ВОЗДУХООТВОДЧИК
EXHAUST VENT

Воздухоотводчик предназначен для выпуска газовоздушной среды (далее ГВС) из нефте- или продуктопровода (далее трубопровод) перед подачей нефти или нефтепродукта (далее продукт) в резервуар. Устройство устанавливается в верхнем конце стояков с сифоном, врезанных в трубопровод, подающий продукт в резервуар, с целью выпуска ГВС из трубопровода при заполнении резервуара, после завершения пуско-наладочных, ремонтно-восстановительных и других технологических операций, связанных с опорожнением трубопровода.
Известен воздухоотводчик (АС №1508044, МПК F16Т 1/45// F16K 24/00; от 15.01.1988; опубл. 15.09.1989), содержащий вертикальный корпус с крышкой, выполненные в днище корпуса впускной и в крышке выпускной патрубки, размещенный в корпусе в направляющей перевернутый открытый поплавок с основным клапаном в верхней части, взаимодействующим с выпускным патрубком, установленный в основном клапане разгрузочный клапан, а в нижней части корпуса - поперечную перегородку с центральным соплом и сферическим отражателем, причем разгрузочный клапан шарнирно соединен рычагами с кронштейном, установленным на верхнем торце поплавка. Недостатками известного воздухоотводчика являются сложность изготовления и ненадежность его работы.
В качестве ближайшего аналога принят воздухоотводчик (Патент RU №2123145, МПК F16R 24/00, от 06.10.1997 г., опубл. 10.12.1998 г.), содержащий вертикальный разъемный корпус с верхней и нижней коническими частями и кожух (цилиндрическая обечайка), размещенный между ними, с крышкой, в которой выполнен воздухоотводящий канал с огнепреградителем. Внутри кожуха установлен гофрированный поплавок, к которому приварены направляющие в виде рельсов, перемещающихся вместе с поплавком по роликам, закрепленным на вертикальных стойках вдоль внутренней поверхности кожуха и узел уплотнения для плотного перекрытия воздухоотводящего канала, при этом поплавок снабжен сменными регулирующими грузами, установленными на верхнем днище поплавка.
Однако данная конструкция имеет такие существенные недостатки, как большое сопротивление гофрированной поверхности прохождению газовоздушной смеси и, вызванное этим, увеличение размеров корпуса, неоправданное усложнение конструкции поплавка установкой гофрированного элемента - сильфона, сложность точной установки на поверхности сильфона направляющих стоек поплавка и неудобство установки на внутренней поверхности корпуса роликов, регулируемых по двум осям, сложность контроля и регулирования натяжения тросов, балансира поплавка и установка поплавка внутри корпуса.
Направляющие, приваренные к ребрам поплавка, утяжеляют его, тем самым снижают его чувствительность, увеличивая инерцию покоя, что сказывается на работоспособности устройства в целом.
Расположение роликовых опор на внутренней поверхности кожуха не исключает их заедание и заклинивание в результате деформации сильфона от температурных напряжений.
Кроме того, отсутствуют элементы контроля над уровнем расположения поплавка. Более того, отсутствует элемент возврата поплавка в рабочее положение после резкого повышения давления воздуха (в начальный момент срабатывания воздухоотводчика), и, в результате ускоренного движения поплавка вверх, возможного перекрытия поплавком верхнего проходного отверстия выхода газовоздушной среды, после возврата поплавка в рабочее положение, поддержка его на заданном расстоянии от верхнего седла, до появления жидкости.
Задачей изобретения является разработка устройства для отвода газовоздушной среды из трубопровода, подающего жидкий продукт в резервуар с понтоном или плавающей крышей, оборудованного стояком с сифонной трубой, с улучшенными эксплуатационными характеристиками, обеспечивающего безопасную подачу продукта в резервуар и удобство работы обслуживающего персонала.
В результате решения данной задачи появляется возможность получения технических результатов, состоящих в надежном выпуске газовоздушной смеси из трубопровода, перед резервуаром, предотвращении накренения и потопления понтона или плавающей крыши и выхода из эксплуатации резервуара, улучшения условий работы резервуаров в целом, улучшении условий труда обслуживающего персонала при монтаже и регламентном обслуживании.
Поставленная цель достигается тем, что в воздухоотводчике, содержащем корпус, нижний и верхний фланцы с уплотнениями и впускным и выпускным отверстиями для ГВС, поплавок, согласно изобретению, корпус выполнен с отводом, включающим фланцы и крышку, на внутренней поверхности корпуса установлены вертикальные направляющие; поплавок выполнен без гофр, а на его наружной поверхности установлены роликовые опоры. Строго вертикальное направленное перемещение поплавка осуществляется трособлочной системой, включающей траверсу, неподвижные блоки, противовес, установленный в полости поплавка, канаты, и устройством направленного перемещения противовеса трособлочной системы, выполненного в виде стержня, один конец которого закреплен в днище поплавка, а свободный конец выведен через втулку на крышке отвода за пределы корпуса и герметично закрыт прозрачным колпачком с метками - указателями открытого или закрытого положения впускного отверстия воздухоотводчика;
Для облегчения возврата поплавка в рабочее положение предусмотрен механизм, который представляет собой толкатель, включающий корпус, установленный на стержне устройства направленного перемещения противовеса трособлочной системы и закрепленный на траверсе трособлочной системы, установленные на стержне и расположенные в корпусе стакан и пружину, и регулировочный элемент сжатия/разжатия пружины, например гайку. Стакан обеспечивает сжатие пружины при движении поплавка внутри корпуса воздухоотводчика под действием выпускаемой ГВС. Пружина облегчает возврат поплавка в рабочее положение после выпуска ГВС и, одновременно, служит демпфером, исключая резкие удары поплавка о верхний фланец корпуса воздухоотводчика после резкого повышения давления воздуха, а перемещением гайки по резьбе внутри корпуса толкателя (при сборке или регламентном обслуживании), регулируют силу сжатия/разжатия пружины.
На фиг.1 изображен общий вид воздухоотводчика (фронтальный разрез); на фиг.2 - общий вид толкателя (фронтальный разрез).
Воздухоотводчик (фиг.1) содержит корпус 1 с фланцами 2 и 3 с впускным и выпускным отверстиями, соответственно, с отводом 4, включающим фланцы и крышку 5, и вертикальными направляющими 6 на внутренней поверхности корпуса 1 для качения по ним роликовых опор, поплавка 8, трособлочную систему, состоящую из траверсы 9, неподвижных блоков 10, противовеса 11, установленного в полости поплавка 8 и соединенного с ним двумя канатами 12. Один конец каждого каната 12 закреплен к противовесу 11, а второй, пропущенный через соответствующий блок 10, - к поплавку 8.
Вертикальное направленное перемещение поплавка 8 обеспечивает трособлочная система и устройство направленного перемещения противовеса 11 трособлочной системы в виде стержня 13, закрепленного в днище поплавка 8, свободный конец которого выведен через втулку 14 на крышке 5 отвода 4 за пределы корпуса 1.
На стержне 13 установлен механизм облегчения возврата поплавка в рабочее положение, выполненный в виде толкателя (фиг.2), и состоящий из корпуса 15, закрепленного на траверсе 9 трособлочной системы, установленных на стержне 13 и расположенных в корпусе 15 стакана 16 пружины 17, шайбы 18 и гайки 19.
Контроль открытого или закрытого положения впускного отверстия в нижнем фланце 2 корпуса 1 воздухоотводчика осуществляется по местоположению свободного конца стержня 13, выведенного через втулку 14 за пределы крышки 5, для чего последняя снабжена прозрачным колпачком 20 с метками «открыто» и «закрыто»
Работа воздухоотводчика осуществляется следующим образом.
Корпус 1 воздухоотводчика присоединяется нижним фланцем 2 с впускным отверстием к стояку трубопровода с сифонной трубой (на фиг. не показан), подающему продукт в резервуар. Отвод 4 корпуса 1 присоединяется к линии подачи ГВС в огнепреградитель (на фиг. не показан).
При давлении в трубопроводе ниже давления подъема поплавка 8 он находится в нижнем положении, герметично прилегает своим днищем к уплотнительной поверхности впускного отверстия фланца 2 и ГВС через воздухоотводчик не проходит. При этом пружина 17 находится в состоянии покоя, а свободный конец стержня 13 располагается в прозрачном колпачке 20 втулки 14 над крышкой 5 возле метки «закрыто».
В процессе заполнения резервуара под давлением, создаваемым при закачке продукта, давление в стояке растет за счет сжатия ГВС продуктом и при достижении давления открытия впускного отверстия в нижнем фланце 2 происходит страгивание поплавка 8 и он перемещается по вертикальным направляющим 6 корпуса 1 при помощи роликовых опор 7, противовеса 11 и канатов 12 с блоками 10, открывая впускное отверстие во фланце 2 и ГВС выпускается через выпускное отверстие во фланце 3 в отвод 4 и далее в огнепреградитель. При этом стакан 16 перемещается в корпусе 15 по стержню 13 и сжимает пружину 17, а свободный конец стержня 13 располагается в прозрачном колпачке 20 возле метки «открыто». При завершении выпуска ГВС происходит плавное падение давления в стояке и, одновременно, под действием силы тяжести и усилия разжатия пружины 17 поплавок 8 смещается вниз до полного его прилегания к уплотнительной поверхности впускного отверстия фланца 2, пружина 17 занимает положение состояния покоя, а свободный конец стержня 13 в прозрачном колпачке 20 располагается у метки «закрыто». Максимальная пропускная способность воздухоотводчика соответствует среднему положению между метками «закрыто» и «открыто».
В таблице 1 приведены основные технические характеристики воздухоотводчика для различных номинальных диаметров проходного сечения входного фланца, полученные расчетным путем и подтвержденные испытаниями опытного образца.
Таблица 1
Наименование показателя
Значение показателя
Вш 021.100
Вш 021.150
Вш 021.200
Вш 021.250
Вш 021.350
Вш 021.500
Номинальный диаметр условного прохода входного фланца, DN
100
150
200
250
350
500
Максимальная пропускная способность Q<sub>max</sub>, соответственно условным проходам входного фланца, м<sup>3</sup>/ч
300
675
1200
1800
3600
7500
Давление открытия/ закрытия впускного отверстия воздухоотводчика, МПа
Рабочее давление увязывается с данными в технологической карте эксплуатации резервуара
Диаметр корпуса, мм
178
215
367
416
520
626