СПОСОБ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ИЗ КЛАПАНОВ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2016 года по МПК F16K27/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящий патент относится к процессам управления потоками и, более конкретно, к способам и оборудованию для удаления текучей среды из клапанов текучей среды.

Уровень техники

В автоматизированных системах управления технологическими процессами используются разнообразные полевые устройства для управления параметрами процессов. Клапаны текучей среды (например, регуляторы текучей среды) обычно распределены в автоматизированных системах управления технологическими процессами для обеспечения управления давлениями различных текучих сред (например, жидкостей, газов и т.д.). В некоторых случаях проводится техническое обслуживание этих клапанов текучей среды. Такое техническое обслуживание может включать удаление текучей среды из корпусов клапанов текучей среды или регуляторов и/или из других частей автоматизированной системы управления технологическими процессами.

Раскрытие изобретения

Оборудование для управления потоком текучей среды включает регулятор текучей среды, имеющий корпус, задающий впускной канал, выпускной канал и отверстие между ними. Корпус далее задает скважину, связанную посредством текучей среды с клапаном и по меньшей мере с одним или выпускным, или впускным каналом. Клапан должен обеспечивать возможность удаления текучей среды, содержащейся в корпусе, из него.

Пример способа удаления текучей среды, содержащейся в регуляторе текучей среды, включает открытие клапана. Клапан связан посредством текучей среды со скважиной, заданной корпусом регулятора текучей среды. Регулятор текучей среды включает впускной канал, выпускной канал и отверстие между ними. Способ включает закрытие клапана для предотвращения в значительной степени утечки текучей среды из внутренней части регулятора текучей среды.

Другой пример оборудования для управления потоком текучей среды включает регулятор текучей среды, имеющий корпус, задающий впускной канал, выпускной канал и отверстие между ними. Корпус далее задает скважину, связанную посредством текучей среды с клапаном и по меньшей мере с одним или выпускным, или впускным каналом. Клапан должен обеспечивать возможность удаления текучей среды, содержащейся в корпусе, из него. Оборудование включает управляемый процессом привод для приведения в действие клапана с тем, чтобы в автоматическом режиме происходил отбор пробы текучей среды, содержащейся в корпусе.

Краткое описание чертежей

На Фигуре 1 изображена известная смазочная система.

На Фигуре 2 изображен пример смазочной системы, имеющий пример регулятора текучей среды и относящееся к нему оборудование для удаления текучей среды.

На Фигуре 3 изображен пример оборудования регулятора текучей среды и спускного клапана, который может использоваться для воплощения примера оборудования для удаления текучей среды, описанного здесь.

На Фигуре 4 изображен другой пример оборудования регулятора текучей среды и спускного клапана, который может использоваться для воплощения примера оборудования для удаления текучей среды, описанного здесь.

На Фигуре 5 изображен другой пример оборудования для удаления текучей среды, который включает пример системы отбора проб текучей среды в автоматическом режиме.

Осуществление изобретения

Некоторые примеры показаны на вышеобозначенных фигурах и описаны подробно ниже. При описании данных примеров похожие или одинаковые номера ссылок используются для обозначения одних и тех же или подобных элементов. Фигуры не обязательно соответствуют масштабу, и некоторые характерные особенности, а также некоторые изображения на фигурах могут быть показаны в несоразмерно большем масштабе относительно окружения или схематически для ясности и/или краткости. Кроме того, в данной спецификации описано несколько примеров. Любые характерные особенности из любого примера могут быть включены вместе с другими характерными особенностями из других примеров, вставлены вместо них или каким-либо другим образом могут сочетаться с ними.

Примеры, описанные здесь, относятся к примерам способов и оборудования для удаления текучей среды из клапана текучей среды, такого как регулятор текучей среды, и/или других устройств управления технологическими процессами. Процессы управления потоками, как правило, включают устройства управления технологическими процессами, такие как регуляторы, клапаны, насосы и т.д. При нормальной работе эти устройства могут быть по меньшей мере частично заполнены технологической текучей средой. Для проведения технического обслуживания этих устройств управления технологическими процессами, а также других частей автоматизированной системы управления технологическими процессами, в которой работают устройства, может быть предпочтительным удаление некоторой части или в значительной степени всей технологической текучей среды из внутренней части устройств (т.е. полостей внутри корпуса регулятора текучей среды). В некоторых примерах клапаны удаления текучей среды или спускные клапаны присоединены или каким-либо другим образом интегрированы с примерами устройств управления технологическими процессами, описанными здесь. Интеграция клапанов удаления текучей среды или спускных клапанов с устройствами управления потоками, такими как клапаны, регуляторы и т.д., может в значительной степени способствовать уменьшению длины серии (т.е. длины трубопроводов, соединяющих различные устройства управления потоками) процессов управления потоками и может исключить необходимость применения устройств или компонентов, которые, как правило, требуются в некоторых известных процессах управления потоками.

В некоторых примерах, описанных здесь, пример оборудования для удаления текучей среды может быть также воплощен с примерами систем отбора проб. Системы отбора проб могут облегчать отбор проб и/или проверку в автоматическом режиме технологической текучей среды, содержащейся в одном или более устройств управления потоками и/или, в более общем случае, в автоматизированной системе управления технологическими процессами, в которой функционирует одно или более устройств управления потоками. Такой отбор проб и/или мониторинг технологической текучей среды может, например, обеспечивать поддержание качества технологической текучей среды.

На Фигуре 1 изображена известная смазочная система 100. Смазочная система 100 сконфигурирована для обеспечения смазки оборудования 102. Оборудование 102 может быть турбиной, двигателем, насосом и т.д. Смазочная система 100 включает масляный резервуар, платформу или резервуар 104, насос 106, первый и второй регуляторы 108 и 110, первый и второй клапаны 112 и 114 и трубопроводы 116. Масляный резервуар 104 может содержать смазочную текучую среду. Насос 106 может перекачивать смазочную текучую среду из масляного резервуара 104 через трубопроводы 116 для смазки оборудования 102. Смазочная текучая среда может, например, перекачиваться из масляного резервуара 104 к оборудованию 102 и назад к масляному резервуару 104. Первый регулятор 108 может быть сконфигурирован в качестве регулятора понижения давления для регулирования потока смазочной текучей среды к оборудованию 102. Второй регулятор 110 может быть сконфигурирован, например, в качестве регулятора обратного давления для регулирования обратного давления возле первого регулятора 108. Первый клапан 112 обеспечивает возможность вытекания смазочной текучей среды из смазочной системы 100, например, перед проведением обслуживания первого регулятора 108. Подобным образом, второй клапан 114 обеспечивает возможность вытекания смазочной текучей среды из смазочной системы 100, например, перед проведением обслуживания второго регулятора 110.

На практике, когда смазочная текучая среда протекает через смазочную систему 100, регуляторы 108 и 110 по меньшей мере частично заполнены смазочной текучей средой. В некоторых случаях проводится техническое обслуживание регуляторов 108 и/или 110. Если регуляторы 108 и 110 заполнены смазочной текучей средой, их ремонт становится более трудным. При приведении в действие первого клапана 112 смазочная текучая среда, находящаяся в первом регуляторе 108, может быть удалена или спущена. Подобным образом, при приведении в действие второго клапана 114 смазочная текучая среда, находящаяся во втором регуляторе 110, может быть удалена или спущена.

В примере, изображенном на Фигуре 1, первый клапан 112 располагается ниже по течению и на расстоянии от первого регулятора 108, и второй клапан 114 располагается ниже по течению и на расстоянии от второго регулятора 110. Для присоединения клапанов 112 и 114 к смазочной системе 100 могут использоваться муфты или золотники 118 и 120. Установка клапанов 112 и 114 на расстоянии от соответствующих регуляторов 108 и 110 приводит к увеличению длины серии трубопроводов 116 и требует покупки и установки многочисленных компонентов (например, муфт или золотников 118 и 120). В некоторых производственных зданиях или отведенных помещениях, в которых используется смазочная система 100, пространство может быть ограничено. Следовательно, увеличение длины серии трубопроводов 116 путем включения золотников 118 и 120 может сделать планировку и/или установку смазочной системы 100 более сложной и дорогой.

На Фигуре 2 изображен пример смазочной системы 200, имеющий примеры регуляторов текучей среды 213 и 216 и соответствующее оборудование клапанов удаления текучей среды или спускных клапанов 214 и 218. Смазочная система 200 может обеспечивать функциональность, сходную с функциональностью известной смазочной системы 100, описанной выше. Однако используя примеры, описанные здесь, пример смазочной системы 200, например, включает меньшее число компонентов и/или требует значительно меньшего пространства для воплощения по сравнению с известной смазочной системой 100. В некоторых примерах смазочная система 200 сконфигурирована для обеспечения смазки оборудования 202. Оборудование может быть турбиной, двигателем, насосом и т.д. Смазочная система 200 может включать масляный резервуар, платформу или резервуар 204, насос 206, примеры первого и второго оборудования для управления потоками 208 и 210 и трубопроводы 212. Масляный резервуар 204 может содержать смазочную текучую среду. Насос 206 может перекачивать смазочную текучую среду из масляного резервуара 204 через трубопроводы 212 для смазки оборудования 202. Смазочная текучая среда может, например, перекачиваться из масляного резервуара 204 к оборудованию 202 и назад к масляному резервуару 204.

Пример первого оборудования 208 включает пример первого регулятора текучей среды 213 и пример первого клапана удаления текучей среды или спускного клапана 214. В некоторых примерах первый регулятор текучей среды 213 может быть сконфигурирован в качестве регулятора понижения давления для регулирования потока смазочной текучей среды к оборудованию 202. Однако первый регулятор текучей среды 213 может быть сконфигурирован и другим образом. Например, первый регулятор текучей среды 213 может вместо этого быть любым другим устройством, используемым в процессах управления потоками, таким как клапан, насос и т.д. Первый клапан удаления текучей среды или спускной клапан 214 может обеспечивать возможность вытекания смазочной текучей среды из первого регулятора текучей среды 213, например, перед проведением обслуживания первого регулятора текучей среды 213 и/или первого оборудования 208. В некоторых примерах первый клапан удаления текучей среды или спускной клапан 214 может быть присоединен или каким-либо другим образом интегрирован с первым регулятором текучей среды 213 и может располагаться значительно ниже первого регулятора текучей среды 213 для облегчения спуска любой технологической текучей среды, содержащейся в нем, полностью. В некоторых примерах размеры «торец к торцу» первого оборудования 208 могут быть подобны размерам «торец к торцу» известного регулятора 108, показанного на Фигуре 1. Однако в противоположность известному регулятору 108, который обеспечивает только регулирующее действие в смазочной системе 100, пример первого оборудования 208 обеспечивает как регулирующее действие, так и удаление или спуск текучей среды в примере смазочной системы 200. Например, при воплощении примера смазочной системы 200 с примером первого оборудования 208 вместо известного регулятора 108, расположенного на расстоянии от известного клапана 112, золотник 118 может быть исключен и длина серии трубопроводов 212 может быть в значительной степени уменьшена.

Пример второго оборудования 210 включает пример второго регулятора текучей среды 216 и пример второго клапана удаления текучей среды или спускного клапана 218. В некоторых примерах второй регулятор текучей среды 216 может быть сконфигурирован в качестве регулятора обратного давления для регулирования обратного давления возле первого оборудования 208. Однако второй регулятор текучей среды 216 может быть сконфигурирован и другим образом. Например, второй регулятор текучей среды 216 может вместо этого быть любым другим устройством, используемым в процессах управления потоками, таким как клапан, насос и т.д. Второй клапан удаления текучей среды или спускной клапан 218 может обеспечивать возможность вытекания смазочной текучей среды из второго регулятора текучей среды 216, например, перед проведением обслуживания второго регулятора текучей среды 216 и/или второго оборудования 210. В некоторых примерах второй клапан удаления текучей среды или спускной клапан 218 может быть присоединен или каким-либо другим образом интегрирован со вторым регулятором текучей среды 216. В некоторых примерах второй клапан удаления текучей среды или спускной клапан 218 может располагаться в значительной степени ниже второго регулятора текучей среды 216 для облегчения спуска какой-либо технологической текучей среды, содержащейся в нем, полностью. В некоторых примерах размеры «торец к торцу» второго оборудования 210 могут быть подобны размерам «торец к торцу» известного регулятора 110, показанного на Фигуре 1. Однако в противоположность известному регулятору 110, который обеспечивает только регулирующее действие в смазочной системе 100, пример второго оборудования 210 обеспечивает как регулирующее действие, так и удаление или спуск текучей среды в примере смазочной системы 200. При воплощении примера смазочной системы 200 с примером второго оборудования 210 вместо известного регулятора 110, расположенного на расстоянии от известного клапана 114, золотник 120 может быть исключен и длина серии трубопроводов 212 может быть в значительной степени уменьшена.

На практике, когда смазочная текучая среда протекает через смазочную систему 200, регуляторы текучей среды 213 и 216 соответствующего оборудования 208 и 210 по меньшей мере частично заполнены смазочной текучей средой. В некоторых случаях проводится техническое обслуживание регуляторов текучей среды 213 и/или 216. Однако если регуляторы 213 и 216 заполнены смазочной текучей средой, их ремонт становится более трудным. При приведении в действие первого клапана удаления текучей среды или спускного клапана 214 смазочная текучая среда, находящаяся в первом регуляторе текучей среды 213, может быть удалена или спущена. Подобным образом, при приведении в действие второго клапана удаления текучей среды или спускного клапана 218 смазочная текучая среда, находящаяся во втором регуляторе текучей среды 216, может быть удалена или спущена.

На Фигуре 3 изображен пример оборудования регулятора текучей среды и спускного клапана 300, который может быть использован для воплощения примера оборудования для удаления текучей среды, описанного здесь. Пример оборудования 300 включает пример регулятора текучей среды 302 и пример клапана удаления текучей среды или спускного клапана 304. Регулятор текучей среды 302 может быть сконфигурирован в качестве регулятора понижения давления, регулятора обратного давления и т.д. Клапан удаления текучей среды или спускной клапан 304 может быть шариковым клапаном, запорным клапаном и т.д.

Регулятор текучей среды 302 включает корпус 306, задающий впускной канал 308, выпускной канал 310 и отверстие 312 между ними. В некоторых примерах корпус 306 задает резьбовое отверстие 314, которое приходит в резьбовое зацепление с заглушкой 316. В некоторых примерах заглушка 316 задает скважину 318, которая обеспечивает возможность впускному каналу 308 и/или выпускному каналу 310 находиться в связи посредством текучей среды с клапаном 304 с помощью муфты или трубки 320. В некоторых примерах муфта 320 приходит в резьбовое зацепление со скважиной 318 и приходит в резьбовое зацепление с каналом 322 клапана 304. В то время, как для примера оборудования 300 клапан удаления текучей среды или спускной клапан 304 показан присоединенным к регулятору текучей среды 302 с помощью муфты 320, клапан удаления текучей среды или спускной клапан 304 может интегрально соединяться с регулятором текучей среды 302. Например, клапан удаления текучей среды или спускной клапан 304 может быть сконфигурирован в качестве канала (не показан), расположенного внутри или частично внутри скважины 318. Канал может включать переходник (например, быстрорасцепляющуюся муфту). В таких примерах клапан удаления текучей среды или спускной клапан 304 может обеспечивать возможность протекания текучей среды через него, когда гибкий трубопровод или трубопровод присоединен к переходнику. Отверстие 324 скважины 318 может располагаться вблизи поверхности 326 впускного канала 308 для обеспечения возможности спуска большей части текучей среды, содержащейся в регуляторе текучей среды 302, когда клапан 304 открыт.

На практике, когда текучая среда протекает через систему (например, смазочную систему 200), к которой присоединен регулятор текучей среды 302, регулятор текучей среды 302 по меньшей мере частично заполнен текучей средой. В некоторых случаях может быть необходимым проведение технического обслуживания регулятора текучей среды 302. Для спуска текучей среды из регулятора текучей среды 302 оборудование 300 может быть изолировано с использованием других клапанов (не показаны) системы. В некоторых примерах трубопровод или гибкий трубопровод 328 может быть подсоединен к быстрорасцепляющейся муфте 330 клапана 304. Рукоятка 332 клапана 304 может быть приведена в действие для открывания клапана 304 и обеспечения возможности протекания через него текучей среды. Текучая среда, вытекающая из регулятора текучей среды 302 через гибкий трубопровод 328, может, например, быть сохранена для более позднего использования или утилизирована. После того, как текучая среда, содержащаяся в регуляторе текучей среды 302, спущена, или удалено желаемое количество ее, рукоятка 332 может быть приведена в действие для закрывания клапана удаления текучей среды или спускного клапана 304 для предотвращения протекания через него текучей среды. Гибкий трубопровод 328 может затем быть отсоединен от быстрорасцепляющейся муфты 330.

На Фигуре 4 изображен другой пример оборудования регулятора текучей среды и спускного клапана 400, который может быть использован для воплощения примера оборудования для удаления текучей среды, описанного здесь. Пример оборудования 400 включает пример регулятора текучей среды 402 и пример клапана удаления текучей среды или спускного клапана 404. Пример оборудования 400 подобен примеру оборудования 300, описанному выше. Однако, в противоположность ему, вместо скважины, заданной проходящей сквозь заглушку 406, скважину 410 задает корпус 408 регулятора текучей среды 402. Скважина 410 может располагаться в любом месте на корпусе 408 так, что муфта 320 и/или клапан 404 могут иметь различные расположения относительно регулятора текучей среды 402.

На Фигуре 5 изображен другой пример оборудования для удаления текучей среды 500, который включает пример системы автоматического отбора проб 502. Воплощение примеров, описанных здесь, вместе с примером системы отбора проб 502 обеспечивает возможность отбора проб и/или проверки смазочной текучей среды в автоматическом режиме для обеспечения ее качества. Путем мониторинга смазочной текучей среды, например, могут быть предотвращены преждевременные или запоздалые изменения или повышения уровня в системе (например, смазочной системе 200). В некоторых примерах пробы текучей среды могут быть в автоматическом режиме удалены из регулятора текучей среды 302. В некоторых примерах пробы текучей среды, взятые из регулятора текучей среды 302, могут быть в автоматическом режиме проверены.

Система отбора проб 502 включает привод 504, устройство управления процессом 506, хранилище текучей среды 508 и проверочное устройство текучей среды 510. Устройство управления процессом 506 может вызвать приведение в действие приводом 504 клапана удаления текучей среды или спускного клапана 512. Приведение в действие клапана удаления текучей среды или спускного клапана 512 обеспечивает возможность вытекания текучей среды из регулятора текучей среды 302 в хранилище текучей среды 508. В некоторых примерах устройство управления процессом 506 может вызывать приведение в действие клапана 512 на основе заранее установленного временного интервала. Временной интервал может быть связан с расписанием, установленным для получения пробы текучей среды, содержащейся в регуляторе текучей среды 302 и/или системе, к которой присоединен регулятор текучей среды 302. Проба текучей среды может сохраняться в хранилище текучей среды 508. В некоторых примерах хранилище текучей среды 508 может включать множество контейнеров хранилища (например, 2, 3, 4 и т.д.), в которых могут сохраняться полученные пробы текучей среды. В некоторых примерах проверочное устройство текучей среды 510 может проверять часть пробы, содержащейся в одном из контейнеров хранилища, для определения качества текучей среды. В некоторых примерах проверочное устройство текучей среды 510 может передавать результаты проверки и/или другие относящиеся к ней данные в другое место и/или генерировать отчет, основываясь на результатах проверки.

Хотя здесь описаны некоторые примеры способов, оборудования и изделий, объем настоящего патента ими не ограничивается. Наоборот, этот патент охватывает все способы, оборудование и изделия, должным образом попадающие в объем приложенной формулы изобретения буквально или в рамках доктрины аналогов.

Описаны способы и оборудование для удаления текучей среды из клапанов текучей среды. Пример оборудования для управления потоками текучей среды включает регулятор текучей среды (302), имеющий корпус (306), задающий впускной канал (308), выпускной канал (310) и отверстие (312) между ними. Корпус (306) далее задает скважину (318), связанную посредством текучей среды с клапаном (304) и по меньшей мере с одним или выпускным каналом (310), или впускным каналом. Клапан должен обеспечивать возможность удаления текучей среды, содержащейся в корпусе, из него. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Оборудование для управления потоками текучей среды, включающее:
регулятор текучей среды, имеющий корпус, определяющий впускной канал, выпускной канал и отверстие между ними, и дополнительно скважину, связанную посредством текучей среды с клапаном и по меньшей мере с одним из выпускного и впускного каналов, при этом клапан должен обеспечивать возможность удаления текучей среды, содержащейся в корпусе, из него;
привод, функционально связанный с клапаном; и
устройство управления процессом, выполненное с возможностью обеспечения автоматического приведения в действие приводом клапана с целью получения пробы текучей среды, содержащейся в корпусе.

2. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что скважина сконфигурирована для помещения в нее резьбовой муфты.

3. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что скважина определена резьбовой заглушкой корпуса.

4. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что скважина определена корпусом.

5. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что отверстие скважины располагается вблизи поверхности одного из впускного и выпускного каналов.

6. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что клапан включает шариковый клапан.

7. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что устройство управления процессом и привод для получения пробы текучей среды, содержащейся в корпусе, приводят в действие клапан на основе временного интервала.

8. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что полученная проба сохраняется в одном или более контейнеров хранилища.

9. Оборудование по п. 8, отличающееся тем, что дополнительно включает проверочное устройство текучей среды для проверки, по меньшей мере, части пробы, сохраненной в одном или более контейнеров хранилища.

10. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что клапан дополнительно включает быстрорасцепляющуюся муфту.

11. Способ удаления текучей среды, содержащейся в регуляторе текучей среды, с использованием оборудования по пункту 1, включающий:
открытие клапана для обеспечения вытекания текучей среды из регулятора текучей среды через клапан; и
закрытие клапана для предотвращения в значительной степени вытекания текучей среды из внутренней части регулятора текучей среды.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно включает присоединение трубопровода к быстрорасцепляющейся муфте клапана.