УСТРОЙСТВО ОТСЕКАЮЩЕЕ Российский патент 2007 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 изменении давления в нем.

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. F16K 3/04).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.

Известно 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 устройство 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. F16K 3/04, 27.01.98).

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

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, удерживающий запорный орган в открытом положении фиксатор и чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружинами штока, при этом шток чувствительного элемента связан с фиксатором, причем 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.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная тем, что обе поворотные заслонки должны находиться в фиксированном положении.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась бы конструкция устройства и обеспечивалась его надежность при срабатывании 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 с упорами и чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружинами штока, причем шток чувствительного элемента связан с фиксатором, а фиксатор упорами удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием, при этом глухая поворотная заслонка выполнена с упором.

Заявляемое устройство отсекающее отличается от прототипа тем, что упор глухой поворотной заслонки выполнен в виде пластины с отверстием для прохода фиксатора с упорами и расположен над разгрузочной поворотной заслонкой с возможностью взаимодействия с упорами фиксатора после срабатывания разгрузочной поворотной заслонки.

Предлагаемое изобретение изображено на чертежах, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства в открытом положении, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство отсекающее содержит корпус 1 с рабочей полостью 2 и седлом 3. Внутри рабочей полости корпуса 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 в виде пластины 21 с отверстием 22 для прохода фиксатора с упорами, расположенной над разгрузочной поворотной заслонкой с возможностью взаимодействия с упорами фиксатора после срабатывания разгрузочной поворотной заслонки.

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

Пределы срабатывания чувствительного элемента от понижения и повышения давления от допустимого устанавливаются колпаками 23, 24.

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, фиксируется 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 уплотнительным элементом 10 опирается на уплотнительную поверхность разгрузочной поворотной заслонки 6 и также удерживается в открытом положении (см. фиг.1).

При аварийном понижении давления ниже установленного колпаком 23 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 возможного гидравлического удара. Одновременно с этим глухая поворотная заслонка 7 под собственным весом поворачивается на оси 4 кронштейна 5 и пластиной 21 опускается на упоры 12 фиксатора 11. 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 24, выталкивающее усилие от давления среды в рабочей полости 2 корпуса 1 перемещает шток 17 из полости 2 наружу, преодолевая усилие пружины 16. Выступ 18 штока 17, осью 20 связанный с фиксатором 11, поворачивает его на оси 13 корпуса 14 вверх, при этом упоры 12 фиксатора 11 перемещаются в отверстие 22 пластины 21 и освобождают глухую поворотную заслонку 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 упорами 12 фиксатора 11 в открытом положении.

При аварийном повышении давления выше установленного колпаком 24 выталкивающее усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости 2 корпуса 1 перемещает шток 17 из полости 2 корпуса 1 наружу, преодолевая усилие пружины 16. Выступ 18 штока 17, осью 20 связанный 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 оси 4 кронштейна 5 и опускается на седло 3, перекрывая поток транспортируемой среды и оставляя открытым только отверстие 8 в заслонке 6 для устранения возможного гидравлического удара. Одновременно с этим глухая поворотная заслонка 7 под собственным весом поворачивается на оси 4 кронштейна 5 и пластиной 21 опускается на упоры 12 фиксатора 11. 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 усилие пружины 16. Выступ 18 штока 17, осью 20 связанный с фиксатором 11, поворачивает его на оси 13 корпуса 14 вверх, при этом упоры 12 фиксатора 11 перемещаются в отверстие 22 пластины 21 и освобождают глухую поворотную заслонку 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.

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

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для установки на скважинах нефтегазоконденсатных месторождений для автоматического перекрытия трубопровода высокого давления при аварийном изменении давления в нем. В корпусе устройства отсекающего расположен поворотный запорный орган. Запорный орган выполнен в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок. Одна из заслонок - разгрузочная - с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки. Имеются удерживающий запорный орган в открытом положении фиксатор с упорами и чувствительный элемент. Последний выполнен в виде нагруженного пружинами штока. Шток чувствительного элемента связан с фиксатором. Фиксатор упорами удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием. Глухая поворотная заслонка выполнена с упором. Упор глухой поворотной заслонки выполнен в виде пластины с отверстием для прохода фиксатора с упорами и расположен над разгрузочной поворотной заслонкой с возможностью взаимодействия с упорами фиксатора после срабатывания разгрузочной поворотной заслонки. Изобретение направлено на упрощение конструкции устройства и на повышение его надежности при срабатывании и перекрытии трубопровода высокого давления, по которому среда транспортируется с высокой скоростью. 3 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 с упорами и чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружинами штока, причем шток чувствительного элемента связан с фиксатором, а фиксатор упорами удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием, при этом глухая поворотная заслонка выполнена с упором, отличающееся тем, что упор глухой поворотной заслонки выполнен в виде пластины с отверстием для прохода фиксатора с упорами и расположен над разгрузочной поворотной заслонкой с возможностью взаимодействия с упорами фиксатора после срабатывания разгрузочной поворотной заслонки.