Предохранительное устройство для трубопроводов Советский патент 1982 года по МПК F16K17/16 

(5) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Изобретение относится к .мембранны предохранительным устройствам, приме емым для защиты технологического обо рудования от .перегрузок давлением и ,гидравлического удара, и может быть использовано в нефтяной, нефтеперера батывающей и нефтехимической промышленности . В настоящее время для защиты трубопроводов от гидравлического удара применяются различные системы. Известна система уравнительных ре зервуаров, содержащая бак, соединенный с трубопроводом Однако подобные системы являются громоздкими, дорогостоящими, а при использовании их на нефтепроводах ил же при перекачке легкоиспаряющихся жидкостей появляется ряд проблем, в частности проблема герметичности. Известно также предохранительное устройство, содержащее разрушающуюся при заданном давлении мембрану, уста новленную в патрубке, сообщающем защищающий аппарат со сбросной систе мой 2. Однако известное устройство имеет ряд недостатков. Во-первых,, часто повторяющиеся гидравлические удары небольшой амплитуды уменьшают циклическую прочность мембран и приводят к преждевременному их разрушению при нормальном рабочем режиме. Это существенно уменьшает ресурс мембран и приводит к неоправданным простоям оборудования, так как для замены . мембран, преждевременно вышедших из строя, требуется значительное время. Во-вторых, а случае быстро нараста- , ющего фронта ударной волны известное устройство может сработать при давлении, значительно превышающем заданное, вследствие деформационного упрочнения при динамической нагружении. Кроме того, чувствительность мембраны в известном устройстве недостаточна, так как мембрана надежно срабатывает только тогда, когда амплитуда ударной волны существенно превыщает естественный разброс давления срабатывания мембраны, достигающей обычно 5-7%.

И, наконец, установка предохрани- 5 тельного устройства в специальном отводе, где нет течения жидкости, может привести к промерзанию жидкости и полному нарушению работоспособности устройства при низких темпера- ю турах.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Цель достигается тем, что в патрубке, сообщающем защищаемый трубо- ts провод со сбросом, установлен нагре/ватель рабочей среды, а его полость соединена с защищаемым трубопроводом дополнительным отводом.

Наличие нагревателя а патрубке, 20 заполненном перекачиваемой жидкостью, позволяет образовать перед мембраной двухфазную зону за счет образования в жидкости пузырьков пара, которая обладает аномальными волновыми свой- 5 ствами при прохождении через нее ударных волн. При распространении слабых волн двухфазная среда пар-жидкость гасит ударную волну,,а при прохождении достаточно сильных ударных зо волн, наоборот, усиливает.

Отмеченные свойства двухфазной среды позволяют гидравлические удары небольшой амплитуды значительно ослабить или погасить совсем, поддерживая35 циклическую прочность мембраны на уровне, близком к первоначальному/ и, тем самым, значительно поднять ресурс мембраны. А за счет усиления достаточно сильных ударных волн увеличить 40 чувствительность мембраны и повысить надежность срабатывания предохранительного устройства, так как при этом ударные волны могут на порядок усилить и заведомо перекрыть естественный 5 разброс давления срабатывания мембран.

Создание же перетока жидкости в патрубке с помощью отвода позволяет избежать охлаждения ходкости за счет постоянного поступления последней из трубопровода, а также предотвратить скапливание тяжелой фракции при перекачке многокомпонентных жидкостей, например нефтей и нефтепродуктов.

На чертеже схематично изображено предохранительное устройство, общий вид.

Устройство содержит патрубок 1, закрепленный на защищаемом трубопроводе 2, по которому движется перекачиваемая жидкая рабочая среда, В патрубке 1 установлена мембрана 3, обеспечивающая при разрыве соединение патрубка 1 с сбросной системой. Перед мембраной 3 закреплен нагреватель , выполненный в виде змеевика, который образует двухфазную буферную зону 5. Для создания перетока жидкости в патрубке 1 служит отвод 6 с вентилем 7.

Предохранительное устройство работает следующим образом.

Перекачиваемая жидкость, движущаяся по трубопроводу 2, заполняет патрубок и отвод 6. За счет перепада давления в патрубке 1 и отводе 6 через них образуется переток жидкости. Скорость этого перетока регулируется вентилем 7- В жидкости, находящейся в патрубке 1, за счет обогрева на;гревателем k образуются пузырьки пара, которые, поднимаясь по патрубку 1, создают двухфазную буферную зону 5о Аномальные волновые свойства последней повышают надежность срабатывания мембраны 3 при прохождении ударной волны в трубопроводе 2.

Создание буферной зоны повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 78235, кл. F 16 К 17/16, 1979.