stasjoner langs en rorledning og ventiler i stasjonene reguleres for å tilpasse trykk og stromningshastigheter i rorledningen til de ovre tolererbare grenser i seksjonen ved storst påkjenning i forhold til dens kapasitet. Fremgangsmåten er spesielt hensiktsmessig hvor det skal pumpes væsker med forskjellig viskositet etter hverandre. Fortrinnsvis praktiseres fremgangsmåten for å gi en ytelse ved utlopstermi-nalen som enten utgjor konstant stromningshastighet eller konstant ankomsttrykk. Fremgangsmåten omfatter også oppstartings-forhold og stopping av forplantning av væskehammereffekter. Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen brukes for kanaler eller rorledninger som omfatter minst en pumpestasjon med minst en pumpe som minst har et trinn, idet hver pumpe omfatter et hus,

en rotor, lagre for å understotte rotoren for rotasjon om dens lengdeakse i. huset, midler for å dreie rotoren omkring nevnte akse, et flertall vinger plassert mellom rotoren og huset, akselmidler for montering av hver vinge på rotoren for dreiebevegelse om dens lengdeakse hvor alle akselmidlene har sine lengdeakser plassert på et konisk omdreiningslegeme koaksialt med rotoren, midler i tilknytning til nevnte rotor som omfatter servomotorer for dreiing av nevnte vinger i forhold til rotoren om nevnte akser, midler for måling av hydrauliske stromningsparametre anordnet i nevnte kanal, og midler for regulering som forbinder målemidlene med servomotorene for dreiing av vingene i forhold til de målinger som gjores av nevnte målemidler.

Toppvinkelen av nevnte konus kan variere over et stort område

og til og med være lik null, men fortrinnsvis er nevnte vinkel mellom 30 og 60°.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte som gjor det mulig å sikre regulering i kanaler og spesielt rorledninger og som eliminerer strupeelementer såsom kontrollventiler som hittil har vært brukt for å sikre regulering og dermed eliminere energitap på grunn av slike reguleringsmidlers virkning.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe fremgangsmåter som sikrer regulering i en kanal uten variering av pumpedrivmotorenes hastighet.

Et annet formål med oppfinnelsen er- å tilveiebringe en fremgangsmåte som sikrer regulering og som ikke bare unngår tap, men som også oker ytelsen av pumpemidlene.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte som sikrer stromningsregulering under oppstarting av pumpestasjonen eller pumpestasjonene og som reduserer den energi som er nodvendig for oppstartingen og produserer en jevn okning av ytelsen.

Et annet formål med oppfinnelsen er å oke funksjonssikkerheten

av en kanal, spesielt en rorledning, ved hjelp av en regulerings-måte som er tilpasset til vannhammer som oppstår på grunn av en overtrykksbblge.

Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et apparat

for regulering av stromning i en rorledning ifolge oppfinnelsen.

Oppfinnelsens prinsipp skal beskrives ytterligere i det folgende under henvisning til tegningene hvor det er vist en foretrukket utforelse. De detaljer som er vist på tegningene er ment som eksempler og ikke som begrensninger, idet oppfinnelsens omfang er definert av kravene. Fig. 1 viser skjematisk en rorledning med desentralisert kontrollj Fig. 2 viser skjematisk de hydrauliske kurver for nevnte rorledning 5 Fig. 3 viser skjematisk en rorledning med sentralisert kontroll; Fig. 4 viser de karakteristiske kurver for en pumpe med varierbare vinger j Fig. 5 viser de karakteristiske kurver for oppstartingssekvensen av en stasjon som også omfatter sentrifugalpumper av standard-typen; og Fig. 6 viser et detaljert skjematisk diagram av en pumpestasjon for rorledningen på fig. 1.

På fig. 1 og 2 er det vist en rorledning. Denne rorledningen omfatter en forste stasjon 8 og tre mellomstasjoner 9, 10 og 11 som bestemmer fire rorledningsseksjoner 12, 13, 14 og 15, idet seksjon i5 ender i en utlopsterminal 16 som tillater distribusjon av de transporterte væsker blant forskjellige brukere. Kurve A hvor abscissen er i kilometer og ordinaten i meter, viser hoydeprofilen av rorledningen.

Det vil ses av fig. 1 at stasjon 9 omfatter en pumpe 24 med vinger med varierbar stigning av den type som er beskrevet i forannevnte tyske patentansokning DOS 2 113 875, i serie med en sentrifugalpumpe 22 av standard type og drevet av en motor. Pumpe 24 drives av en motor 23, og vingenes stigning bestemmes av en servomotor 17. En utlopstrykkssensor 20 er forbundet ved hjelp av en elektrisk ledning 25 til en reguleringsanordning 26 som tilhorer stasjonen 9. En innlopstrykkssensor 18 tilhorende stasjonen er også forbundet ved hjelp av en ledning 27 til anordningen 26. Sluttligen er en stromningssensor 19 forbundet ved en ledning 28 til nevnte anordning 26. Utgangen av anordningen 26 er forbundet til servomotoren 17 ved hjelp av en ledning 29.

Det vil ses at pumpestasjon 10 er identisk med pumpestasjon 9. Derimot er pumpestasjon 11karakterisert vedat den har to pumper 24 med varierbare vinger i serie.

Den forste stasjon 8 er ikke vist. Den er arrangert på samme måte som stasjon 9 eller stasjon 10.

En fremgangsmåte for regulering av denne rorledningen for dens normale bruksområde skal nå beskrives.

Det forutsettes at i oyeblikk 0 er stromningshastigheten og alle forhold i rorledningen konstant med et hydrokarbon av gitt viskositet og tetthet som sirkulerer i de forskjellige seksjoner av rorledningen. Pumpene 22 roterer alle med normal arbeidshastighet og drives av sine respektive motorer, og pumpene 24 drives også med konstant hastighet. Stigningsvinkelen for vingene i pumpene 24 er bestemt som en funksjon av pumpebetingelsene i hver stasjon slik at de nodvendige trykk leveres. I denne arbeidstilstand antas at seksjon 13 mellom stasjonene 9 og 10 er den hvor de mest uheldige stromningsforhold eksisterer. Med andre ord, det antas at det er i seksjon 13 at pumpestasjon 9 leverer et trykk som er lik det maksimale trykk som kan tolereres av den mekaniske styrke av ledningen i nevnte seksjon 13. Fig. 2 viser med sammenhengende strek kurver B som tilsvarer dette hydrokarbon for denne stromningstilstand. Innlopshoyde ved stasjon 8 er a, og hoyden eller trykket som leveres av stasjon 8 er lik b, dvs. 450 meter. Innlopstrykket til stasjon 9 er c, og stasjon 9 leverer en hoyde d som tilsvarer det maksimale grensetrykk for.stasjon 9. På samme måte angis e, f, g, h hhv. inntaks-hoyde og utlopshoyde ved stasjonene 10 og 11. k angir innkomst-hoyden ved terminal 16. For enkelthets skyld antas det at trykk k skal holdes konstant for alle tilfeller.

Det antas så at på tidspunkt 0 introduseres ved den forste stasjon 8 en ny hydrokarbon med samme tetthet, men med hoyere viskositet. For å opprettholde samme stromningshastighet som for blir det derfor nodvendig å modifisere stigningen av vingene i pumpe 24 i stasjon 8 for å gi et trykk som er hoyere enn b. Ettersom det mer viskose hydrokarbon beveger seg gjennom kanalen 12 og driver foran seg det mindre viskose hydrokarbon må trykket

som leveres av stasjon 8 oke, og på et visst tidspunkt vil det nå maksimumstrykket for stasjon 8, noe som registreres av sensor 20 (trykk) for stasjon 8. Da er den karakteristiske kurve for

seksjon 12 representert ved den prikkede kurvedelen b'i som forer ned fra den maksimale trykkgrense b' for stasjon 8 og moter punktet i på kurven bc som tilsvarer det tilsvarende hydrokarbon. I denne situasjon er omtrent to tredjedeler av seksjon 12 fylt med det mer viskose hydrokarbon, og den siste tred-jedel inneholder fremdeles den mindre viskose væske. Fra dette oyeblikk av blir seksjon 12 den seksjon hvor de minst gunstige forhold forekommer. Ettersom den mer viskose væske fortsetter i kanal 12 må stasjon 8 redusere sin stromningshastighet gradvis for å redusere tapet i seksjon 12 slik at med utgangspunkt i det maksimale grensetrykk kan opprettholde det minimumstrykk c som er nodvendig ved stasjon 9. Når det mer viskose hydrokarbon fullstendig fyller seksjon 12 vil kurven som representerer stromningen være den strekprikkede linje b'c som tilsvarer den re-duserte stromningshastighet.

Denne oppforsel av stasjon 8 kan oppnås helt automatisk ved å innrette stasjon 8 slik at den ikke kan overskride det maksimale grensetrykk..

Naturligvis vil reduksjonen i stromningshastighet som forårsakes av den automatiske oppforsel av stasjon 8 innvirke på de andre stasjoner slik at disse nå pumper med lavere stromningshastighet, idet dette oppnås ved modifikasjon av stigningen av vingene i pumpene 24 i de enkelte stasjonene 9, 10, 11 for å redusere utlopstrykket fra hver stasjon. De prikkede linjer viser stromningen i de forskjellige stasjoner. Med andre ord, stromningen bestemmes av den situasjon som består i seksjon 12, dvs. stromningen som påtrykkes av stasjon 8.

Ettersom den mer viskose væske fortsetter innover i rorledningen og når seksjon 13, vil imidlertid stasjon 9 måtte oke sitt trykk jevnt fra den laveste verdi d' den i mellomtiden hadde nådd. Når utlopstrykket av stasjon 9 når maksimum grensetrykk d, er det igjen seksjon 13 som vil være i den mest ugunstige stilling, og stasjon 9 vil så måtte redusere sin stromningshastighet ved tilsvarende modifikasjon av stigningen av vingene i. pumpe 24 i denne stasjon. Denne stromningshastighetsreduksjon vil foles av stasjonene 8, 10 og 11, og disse stasjoner vil igjen tilpasse seg den nye stromningshastighet ved å modifisere stigningen av vingene av sine pumper 24. Den nye stromningstilstand er ikke angitt på fig. 2, men det vil forstås at stromningshastigheten nå har nådd enda en lavere verdi som tilsvarer de tilstander som kan tolereres i seksjon 13.

Dersom det nå forutsettes at det igjen introduseres et mindre viskost hydrokarbon i stasjon 8, vil stasjon 9 igjen være i stand til å oke sin stromningshastighet ettersom seksjon 13 fylles med den mindre viskose væske, noe som igjen tvinger stasjonene 14 og 15 til å oke sin stromningshastighet. Fordi stasjonene 10 og 11 pumper en mere viskos væske vil en av dem nå maksimal utlopstrykks-grense, og det vil s,å bli dennes seksjon som vil være i den ugunstigste stilling og bestemme stromningshastigheten i resten av rorledningen.

Summa summarum, i den beskrevne utforelse består fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen i å bestemme den seksjon hvor stromningen foregår på den minst fordelaktige måte, i å få denne seksjons pumpestasjon til å pumpe med modifisert stigningsvinkel eller orientering av vingene slik at seksjonens maksimale grensetrykk produseres, og i å påtvinge de andre stasjoner den stromningshastighet som således produseres ved å modifisere stigningen av pumpenes vinger i tilsvarende grad i disse andre

*,

stasjoner.

Denne fremgangsmåte kan oppnås ved et desentralisert arrange-ment for rorledningen på fig. 1 på folgende måte: - Når utlopstrykkssensoren registrerer et trykk som er mindre enn det maksimale grensetrykk soker reguleringsmidlene 26 å opprettholde den stromningshastighet som måles av stromnings-sensoren 19. Dette kan oppnås ved f.eks. å anordne en regulator 26 ved hver stasjon som mottar innlopstrykk via 20 og utlopstrykk via 18 og som kontrollerer vingestigningen for å opprettholde stromningshastighet gjennom stasjonen mellom de grenser som settes av trykkbrytere for innlop .og utlop hvis referansepunkter bestemmes som en funksjon av netto innlopstrykk (N P S H) på den ene side og maksimalt tillatelig trykk i nedstromsledningen på den andre side.

Styring av rorledningen kan også oppnås på en helt sentralisert måte som vist på fig. 3 hvor det vil ses at de forskjellige sensorer er knyttet til en sentralisert anordning 21. Når et maksi-maltrykk nås i en av stasjonene ved 20, påtvinges de andre stasjonene et vingestigningsforhold som respekterer stromningshastigheten som tilsvarer nevnte maksimumstrykk for den stasjon som arbeider under de minst gunstige forhold. Når trykket begynner å stige i en annen stasjon og så når den maksimale grense vil den nye stromningshastighet som resulterer av dette så bli påtvunget alle de andre stasjonene.

Generelt sett forsoker man vanligvis å oppnå en viss stromningshastighet eller et visst trykk i siste seksjon av rorledningen 15 som ender i terminalen 16. I forste tilfelle når en viss strom ningshastighet sokes oppnådd er det naturligvis nodvendig at stromningshastigheten i terminalen ikke er storre enn den maksimale stromningshastighet som kan passere den ugunstigste seksjon som omtalt ovenfor. Dersom et gitt utlopstrykk ved terminalen tas som den begrensende faktor vil man så forsoke å gjore stromningshastigheten så stor som mulig.

I det andre tilfelle hvor man soker å oppnå en bestemt stromningshastighet ved terminalen gir oppfinnelsen en regulerings-metode som adskiller seg fra den ovennevnte fremgangsmåte..Det må naturligvis antas at stromningshastigheten i terminalen er slik at maksimalt grensetrykk ikke oppnås i noen seksjon fordi man ellers ville være tilbake til den ovenfor beskrevne situasjon. Dette andre reguleringstilfelle er enklere fordi stromningshastigheten er fastsatt på forhånd slik at reguleringsmidlene i en stasjon bare behover beregne det trykk som stasjonen må etablere i rorledningsseksjonen som en funksjon av viskositeten av den væske som passerer gjennom seksjonen for å oppnå den foronske stromningshastighet.

Oppfinnelsen vedrorer også en fremgangsmåte som tillater konstant utnyttelse av stasjonens ytelse i en pumpestasjon som f.eks.' stasjon 11 som omfatter minst to pumper 24.

Anta at en rorledningsstasjon såsom stasjon 11 omfatter minst to pumper 24, enten i serie eller i parallell.

I den forannevnte reguleringsfremgangsmåte bestemmer sokningen etter stromningsforhold stromningshastighet og trykkverdier i hver enkelt seksjon, og derfor bestemmes stromningshastighet og trykk for hver enkelt pumpestasjon.

Det henvises så til fig. 4. Når en stromningshastighet og et trykk' skal fastsettes i en seksjon som får .tilforsel fra nevnte stasjon som har minst to pumper med varierbare vinger er for-holdene ofte slik at de to pumpene med varierbare vinger begge må kjores, eller dersom kun en pumpe med varierbare vinger må kjores vil punktet på karakteristikken som bestemmes av verdien av stromningshastighet og trykk tilsvare svekket ytelse av pumpen. Under disse forhold er det ved å sette begge pumpene 24 i arbeid mulig å modifisere vingene på de enkelte pumper slik at det oppnås maksimal ytelse av stasjonens to pumper med varierbare vinger, idet de pumper av standard type med faste vinger som måtte forefinnes i stasjonen drives med normal hastighet.

Dersom f.eks. de to pumpene 24 i en stasjon må pumpe for å gi det trykk og den stromningshastighet som er representert ved punkt E, vil det ses at en enkelt pumpe kunne greie det ved en vingeinnstilling storre enn 25°, f.eks. 28°, men med en meget lav virkningsgrad. Det er derfor fordelaktig å kjore begge pumpene 24 i stasjonen 11 slik at hver yter en stromningshastighet og et trykk som er representert ved D, dvs.

samme stromningshastighet, men halve trykket av E, idet summen av de to trykk D vil gi det endelige trykk E. Det vil ses at plasseringen av punkt D er slik at en vinkel i på omtrent 7°

er tilstrekkelig og tillater pumping med de to pumpene med en virkningsgrad på omtrent 87%.

Det kan være fordelaktig å anordne i anordningen 26 en kamoverflate som korresponderer til virkningsgradkurvene av en pumpe slik at virkningsgraden kan reguleres i en stasjon såsom stasjon 11 som har minst to pumper 24 med varierbare vinger.

Under henvisning til fig. 4, kan en slik flate oppnås ved å gi hvert punkt et vertikalt nivå tilsvarende virkningsgraden i tillegg til dets abscisse Q og dets ordinat H. Virkningsgradkurver, f.eks. kurvene 85%, 87%, 89% og andre blir således kurver med et nivå som er lik nevnte overflate i form av en forhoyning. Over denne overflaten kan en vogn kjores ved hjelp av egnede skinner både i retning av abscisse Q og i retning av ordinaten H, og posisjonen av vognen langs abscissen bestemmes av den målte verdi av stromningshastigheten ved hjelp av den tilsvarende sensor, mens stillingen av vognen langs ordinaten H bestemmes av verdien av trykket som produseres av en av pumpene 24 i stasjonen. På vognen glir det vertikalt en sensoranordning med et hjul i kontakt med nevnte kamoverflate. Stillingen i hoyderetning av sensoren i vognen måles av egnede midler og gir således en indikasjon av pumpens virkningsgrad. En andre kamflate kan anordnes som tilsvarer virkningsgradkurvene av stasjonens to pumper 24 samlet, og det vil lett kunne innses at en slik overflate vil ganske enkelt være en ekstrapollasjon av kamoverflaten som tilsvarer fig. 4. En tilsvarende vogn med en sensor kan anordnes på denne andre kamoverflate, og det kan anordnes en mekanisme slik at når sensoren på kamoverflaten for en enkelt opererende pumpe 24 registrerer en virkningsgrad som er mindre enn den verdi som tilsvarer f.eks. til skjæringskurven mellom to flater for de samme kordinater vil den andre pumpe 24 også startes, og det blir således sensoreri for den andre kamflaten som indikerer den samlede virkningsgrad for de to pumpene. Når den samlede virkningsgrad som således indikeres synker til en for lav verdi stoppes den andre pumpen og prosessen går tilbake til begynnelsesbetingelsene.

Som en modifikasjon kan kamflaten erstattes av en matematisk modell av karakteristikkflaten for pumpene og de tilhorende virkningsgradkurver, idet denne matematiske modell utgjores av en logisk krets, enten analog eller digital, som er forbundet med stasjonens forskjellige sensorer for å bestemme virkningsgrad og stopping eller oppstarting av pumpene 24 for å få maksimum virkningsgrad av stasjonen samtidig som samme stromningshastighet og trykk opprettholdes.

Under henvisning til fig. 5 og 6 skal det nå beskrives en fremgangsmåte for oppstarting av en rorledning som inneholder forskjellige stasjoner som f.eks. 9 og 10, dvs. stasjoner som omfatter minst en pumpe 24 med varierbare vinger og minst en pumpe 22 av standard type med faste vinger. For enkelhets skyld skal fremgangsmåten beskrives for en stasjon såsom 9 som har en pumpe 24 med varierbare vinger og en pumpe 22 med faste vinger.

Det er kjent at oppstarting av en vanlig rorledning som omfatter pumpestasjoner med sentrifugalpumper med faste vinger representerer store vanskeligheter fordi disse pumpene ikke til later en tilstrekkelig jevn og gradvis stigning av trykket. Derfor trengs det meget energi under oppstartingen, og stromningen startes med rykk som er skadelig for hele installasjonen.

Pumpestasjonen 110 av en. rorledning som er vist tilsvarer

stort sett stasjonen 10, men den er vist i mindre skjematisk form. Stasjonen har fremfor alt en sentrifugalpumpe 122 med faste vinger mellom seksjonene 113 og 114 som er forbundet med ventiler 129, idet sentrifugalpumpen er plassert i en av-grening 127 med retur gjennom en ledning 128. I ledning 127 befinner det seg en innlopsventil 130, og i ledning 128 en utlopsventil 131. Ledning 128 har en gren med en ventil 132 som ender ved innlopssiden av pumpe 124. Utlopet av nevnte pumpe via utlopsventilen 133 fores av en ledning 134 til. seksjonen 114. Utlopstrykksensoren 120 er forbundet med regule-ringsanordningen for stasjonen 126 som omfatter i linje 125 en trykkregulator 134 av kjent type som når den mottar det målte trykk ved 120, sammenligner dette med et referansetrykk og sender et signal via en logisk krets 135 til servomotor 117 i ledningen 127.som en funksjon av forskjellen som måtte eksi-stere. To hjelpeledere 136 og 137 angir til den logiske kretsen 135 om vingene er i fullstendig åpen eller fullstendig lukket stilling. Tre ledere 138, 139 og 140 påvirker henholdsvis inn-taksventilen 130, pumpemotoren 122 og utlopsventilen 131.

I henhold til oppfinnelsen skjer oppstarting av stasjonen på fSigende måte: Utlopsventilene 131, 133 og ventil 129 er lukket. Pumpe 24 startes så med vingene i en vinkel nær det maksimale (i = 0°). Når normal hastighet for pumpe 24 er oppnådd ved tidspunkt 0, åpnes utlopsventilen 131, og en gradvis okning av vinkelen av pumpevingene begynnes. Kurve 24 på fig. 5 viser at på tidspunkt 0 oker trykket gradvis til verdi p-^på tidspunkt E^. Dette trykk p^er stort sett lik den totale hoyde som ytes av pumpe 22 når den startes.

For tidspunkt t^startes pumpe.22 med faste vinger, og dens utlopstrykk stiger forholdsvis raskt på grunn av dens karak-teristikk. På tidspunkt t^(eller deretter, hvis onskelig) åpnes ventil 133 og ventil 129' lukkes. Samtidig, mens pumpe 24 holdes ved sin normale hastighet, lukkes dens vinger raskt til vinkel 0 med en hastighet som stort sett kompenserer for den brå trykkstigning på grunn av pumpen 22. Resultatet er at summen av trykkene av pumpene 24 + 22 her representerer et horisontalt platå mellom tidspunkt t-^ og tidspunkt t2ved hvilket trykket på grunn av pumpe 22 er stabilisert. I dette oyeblikk er det onskelig at pumpe 24 også bidrar til okning av det totale trykk, og dens vinger blir igjen gradvis åpnet inntil det endelige totaltrykk p£er oppnådd.

I det tilfelle hvor stasjonen omfatter en pumpe 22 og en pumpe 24 plassert i parallell istedenfor i serie, vil det forstås at reguleringen av pumpen 24 med varierbare vinger vil bestå i å sikre en pumpehoyde som er identisk med den av pumpen med faste vinger mens den totale stromningshastighet justeres fordi de individuelle stromningshastigheter av de to pumpene sum-meres. I dette tilfelle vil oppstartingsrekkefolgen bestå i at forst startes pumpe 24 med null vingestigning og påfolgende gradvis åpning av vingene inntil en bestemt stromningshastighet og et bestemt trykk er oppnådd. Etter dette startes den van-lige pumpen 22 med utlopsventilen lukket. Utlopsventilen åpnes så under opprettholdelse av trykket, og vinkelen på vingene lukkes tilstrekkelig til å redusere stromningen mens stromningen fra den konvensjonelle pumpen okes.

Oppfinnelsen vedrorer også en fremgangsmåte for forhindring av den hammereffekt som kan oppstå i kanaler og spesielt rorledninger. Det er kjent at slike hammereffekter ofte oppstår ved tilfeldig lukking av en ventil, f.eks. i terminalen, og hele væskesoylen blokkeres således brått. En bolge med overtrykk oppstår derved oppstroms med en hastighet nær lydhastigheten i væsken. I allerede eksisterende rorledninger er det anordnet frontsensorer av kjent type som detekterer hammerbolger og signalerer teletransmittorisk til de oppstroms stasjoner. Tidligere har det som losning på hammerproblemet vært prak-tisert å stoppe pumpegruppen i den stasjon som hammeren beveger seg mot. Dette representerer en stor ulempe på grunn av den brå stopp av pumpemotorene og av hele transporten og på grunn av nødvendigheten av fornyet oppstarting av pumpene som sliter betraktelig på motorene. Dertil forårsaker ofte den brå stopping av pumpene i en pumpestasjon en hammer som beveger seg til den oppstroms stasjon, og på grunn av en . kaskadeeffekt er 'det ofte nodvendig å stoppe alle pumpestasjonene etter tur.

Ifolge oppfinnelsen blir en hammer når denne oppstår registrert av en standard hammerdetektor. Istedenfor å stoppe en eller flere pumper i stasjonen som hammeren beveger seg mot lukkes vingene slik at trykket av pumpe 24 minskes betraktelig for hammeren ankommer. Ekstratrykket som forårsakes av hammeren vil så adderes til trykket som allerede er redusert slik at det totale trykk ikke vil være farlig for installasjonen. Dertil fortsetter motoren å lope med vanlig hastighet, og det blir derfor unødvendig å starte pumpemotoren på ny etter at hammeren er stanset.

Det skulle nå være åpenbart at fremgangsmåten for regulering av stromning i kanaler som beskrevet i det foregående besitter alle de fordelaktige trekk som er angitt innledningsvis. På grunn av at fremgangsmåten for regulering av stromning i kanaler kan modifiseres i noen grad uten å avvike fra oppfinnelsens prin-sipper slik som de er vist og forklart i denne beskrivelse bor foreliggende oppfinnelse oppfattes som omfattende alle slike modifikasjoner som faller innenfor tanken og rammen av de på-følgende krav.

Det skulle være klart at fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen omfatter det tilfelle hvor vingene i pumpene med variabel stigning er lagret i huset, eller hvor stigningsvariasjonen tilveiebringes av vinger med varierbar bredde.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for regulering av væskestromning i en rorledning som omfatter minst to seksjoner som hver har et karakteristisk maksimalt indre trykk den kan utsettes for uten at det oppstår en uakseptabel sannsynlighet for mekanisk odeleggelse og som hver har en pumpestasjon foran seg med minst en roterende pumpe med vinger med varierbar stigning for oking av trykket av væsken som forss inn i rorledningen, karakterisert ved : kontinuerlig måling av hvilken seksjon som utsettes for et internt trykk nærmest sitt karakteristiske maksimum;, opprettholdelse av vingenes stigning i de respektive pumper i stasjonen for nevnte seksjon for å forsoke å opprettholde nevnte nærmeste interne trykk; og dreiing av vingene i den respektive pumpe i stasjonen av minst en annen seksjon for å tilpasse stromningshastigheten gjennom nevnte ene seksjon.

2. Fremgangsmåte for regulering av fluidumsstromning i en rorledning som omfatter minst en forste og en andre seksjon som hver har et karakteristisk maksimalt indre trykk som den kan utsettes for uten å bli gjenstand for en uakseptabel sannsynlighet for mekanisk odeleggelse og som hver folger etter en pumpestasjon som har minst en roterende pumpe med vinger med variabel stigning for utovelse av trykk i det fluidum som fremmes i rorledningen, karakterisert ved : kontinuerlig registrering av hvilken av de to seksjoner som utsettes for et internt trykk som er nærmest dens karakteristiske maksimum; når dette er forste seksjon, opprettholdelse av stigningen av vingene i nevnte pumpe i forste seksjon for å soke å' opprettholde nevnte nærmeste interne trykk i nevnte forste seksjon og dreiing av vingene i nevnte pumpe i den andre seksjon for å tilpasse stromningshastigheten 'gjennom nevnte forste seksjon; og når den blir nevnte andre seksjon, opprettholdelse av vingenes stigning i nevnte pumpe i andre seksjon for å soke å opprettholde nevnte nærmeste interne trykk i nevnte andre seksjon og dreiing av vingene i nevnte pumpe i forste seksjon for å opprettholde stromningshastigheten gjennom nevnte andre seksjon.'

3. Fremgangsmåte for regulering av fluidumsstromning i en rorledning som omfatter minst en forste og en andre seksjon som forer til en terminal og som hver har et karakteristisk maksimalt indre trykk den kan gjores^til gjenstand for uten å utsettes for en uakseptabel sannsynlighet for mekanisk odeleggelse og som folger på en pumpestasjon med minst en roterende pumpe med vinger med roterbar stigning for okning av trykk i det fluidum som fremmes gj.ennom rorledningen til terminalen, karakterisert ved : innstilling av vingene av nevnte pumpe for å oppnå det nodvendige trykk i hver av nevnte stasjoner for å få fluidumet til å nå terminalen med en forutbestemt hastighet så lenge dette kan oppnås uten å overskride det karakteristiske maksimale in-, terne trykk for noen av seksjonene; kontinuerlig registrering av trykket i nevnte stasjoner, og midlertidig flate ut stigningen av vingene i nevnte pumpe tilstrekkelig til å unngå overskridelse av nevnte karakteristiske maksimale interne trykk i den seksjon hvor dette ville synes nodvendig for å oppnå den forutbestemte hastighet, og dreiing av vingene av nevnte pumpe i minst en annen av nevnte seksjoner for å tilpasse stromningshastigheten gjennom nevnte ene seksjon selv om dette midlertidig måtte resultere i én mindre stromningshastighet ved nevnte terminal enn nevnte forutbestemte hastighet.

4.. Fremgangsmåte for regulering av fluidumsstromning i en rorledning som omfatter minst en sekjson som folger på en pumpestasjon som har minst to roterende pumper med blader med varierbar stigning for oking av trykk i det fluidum som fremmes gjennom rorledningsseksjonen, hvilken fremgangsmåte omfatter folgende trinn i den hensikt å tilveiebringe en forutbestemt stromningshastighet gjennom rorledningsseksjonen: starting av den forste av nevnte pumper og dreiing av dens vinger til en vinkel som vil gi nevnte forutbestemte stromningshastighet dersom den er innenfor pumpens kapasi-tetsområde; registrering av virkelig stromningshastighet som ytes av denne pumpen, og dersom denne er mindre enn nevnte forutbestemte stromningshastighet, starting av den andre av nevnte pumper og justering av stigningen av vingene av begge pumpene for å gi nevnte forutbestemte stromningshastighet.

5. Fremgangsmåte for regulering av fluidumsstromning i en rorledning som inkluderer minst en seksjon som folger på en pumpestasjon utstyrt med minst en roterende pumpe med fast vingestigning, minst en roterende pumpe med varierbar vingestigning og en utlopsventil for isolering av trykksiden av pumpen med fast vingestigning fra rorledningen under oppstarting, idet nevnte fremgangsmåte omfatter: starting av pumpen med varierbar vingestigning med en lukket vingevinkel inntil normal rotasjonshastighet for pumpen er oppnådd; gradvis åpning av vingevinkelen av pumpen for å gi trykk; starting av pumpen med fast vingevinkel med utlopsventilen lukket.inntil normal rotasjonshastighet for pumpen er oppnådd; og så samtidig åpning av nevnte utlopsventil og delvis lukking av vingevinkelen for pumpen med varierbar vingevinkel i tilstrekkelig grad til å gi en trykkreduksjon som er stort sett lik trykkokningen som ytes av pumpen med fast vingestigning.

6. Fremgangsmåte for regulering av væskestromning i en rorledning som inkluderer minst en seksjon som folger på en pumpestasjon med minst en roterende pumpe med varierbar vingestigning for okning av trykk i det fluidum som fremfores gjennom rorledningsseksjonen, idet fremgangsmåten omfatter disse trinn i den hensikt å utslette oppstroms forplantning av hammereffekt: operering av pumpen med vingene innstilt med en stigning for å opprettholde et trykk som ikke overskrider det maksimale indre £rykk som den del av rorledningen kan bli gjenstand for uten å utsettes for en uakseptabel sannsynlighet for mekanisk odeleggelse; ved registrering av opptredelse av hammereffekt nedstroms for nevnte stasjon, å redusere stigningen av nevnte vinger for å gi tilstrekkelig senkning av trykket til å få det totale trykk i seksjonen til fremdeles å ligge innenfor nevnte maksimum under hensyntagen til det ytterligere trykk som oppstår på grunn av hammervirkningen.

7. Apparat for regulering av stromning i en rorledning som omfatter minst to pumpestasjoner oppstroms for et tilsvarende antall seksjoner, idet hver omfatter minst.en pumpe med et hus, en rotor, lagring for å understotte nevnte rotor for rotasjon om sin lengdeakse i nevnte hus, midler for å dreie nevnte rotor omkring nevnte akse, et flertall vinger anbrakt mellom rotoren og huset, akselmidler for montering av hver enkelt vinge på nevnte rotor for dreiebevegelse om sin lengdeakse, idet nevnte akselmidler alle har sin lengdeakse anordnet på et konisk omdreiningslegeme som er koaksialt med nevnte rotor, midler i tilknytning til nevnte rotor omfattende servomotorer for dreiing av -nevnte vinger i forhold til nevnte rotor omkring nevnte akser, midler for måling av hydrauliske stromningsparametre anordnet i nevnte rorledning, og midler for regulering som forbinder nevnte målemidler med nevnte servomotorer for å gi dreiebevegelse av nevnte vinger i forhold til målingene som utfores av nevnte målemidler, hvorved folgende operasjon kan gjennomfores; registrering av den av de nevnte rorledningsseksjoner hvor stromningen foregår på den mest ufordelaktige måte; opprettholdelse av stigningen av nevnte vinger i nevnte stasjon som tilsvarer nevnte minst fordelaktige seksjon for å opprettholde et trykk som tilsvarer verdien av det. maksimalt tillatte grensetrykk for nevnte minst fordelaktige seksjon; og dreiing av nevnte vinger av den andre av nevnte stasjoner for å opprettholde den stromning som resulterer fra stromningen i den minst fordelaktige stasjon.

8. Apparat for regulering av stromning i en rorledning med en terminal, omfattende: minst to pumpestasjoner oppstroms av et tilsvarende antall seksjoner som hver omfatter minst en pumpe med et hus, en rotor, lagre for understøttelse av nevnte rotor for rotasjon om dens lengdeakse i nevnte hus, midler for å dreie nevnte rotor omkring nevnte akse, et antall vinger plassert mellom nevnte rotor og nevnte hus, akselmidler for montering av hver vinge på nevnte rotor for dreiende bevegelse om dens lengdeakse, idet akselmidlene.alle har sin lengdeakse plassert på et konisk omdreiningslegeme som er koaksialt med nevnte rotor, midler i tilknytning til nevnte rotor som omfatter servomotorer for å dreie nevnte vinger .i forhold til nevnte rotor omkring nevnte akser, målemidler for bestemmelse av hydrauliske stromningsparametre anordnet i nevnte rorledning, reguleringsmidler som forbinder nevnte målemidler med nevnte servomotorer for å avstedkomme en dreiebevegelse av nevnte vinger avhengig av målingene som utfores av nevnte målemidler, hvorved folgende operasjon kan utfores: bestemmelse av den foronskede stromning av nevnte terminal; modifisering av stigningen av vingene for nevnte stasjoner for å oppnå i hver av nevnte stasjoner det trykk som er nodvendig for å få nevnte stromning til å passere, angjeldende seksjon; registrering om i nevnte seksjon trykket når en maksimal grenseverdi for nevnte seksjon; og dersom et slikt trykk er blitt målt, opprettholdelse av vingene for stasjonen for nevnte seksjon slik at nevnte trykk opprettholdes; og modifisering av stigningen av vingene for nevnte andre stasjoner for tilpasning til de nye strømningsforhold som således påtrykkes.

9. Apparat for regulering for okning av pumpeytelsen i en kanal, omfattende: minst en pumpestasjon med minst to pumper som hver har et hus, en rotor, lagre for understøttelse av nevnte rotor for rotasjon om dens lengdeakse i nevnte hus, midler for å dreie nevnte roter omkring nevnte akse, et antall vinger plassert mellom nevnte rotor og nevnte hus, akselmidler for montering av hver vinge på nevnte rotor for dreibar bevegelse omkring dens lengdeakse, akselmidler som hver har sin lengdeakse- plassert på et konisk omdreiningslegeme koaksialt med nevnte rotor, midler tilknyttet nevnte rotor som omfatter servomotorer for å dreie, nevnte vinger i forhold til nevnte rotor omkring nevnte akser, midler for måling av hydrauliske stromningsparametre plassert i nevnte kanal, midler for regulering som forbinder nevnte målemidler med servomotoren for -å avstedkomme dreiebevegelse av nevnte vinger i forhold til de målinger som utfores av nevnte målemidler, hvorved folgende operasjon kan utfores: starting av den forste av nevnte pumper; justering av stigningen av vingene for nevnte pumpe for å oppnå den tilsiktede stromningstilstand; registrering av ytelsen av nevnte pumpe med virkningene i denne skråstilling; sammenligning av ytelsesverdien som registreres med en forutbestemt verdi, og dersom nevnte ytelse er mindre enn nevnte verdi, starting av minst en andre av nevnte pumper og justering av stigningen av nevnte opererende pumper for å oppnå den foronskede stromningstilstand.

10. Apparat for regulering av oppstarting i en kanal, omfattende: minst en pumpestasjon med minst en pumpe med faste vinger og en utlopsventil og minst en pumpe omfattende et hus, en rotor, lagre for understøttelse av nevnte rotor for rotasjon om dens lengdeakse i nevnte hus, midler for å dreie nevnte rotor omkring nevnte akse, et antall vinger plassert mellom nevnte rotor og nevnte hus, akselmidler for montering av hver vinge på nevnte rotor for dreiebevegelse om dens lengdeakse, idet akselmidlene alle har sin lengdeakse plassert på et konisk omdreiningslegeme som er koaksialt med nevnte rotor,.midler tilknyttet nevnte rotor som omfatter servomotorer for dreiing av nevnte vinger i forhold til nevnte rotor omkring nevnte akser, midler for måling av hydrauliske stromningsparametre plassert i nevnte kanal, og reguleringsmidler som forbinder nevnte målemidler med servomotorene for å frembringe dreiebevegelse av nevnte vinger avhengig av målingene som utfores av nevnte målemidler, hvorved fSigende operasjon kan utfSres: starting av nevnte pumpe med varierbare vinger med lukket vingevinkel inntil normal omdreiningshastighet for pumpen er oppnådd; gradvis åpning av vinkelen av nevnte vinger for å oppnå et trykk; starting av nevnte pumpe med faste vinger med nevnte ut-ISpsventil lukket inntil normal rotasjonshastighet for nevnte pumpe er oppnådd; åpning av nevnte utlopsventil; og samtidig lukking av vingene for nevnte pumpe med varierbare vinger for å forårsake en reduksjon i trykk som er stort sett lik Skningen i trykk som tilfSres av pumpen med faste vinger når nevnte ventil åpnes.

11. Apparat for regulering av strSmning i tilfelle av hammereffekt i en kanal, omfattende: minst en pumpestasjon med minst en pumpe som omfatter et hus, en rotor, lagre for understSttel.se ■ av nevnte rotor for rotasjon omkring dens lengdeakse i nevnte hus, midler for å dreie nevnte rotor omkring nevnte akse, et antall vinger plassert mellom nevnte rotor og nevnte hus, akselmidler for montering av hver vinge på nevnte rotor for dreiebevegelse om dens lengdeakse, idet nevnte akselmidler alle har sin lengdeakse plassert på et konisk omdreiningslegeme koaksialt med nevnte rotor, midler tilknyttet nevnte rotor som omfatter servomotorer for dreiing av nevnte vinger i forhold til nevnte rotor omkring nevnte akser, midler for måling av hydrauliske strSmningsparametre plassert i nevnte kanal, midler for regulering som forbinder nevnte målemidler med nevnte servomotorer for å utfSre dreiebevegelse av nevnte vinger avhengig av målingene som foretas av nevnte målemidler, idet nevnte stasjon mater ut i en nedstrSmsseksjon, hvorved fSigende operasjon kan gjennomfores: måling av opptredelse av hammereffekt nedstrSms av nevnte stasjon; og redusering av stigningen av nevnte vinger for å forårsake en senkning av trykk som er tilstrekkelig til å gjSre at det totale trykk ikke overskrider en forutbestemt sikkerhets-verdi under innvirkning av hammervirkningens overtrykk.

12. Fremgangsmåte for regulering av væskestromning i en rorledning som omfatter minst en seksjon nedstroms for en pumpestasjon som har minst en roterende pumpe med vinger med varierbar stigning for utovelse av trykk i fluidumet som formidles til rorledningsseksjonen, hvor nevnte seksjon er karakterisert ved et maksimalt indre trykk den kan bli gjenstand for uten å utsettes for en uakseptabelt hoy sannsynlighet for mekanisk odeleggelse, omfattende folgende kontinuer-lige trinn: registrering av trykket i væsken som formidles gjennom nevnte stasjon, og dersom nevnte, trykk når nevnte karakteristiske maksimale indre trykk, dreiing av vingene av nevnte pumpe for å holde nevnte trykk maksimalt lik nevnte karakteristiske maksimale indre trykk.