КОМПЕНСАТОР ДАВЛЕНИЯ КЛИНОВЫХ ЗАДВИЖЕК

Полезная модель относится к промышленной трубопроводной арматуре, а именно к компенсаторам давления клиновых задвижек магистральных нефтепроводов.
Компенсатор давления задвижки трубопровода (нефтепровода) предназначен для сброса избыточного давления жидкой среды (нефти), возникающего в средней полости клиновой задвижки вследствие технологического нагрева из-за разницы коэффициентов линейного расширения проводимой среды (нефти) и металла корпуса задвижки при закрытом затворе, в один из патрубков, имеющем меньшее давление проводимой среды, чем в средней полости задвижки. При этом компенсатор обеспечивает герметичность при функционировании задвижки.
Из уровня техники известен компенсатор давления задвижки, содержащий перепускной клапан, имеющий полый корпус с входным, выходным и средним каналами для сообщения полости корпуса соответственно с входным, выходным патрубками, и со средней полостью задвижки, а также элементы для соединения указанных каналов с соответствующими патрубками и средней полостью. В полости корпуса клапана установлен золотник с возможностью перемещения в сторону меньшего давления среды под действием избыточного давления в входном или выходном канале (см. Патент РФ на полезную модель RU 102734). При этом в известном устройстве сброс избыточного давления из средней полости задвижки осуществляется через отверстие в золотнике которое совмещается, в частности, с входным и средним каналом. Недостатком известного устройства является то, что из-за ограниченного перемещения золотника, происходит неравномерный износ его уплотнения (одно из уплотнений изнашивается в большей степени), при этом, поскольку сброс избыточного давления, осуществляется через отверстие в золотнике, имеется возможность его засорения нефтепродуктами. Указанные конструктивные особенности приводят к снижению надежности работы компенсатора.
Задачей заявленной полезной модели является разработка долговечного и надежного компенсатора давления для задвижки нефтепровода.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении надежности работы компенсатора, повышении герметичности элементов задвижки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что компенсатор давления задвижки нефтепровода, содержит перепускной клапан, имеющий полый корпус с входным (А), выходным (Б) и средним (В) каналами для сообщения полости корпуса соответственно с входным (а), выходным (б) патрубками, и со средней полостью (в) задвижки, а также элементы для соединения указанных каналов (А, Б, В) с соответствующими патрубками (а, б) и, при необходимости, со средней полостью (в), при этом в полости корпуса клапана установлен золотник с возможностью перемещения в сторону меньшего давления среды под действием избыточного давления в канале (А) или (Б) с перекрытием соответственно канала (Б) или (А) корпуса клапана, причем золотник установлен в корпусе клапана таким образом, что при перекрытии им одного из каналов (А) или (Б), обеспечивается сообщение канала (В), соответственно, с каналом (Б) или (А) непосредственно через полость корпуса
Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что:
- каналы (А) и (Б) расположены в корпусе клапана соосно, а ось канала (В) перпендикулярна оси каналов (А) и (Б),
- расстояние между плоскостью выхода канала (А) в полость корпуса и осью канала (В), а также расстояние между плоскостью выхода канала (Б) в полость корпуса и осью канала (В) больше, чем размер золотника вдоль оси каналов (А) и (Б).
- золотник имеет радиальную выточку и отверстие для сообщения канала (В) с каналом (А), обеспечивающие сброс избыточного давления в случае заклинивания золотника между каналами (А) и (Б).
- компенсатор давления выполнен с возможностью установки снаружи корпуса задвижки.
- компенсатор давления выполнен с возможностью установки внутри корпуса задвижки.
- компенсатор давления выполнен с возможностью установки в затворе задвижки.
Конструкция заявленного устройства показана, на фиг.1-4:
Фиг.1 - схема установки компенсатора внутри корпуса задвижки,
Фиг.2 - схема установки компенсатора снаружи корпуса задвижки,
Фиг.3 - схема установки компенсатора в затворе задвижки,
Фиг.4 - перепускной клапан компенсатора давления, 4а - при перекрытии канала «а», 4в - при перекрытии канала «б», 4б - при заклинивании золотника в среднем положении.
1 - корпус задвижки,
2 - крышка,
3 - уплотнительное кольцо,
4 - затвор,
5 - шпиндель,
6 - перепускной клапан компенсатора давления,
7, 8 - соединительные трубки компенсатора,
9 - штуцеры
10 - корпус перепускного клапана,
11 - золотник с радиальной выточкой
12 - Отверстие золотника,
13 - уплотнительные кольца,
а - входной патрубок задвижки
б - входной патрубок задвижки
в - средняя полость задвижки
А - входной канал клапана
Б - выходной канал клапана
В - средний канал клапана
В общем случае заявленное устройство содержит перепускной клапан 6, имеющий полый корпус 10 с входным (А), выходным (Б) и средним (В) каналами для сообщения полости корпуса с входным (а), выходным (б) патрубками, и со средней полостью (в) задвижки соответственно, которое осуществляется посредством соединительных элементов в виде трубок 7,8 и штуцеров 9 или напрямую (при внутреннем расположении компенсатора, см. фиг.1 и 3). В предпочтительном варианте реализации полезной модели каналы (А) и (Б) расположены в корпусе 10 клапана 6 соосно, а ось канала (В) перпендикулярна оси каналов (А) и (Б),
В полости корпуса 10 клапана 6 установлен золотник 11 с возможностью перемещения в сторону меньшего давления среды под действием избыточного давления в канале (А) или (Б) с перекрытием соответственно противоположного канала (Б) или (А) корпуса клапана.
При этом, в отличие от известного аналога, золотник 11 установлен в корпусе 10 клапана 6 таким образом, что при перекрытии им канала (А) обеспечивается прямое сообщение канала (В) с каналом (Б) непосредственно через полость корпуса (фиг.4а), а при перекрытии канала (Б) - прямое сообщение каналов (В) и (А) (фиг.4в). Таким образом, при обычной работе клапана среда (нефть) не проходит через отверстие в золотнике, как в представленном аналоге, а беспрепятственно движется непосредственно через полость корпуса. За счет такой конфигурации клапана исключается возможность засорения отверстия золотника нефтепродуктами и уменьшается гидродинамическое сопротивление среды, и тем самым повышается надежность работы компенсатора давления.
В предпочтительном варианте реализации устройства упомянутое непосредственное сообщение каналов может быть реализовано за счет того, что расстояние между плоскостью выхода канала (А) в полость корпуса и осью канала (В), а также расстояние между плоскостью выхода канала (Б) в полость корпуса и осью канала (В) больше, чем размер золотника вдоль оси каналов (А) и (Б) (см. фиг.4). Таким образом, в заявленной конструкции, полость корпуса клапана имеет большую длину, чем в известном аналоге (при таком же размере золотника). При указанных условиях золотник 11 в крайних положениях (фиг.4а и 4в) не перекрывает канал (В), тем самым открывая прямое сообщение патрубка (а) или (б) со средней полостью (в) задвижки.
При этом в золотнике может быть предусмотрено отверстие 12 на случай заклинивания золотника в среднем положении (см. фиг.4б) для предотвращения разрушения корпусных деталей от неконтролируемого повышения давления внутри задвижки. В этом случае сброс давления будет осуществляться через отверстие 12.
Компенсатор может быть установлен:
- снаружи корпуса 1 задвижки (фиг.2),
- внутри корпуса 1 задвижки (фиг.1),
- в затворе 4 задвижки (фиг.3).
Работа компенсатора давления осуществляется следующим образом.
1
2
3
При подаче давления во входной патрубок «а» задвижки, в канале «А» возникает избыточное давление и золотник 11 перемещается вправо (фиг.4в), перекрывая канал «Б», обеспечивая прямое сообщение среднего канала «В» и канала «А» (непосредственно через полость корпуса). Аналогично, при подаче давления в патрубок «б», золотник 11 будет перемещаться в сторону канала «А», открывая прямое сообщения каналов «В» и «Б» (см фиг.4а). Таким образом, обеспечивается герметичность задвижки. При повышении давления в средней полости «в» задвижки (и соответственно в канале «B)») и при условии разности давления на входном «а» и выходном «б» патрубках (в каналах «А» и «Б») задвижки золотник будет находиться у канала с меньшим давлением и текучая среда будет перепускаться в патрубок, имеющий меньшую разницу давления с давлением в средней полости, т.е. условием сброса избыточного давления через компенсатор давления в один из патрубков является меньшая разница давлений в средней полости и в одном из патрубков (каналов), т.е. при условии: Р3-Р1<Р3-Р2 сброс избыточного давления будет происходить в входной патрубок «а»; при Р3-Р1>Р3-Р2 сброс избыточного давления будет происходить в выходной патрубок «б», где Р - давление на входном патрубке «а», Р - давление на выходном патрубке «б», Р - давление среды в средней полости «в».
Таким образом, за счет прямого сообщения входного и выходного каналов со средней полостью задвижки (средним каналом) непосредственно через полость корпуса клапана обеспечивается надежная работа устройства.
Следует отметить, что заявленная полезная модель не ограничена частными случаями ее реализации, раскрытыми в описании. Возможны также иные формы исполнения рассмотренного устройства в объеме приведенных существенных признаков заявленной полезной модели.