УСТАНОВКА ДЛЯ ОТВОДА КОНДЕНСАТА Российский патент 2001 года по МПК F16T1/20 

Изобретение относится к устройствам для удаления конденсата из замкнутых полостей, например из конденсатосборников центробежных сепараторов в нефтегазодобывающей промышленности.

Известен поплавковый регулятор уровня жидкости для конденсатосборника, содержащий поплавок, установленный на полом рычаге, закрепленном шарнирно и взаимодействующим с запорным органом через подпружиненный стержень [1].

Недостатками этой конструкции являются чувствительность к загрязнениям и конструктивно заложенная несоосность клапана со стержнем и седла.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой установке является установка для отвода конденсата, содержащая сообщенные между собой нижней и верхней частями конденсатосборник и поплавковую камеру с поплавком и крышкой, на которой смонтировано коммутирующее устройство привода выпускного электроклапана, установленного в сливном трубопроводе конденсатосборника, причем на поплавке выполнен хвостовик, размещенный в направляющей крышки поплавковой камеры и взаимодействующий с коммутирующим устройством, выполненным в виде магнитных вставок и герконов [2].

К недостаткам известной конструкции можно отнести чувствительность к загрязнениям, узкий диапазон давлений, наличие электропитания.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является устранение вышеуказанных недостатков и повышение надежности работы путем исключения элементов электрического управления выпускным клапаном.

Задача решается следующим образом.

В установке для отвода конденсата, содержащей сообщенные между собой нижней и верхней частями конденсатосборник и поплавковую камеру с поплавком и крышкой, на которой смонтировано коммутирующее устройство привода выпускного клапана, установленного в сливном трубопроводе конденсатосборника, причем на поплавке выполнен хвостовик, размещенный в направляющей крышки поплавковой камеры и взаимодействующий с коммутирующим устройством, выпускной клапан выполнен с гидравлическим приводом. Управляющая полость этого клапана сообщена с газовой полостью поплавковой камеры или окружающей средой через коммутирующее устройство, состоящее из постоянного магнита, установленного на торце хвостовика и взаимодействующего при верхнем положении поплавка с подпружиненным якорем, приводящим в движение через двуплечий рычаг, связанный с этим якорем, управляющий клапан двойного действия.

Предпочтительным является выполнение поплавка со средним удельным весом, большим удельного веса воды, при этом поплавок имеет нижний хвостовик, взаимодействующий с регулировочным механизмом, состоящим из пружины, размещенной между нижним хвостовиком и регулировочным винтом.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана принципиальная конструктивная схема установки для отвода конденсата.

Установка состоит из конденсатосборника 1, поплавковой камеры 2 с поплавком 3. На поплавковой камере смонтирована крышка 4, в которой установлен якорь 5 с пружиной 6, управляющий клапан 7, взаимодействующий через двуплечий рычаг 8, установленный на оси 9, с якорем 5. Управляющий клапан двойного действия 7 в своих крайних положениях перекрывает седла 10 или 11, запирая, соответственно, канал высокого давления 12 или магистраль сброса управляющего газа 13. Полость клапана 7 через трубопровод 14 связана с управляющей полостью 15 выпускного клапана 16. Клапан 16 выполнен с гидравлическим приводом в виде поршня 17, подпружиненного пружиной 18. Затвор 19 клапана 16 перекрывает сливной трубопровод конденсата 20. Рабочая полость 21 клапана 16 сообщена трубопроводом 22 с нижним уровнем конденсатосборника 1 и трубопроводом 23 с нижним уровнем поплавковой камеры 2. Конденсатосборник и поплавковая камера в верхней части связаны трубопроводом 24. Поплавок 3 имеет в верхней части хвостовик 25, подвижно установленный в направляющей 26 крышки 4. На торце хвостовика 25 закреплен постоянный магнит 27.

В предпочтительном варианте выполнения поплавок 3 имеет нижний хвостовик 28, взаимодействующий через пружину 29 с регулировочным винтом 30, размещенным в днище 31 поплавковой камеры 2.

На крышке 4 предусмотрен стоп 32.

Поплавок в данной установке выполнен толстостенным и обладает высокой прочностью. При этом он может обладать малой плавучестью или быть вовсе тяжелее вытесненной им воды. В последнем случае пружина 29 компенсирует недостающую составляющую для всплытия поплавка при достижении конденсатом максимального уровня. Усилие, создаваемое пружиной 29, регулируется винтом 30.

Установка для отвода конденсата работает следующим образом.

Конденсат из газового сепаратора поступает в конденсатосборник 1 и постепенно накапливается, достигая максимального уровня. При этом конденсат, достигнув определенного уровня, начинает заполнять поплавковую камеру 2, т. к. через трубопроводы 22 и 23 конденсатосборник и поплавковая камера сообщены между собой в нижней части, а их газовые полости сообщены трубопроводом 24. По мере заполнения поплавковой камеры возрастает выталкивающая сила, действующая на поплавок 3, и по достижении максимального расчетного уровня, соответствующего максимальному уровню конденсата, выталкивающая сила превысит вес поплавка и он всплывет. При этом магнит 27, также способствующий подъему поплавка 3, закрепленный на хвостовике 25, перемещаясь в направляющей 26, поднимается до упора в стоп 32. Якорь 5, преодолевая сопротивление пружины 6, переместится до упора в стоп 32. Рычаг 8 повернется вокруг оси 9 против часовой стрелки и переместит управляющий клапан 7 из одного крайнего положения в другое. Оторвавшись от седла 11 он примкнет к седлу 10. Магистраль 13 сброса управляющего газа из управляющей полости 15 клапана 16 открыта. Т.к. все полости установки для отвода конденсата находятся под высоким давлением, то падение давления в управляющей полости 15, связанной теперь с окружающей средой, приведет к перемещению поршня 17 в крайнее верхнее положение и сжатию пружины 18. Затвор 19 откроет сливной трубопровод 20 и конденсат будет сливаться под рабочим давлением. Рабочая полость 21 клапана 16 находится под давлением конденсата, который удерживает клапан в открытом состоянии. Магнитные силы удерживают поплавок 3 в верхнем положении до тех пор, пока сила разницы веса поплавка и выталкивающей силы, действующей на него, не превысит силу притягивания магнита. В последнем случае поплавок 3 опускается вниз. Сила притяжения якоря 5 к стопу 32 падает и пружина 6 перемещает якорь в крайнее верхнее положение, рычаг 8 поворачивается по часовой стрелке и перемещает управляющий клапан 7 до упора в седло 11. Давление в канале 12 и трубопроводе 14 выравнивается. Под действием пружины 18 поршень 17 перемещает затвор 19 и перекрывает сливной трубопровод 20. Слив конденсата, достигшего минимального уровня, прекращается. Далее цикл наполнения и слива автоматически повторяется.

В предпочтительном варианте исполнения установки поплавок выполнен толстостенным и может работать при высоких давлениях. При этом для обеспечения подъема поплавка на нем предусмотрен нижний хвостовик 28, на который воздействует пружина 29. Требуемое усилие для подъема поплавка по достижении конденсатом максимального уровня регулируется винтом 30.

Основными преимуществами заявляемой установки являются простота, широкий диапазон рабочих давлений, слабая чувствительность к загрязнениям и отсутствие системы электропитания.

Источники информации
1. А. с. СССР N 972181, МКИ F 16 K 31/24, з. N 3289010 от 15.05.81, опубл. 07.11.82.

2. А. с. СССР N 1546774, МКИ F 16 T 1/20, з. N 4415118 от 26.04.88, опубл. 28.02.90.

Установка предназначена для отвода конденсата. Установка содержит сообщенные между собой нижней и верхней частями конденсатосборник и поплавковую камеру с поплавком и крышкой, на которой смонтировано коммутирующее устройство привода выпускного клапана, установленного в сливном трубопроводе конденсатосборника, причем на поплавке выполнен хвостовик, размещенный в направляющей крышки поплавковой камеры и взаимодействующий с коммутирующим устройством. Выпускной клапан выполнен с гидравлическим приводом, а его управляющая полость сообщена с газовой полостью поплавковой камеры или окружающей средой через коммутирующее устройство, состоящее из постоянного магнита, установленного на торце хвостовика и взаимодействующего с управляющим клапаном двойного действия через двуплечий рычаг и подпружиненный якорь. Технический результат - повышение надежности. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка для отвода конденсата, содержащая сообщенные между собой нижней и верхней частями конденсатосборник и поплавковую камеру с поплавком и крышкой, на которой смонтировано коммутирующее устройство привода выпускного клапана, установленного в сливном трубопроводе конденсатосборника, причем на поплавке выполнен хвостовик, размещенный в направляющей крышки поплавковой камеры и взаимодействующий с коммутирующим устройством, отличающаяся тем, что выпускной клапан выполнен с гидравлическим приводом, а его управляющая полость сообщена с газовой полостью поплавковой камеры или окружающей средой через коммутирующее устройство, состоящее из постоянного магнита, установленного на торце хвостовика и взаимодействующего с управляющим клапаном двойного действия через двуплечий рычаг и подпружиненный якорь. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что поплавок имеет средний удельный вес больше удельного веса воды и через нижний хвостовик взаимодействует с регулировочным механизмом, состоящим из пружины, размещенной между указанным хвостовиком и регулировочным винтом.