ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО БЛОКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ Российский патент 1999 года по МПК F16K11/10 

Изобретение относится к технике транспортирования газа и может быть использовано на газораспределительных станциях, компрессорных станциях и других объектах газопроводного транспорта.

В соответствии с отраслевыми нормами, типовая схема газотранспортной системы предусматривает защиту элементов газопроводной магистрали блоком из двух дублирующих друг друга предохранительных клапанов, установленных на выходных каналах переключающего устройства. При штатной работе затвор переключающего устройства находится в промежуточном положении, осуществляя подвод газа к обоим предохранительным клапаном одновременно.

Известны трехходовые краны, используемые в качестве переключающего устройства блока предохранительных клапанов (1), (2). Например, трехходовой кран (1), содержащий корпус с входным и двумя выходными каналами, затвор и привод.

Недостатком такого устройства является большое усилие перекладки затвора, обусловленное действующим на затвор усилием, которое зависит от величины рабочего давления газа и эффективной площади перекрываемого выходного канала. Это ограничивает область его применения по величине рабочего давления и вызывает необходимость использования в приводе редуктора. Кроме того, затвор известного устройства чувствителен к наличию в газе механических примесей, практическая неизбежность которых в условиях перемещения затвора при постоянном контакте с седлом приводит к износу элементов запорной пары и потере герметичности, что снижает его надежность.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является переключающее устройство блока предохранительных клапанов типа ПУ(3), содержащее корпус с входным каналом и двумя выходными каналами, имеющими соосно расположенные седла, в котором на одной оси с седлами расположен затвор двустороннего действия, взаимодействующий с ним шток, кинематически связанный со штоком привод, а каждый из выходных каналов соединен с входом предохранительного клапана.

Недостаток данного устройства, связанный с большим усилием перекладки затвора, ограничивает область его применения только объектами с невысокими рабочими давлениями. В последнее же время, в целях увеличения производительности газотранспортных магистралей имеет место тенденция постоянного роста рабочего давления транспортируемого газа (например газопровод "Ямал-Европа" предусматривает Py 10,0 МПа), что обуславливает необходимость в соответствующем оборудовании.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения и повышение надежности переключающего устройства блока предохранительных клапанов.

Поставленная цель достигается тем, что переключающее устройство блока предохранительных клапанов, содержащее корпус с входным каналом и двумя выходными каналами, имеющими соосно расположенные седла, затвор двустороннего действия, расположенный между седлами соосно им шток, связанный с затвором, привод, кинематически соединенной со штоком, причем каждый из выходных каналов соединен со входом предохранительного клапана, согласно изобретению, затвор установлен на штоке с возможностью осевого перемещения, которое ограничено упором, выполненным на штоке, в затворе выполнены сквозные разгрузочные каналы, для перекрытия которых затвор снабжен двумя подпружиненными запорными элементами, расположенными соосно штоку и перемещаемыми упором штока в сторону открытия соответствующих разгрузочных каналов, при этом эффективная площадь запорного элемента меньше эффективной площади затвора, а контактирующие поверхности затвора и седла выполнены конусообразными.

На фиг. 1 схематично изображено переключающее устройство блока предохранительных каналов; на фиг. 2 - увеличенное изображение затвора устройства в закрытом положении одного из каналов.

Устройство содержит корпус 1, входной 2 и выходные 3 и 4 каналы, с седлами 5, конусообразный затвор двустороннего действия 6 с уплотнителями 7, каналами 8, опорными торцам и 9 и 10, подпружиненные запорные элементы 12 и 13, взаимодействующий с ними посредством упора 14 шток 15, кинематически соединенный со штоком винтовой привод 16 с маховиком 17. На патрубках выходных каналов 3 и 4 установлены предохранительные клапаны 18 и 19, вход каждого из которых соединен с соответствующим выходным каналом устройства, а выход - со свечой 20.

Устройство работает следующим образом. При штатной работе системы затвор находится в промежуточном положении, обеспечивая проход газа из защищаемого участка системы через входной канал 2 к выходным каналам 3 и 4, каждый из которых соединен со входом предохранительного клапана. В случае повышения давления в системе выше допустимого предохранительные клапаны открываются, обеспечивая сброс давления газа на свечу 20.

В случае замены или профилактики одного из предохранительных клапанов, например клапана 18, вращают маховик 17 винтового привода 16 на закрытие выходного канала 3, при этом шток 15 движется поступательно влево и перемещает затвор 6 до его соприкосновения с левым седлом 5.

При дальнейшем движении штока упор 14 открывает запорный элемент 12 и при упоре в опорный торец 9 движение затвора и штока прекращается, при этом благодаря наличию зазора 11 запорный элемент 13 под действием своей пружины закрывается. Под действием усилия от привода и от рабочего давления на эффективную площадь затвора конусообразный затвор 6 ориентируется относительно конусного седла 5 и герметизирует полость выходного канала 3, обеспечивая возможность работы с предохранительным клапаном 18, при этом в дежурном режиме защиты остается предохранительный клапан 19.

При переводе затвора в исходное положение маховик привода вращают в обратную сторону, шток поступательно движется вправо и его упор 14, выбирая зазор 11, открывает запорный элемент 13, усилие открытия которого невелико вследствие малой его эффективной площади по сравнению с эффективной площадью затвора 6. В связи с тем, что зазор 11 меньше хода впускных клапанов, при открытии запорного элемента 13 запорный элемент 12 также открыт и рабочее давление газа через запорный элемент 13, каналы 8 и запорный элемент 12 поступает в полость выходного канала 3, ограниченную затвором и предохранительным клапаном 18, обеспечивая равенство давлений в полостях каналов 2 и 3, т.е. разгрузку затвора, вследствие чего при достижении упора 14 опорного торца 10 шток 15 с малым усилием отводит затвор от седла в исходное положение.

Работа устройства при необходимости перекрытия канала 4, соединенного с предохранительным каналом 19 и обратном переводе затвора в исходное положение, аналогична описанной выше.

Конусообразная форма седел 5 и затвора 6, помимо благоприятных условий взаимной ориентации, создает обтекаемость, которая препятствует накоплению содержащихся в газе механических примесей в зоне запорной пары и гидратообразованию, что в сочетании с малым усилием отрыва затвора 6 от седел 5 повышает герметичность и ресурс, а в целом надежность устройства. Малое усилие перекладки затвора позволяет применять простейший привод типа "винт-гайка" и использовать устройство на любые практически имеющие место и перспективные рабочие давления.

В настоящее время опытная партия заявленных устройств с Dy 100 находится в опытной эксплуатации на объектах предприятия "Самаратрансгаз", которая показала их явное преимущество над известными.

Источники информации
1. Промышленная трубопроводная арматура. Каталог. Ч. III, издание ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1990 г., с. 77.

2. Оборудование для газоперекачивающих предприятий. Номенклатура АОО "Торговый дом" Воткинского завода. Кран трехходовой газовый ВМ-100-16.

3. Трубопроводная арматура. Каталог. АО Благовещенский арматурный завод. , 1994 г., с. 32-37 (прототип).

Устройство относится к технике транспортирования газа и может быть использовано на газораспределительных, компрессорных станциях и других объектах газопроводного транспорта. Изобретение расширяет области применения и повышает надежность переключающих устройств. Устройство содержит корпус с входным каналом и двумя выходными каналами, имеющими соосно расположенные седла. Между седлами и на одной оси с ними расположен затвор двустороннего действия, взаимодействующий с ним шток, кинематически связанный со штоком привод. Каждый из выходных каналов соединен с входом предохранительного клапана. Затвор выполнен в виде подпружиненных впускных клапанов и клапана двустороннего действия, которые концентрично расположены к штоку и взаимодействуют в заданной последовательности между собой и штоком посредством жестко связанного со штоком упора. Эффективная площадь впускных клапанов меньше эффективной площади клапана двустороннего действия, который, а также взаимодействующие с ним седла выполнены конусообразными. 2 ил.

Переключающее устройство блока предохранительных клапанов, содержащее корпус с входным каналом и двумя выходными каналами, имеющими соосно расположенные седла, затвор двустороннего действия, расположенный между седлами соосно им, шток, связанный с затвором, привод, кинематически соединенный со штоком, причем каждый из выходных каналов соединен со входом предохранительного клапана, отличающееся тем, что затвор установлен на штоке с возможностью осевого перемещения, которое ограничено упором, выполненным на штоке, в затворе выполнены сквозные разгрузочные каналы, для перекрытия которых затвор снабжен двумя подпружиненными запорными элементами, расположенными соосно штоку и перемещаемыми упором штока в сторону открытия соответствующих разгрузочных каналов, при этом эффективная площадь запорного элемента меньше эффективной площади затвора, а контактирующие поверхности затвора и седла выполнены конусообразными.