УСТРОЙСТВО ОТСЕКАЮЩЕЕ Российский патент 2005 года по МПК F16K17/04 F16K39/04 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с поворотным запорным органом, и может быть использовано для установки на скважинах нефтегазоконденсатных месторождений для автоматического перекрытия трубопровода высокого давления при аварийном понижении или повышении давления в нем.

Известен отсечной клапан, содержащий поворотный запорный орган типа заслонки и фиксирующий заслонку в открытом положении чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружиной штока, на конце которого выполнен выступ, а на заслонке - ответный по форме указанному выступу паз (а.с. №855311, кл. F 16 К 27/04, F 16 К 15/03).

Недостатком известного клапана является то, что в нем происходит мгновенное перекрытие проходного отверстия, приводящее к полному гидравлическому удару на затворе и возникновению ударной волны, резко снижающей ресурс работы трубопровода и зачастую вызывающей его разрушение. Это затрудняет применение клапана на трубопроводах высокого давления при больших скоростях потока.

Известен отсекающий клапан, содержащий поворотный запорный элемент типа заслонки и удерживающее его в открытом положении средство, причем запорный элемент выполнен в виде нескольких поворотных заслонок, накладываемых одна на другую с уменьшающимися в них отверстиями вплоть до полного перекрытия проходного сечения, которые удерживаются индивидуальными фиксаторами и освобождаются для запирания штоком с упорами, приводимым в действие давлением среды со скоростью, задаваемой замедляющим устройством дроссельного типа (а.с. №362961, кл. F 16 К 3/04).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является устройство отсекающее, содержащее корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых - разгрузочная с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, и удерживающий запорный орган в открытом положении основной фиксатор, при этом оно снабжено дополнительным фиксатором и двумя чувствительными элементами: один - пониженного давления, а другой - повышенного давления, выполненными в виде нагруженных пружинами штоков, причем шток чувствительного элемента пониженного давления связан с основным фиксатором, а шток чувствительного элемента повышенного давления связан с дополнительным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с основным фиксатором (а.с. №2103579, кл. F 16 К 3/04, 26.03.92).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием двух фиксаторов и двух чувствительных элементов.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась бы конструкция устройства и обеспечивалась его надежность при срабатывании от понижения и повышения давления и перекрытии трубопровода высокого давления, по которому среда транспортируется с высокой скоростью.

Для достижения названного технического результата устройство отсекающее содержит корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых - разгрузочная с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, удерживающий запорный орган в открытом положении фиксатор и чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружинами штока, причем шток чувствительного элемента связан с фиксатором.

Заявляемое устройство отсекающее отличается от прототипа тем, что фиксатор удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием, при этом глухая поворотная заслонка выполнена с упора и установлена с возможностью взаимодействия упором со штоком чувствительного элемента.

Предлагаемое изобретение изображено на чертежах, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства в открытом положении, на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Устройство отсекающее содержит корпус 1 с рабочей полостью 2 и седлом 3. Внутри корпуса рабочей полости на оси 4 кронштейна 5 расположен поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок 6, 7, одна из которых - разгрузочная с отверстием 8, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки. На поверхности заслонок установлены уплотнительные элементы 9, 10, герметизирующие уплотнительные поверхности заслонок и седла.

В рабочей полости корпуса расположен фиксатор 11 с упорами 12, установленный на оси 13 корпуса 14 чувствительного элемента с возможностью поворота на ней. В корпусе чувствительного элемента расположен нагруженный пружинами 15, 16 шток 17 с выступом 18, в котором выполнен паз 19. В пазу выступа штока расположен связанный с ним осью 20 фиксатор.

Фиксатор упорами удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием. Глухая поворотная заслонка выполнена с упором 21 и установлена с возможностью взаимодействия упором с выступом штока.

В горизонтальное (открытое) положение поворотные заслонки 6, 7 приводятся с помощью рукоятки (не показана). Для выравнивания давления до и после поворотного запорного органа перед открытием заслонок 6, 7 установлен вентиль (не показан).

Пределы срабатывания чувствительного элемента от понижения и повышения давления от допустимого устанавливаются колпаками 22, 23.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении (открыто) фиксатор 11 за счет выталкивающей силы от давления транспортируемой среды, действующей на шток 17, с одной стороны и усилия пружины 16 с другой стороны, фиксируются в положении, при котором он упорами 12 удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку 6 с отверстием 8. Одновременно с этим глухая поворотная заслонка 7 упором 21 опирается на выступ 18 штока 17 и также удерживается в открытом положении (см. фиг.1).

При аварийном понижении давления ниже установленного колпаком 22 усилие пружины 15 преодолевает выталкивающее усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости 2 корпуса 1 и перемещает шток 17 внутрь полости 2. Выступ 18 штока 17, осью 20 связанный с фиксатором 11, поворачивает его на оси 13 корпуса 14 вниз, при этом упоры 12 фиксатора 11 освобождают разгрузочную поворотную заслонку 6 с отверстием 8, которая под собственным весом свободно поворачивается на оси 4 кронштейна 5 и опускается на седло 3, перекрывая поток транспортируемой среды и оставляя открытым только отверстие 8 в заслонке 6 для устранения гидравлического удара. После перекрытия седла 3 заслонкой 6 давление в полости 2 корпуса 1 начнет возрастать до статического и, как только давление транспортируемой среды достигнет давления срабатывания от повышения, установленного колпаком 23, выталкивающее усилие от давления среды в рабочей полости 2 корпуса 1 перемещает шток 17 из полости 2 наружу, преодолевая усилие пружины 16, при этом выступ 18 штока 17 освобождает упор 21 глухой поворотной заслонки 7, которая под собственным весом свободно поворачивается на оси 4 кронштейна 5 и опускается на разгрузочную поворотную заслонку 6, герметично перекрывая отверстие 8 и поток транспортируемой среды.

Для открытия устройства необходимо открыть вентиль (не показан) и выровнять давление до и после запорного органа. После этого с помощью рукоятки (не показана) повернуть запорный орган по часовой стрелке в горизонтальное положение и зафиксировать разгрузочную поворотную заслонку 6 фиксатором 11, а глухую поворотную заслонку 7 выступом 18 штока 17 в открытом положении.

При аварийном повышении давления выше установленного колпаком 23 выталкивающее усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости 2 корпуса 1 перемещает шток 17 из полости 2 наружу, преодолевая усилие пружины 16. Выступ 18 штока 17 осью 20, связанной с фиксатором 11, поворачивает его на оси 13 корпуса 14 вверх, при этом упоры 12 фиксатора 11 освобождают разгрузочную поворотную заслонку 6 с отверстием 8, которая под собственным весом свободно поворачивается на 4 кронштейна 5 и опускается на седло 3, перекрывая поток транспортируемой среды и оставляя открытым только отверстие 8 в заслонке 6 для устранения гидравлического удара. После перекрытия седла 3 заслонкой 6 давление в полости 2 корпуса 1 начнет возрастать до статического. При этом шток 17 продолжает перемещаться из полости 2 корпуса 1 наружу, преодолевая усилия пружины 16 до тех пор, пока выступ 18 штока 17 не освободит упор 21 глухой поворотной заслонки 7, которая под собственным весом свободно повернется на оси 4 кронштейна 5 и опустится на разгрузочную поворотную заслонку 6, герметично перекрывая отверстие 8 и поток транспортируемой среды.

Благодаря упрощению конструкции устройства обеспечивается его надежность при срабатывании от понижения и повышения давления и перекрытии трубопровода высокого давления, по которому среда транспортируется с высокой скоростью.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности, к отключающим устройствам с поворотным запорным органом, и предназначено для установки на скважинах нефтегазоконденсатных месторождений для автоматического перекрытия трубопровода высокого давления при аварийном понижении или повышении давления в нем. Устройство отсекающее содержит корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган. Поворотный запорный орган выполнен в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок. Одна из заслонок - разгрузочная с отверстием. Другая заслонка - глухая. Она перекрывает отверстие разгрузочной заслонки. Имеется удерживающий запорный орган в открытом положении фиксатор и чувствительный элемент. Последний выполнен в виде нагруженного пружинами штока. Шток чувствительного элемента связан с фиксатором. Фиксатор удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием. Глухая поворотная заслонка выполнена с упором и установлена с возможностью взаимодействия упором со штоком чувствительного элемента. Изобретение направлено на упрощение конструкции отсекающего устройства и обеспечение надежности при его срабатывании от понижения и повышения давления и перекрытии трубопровода высокого давления. 2 ил.

Устройство отсекающее, содержащее корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых - разгрузочная - с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, удерживающий запорный орган в открытом положении фиксатор и чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружинами штока, причем шток чувствительного элемента связан с фиксатором, отличающееся тем, что фиксатор удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием, при этом глухая поворотная заслонка выполнена с упором и установлена с возможностью взаимодействия упором со штоком чувствительного элемента.