ОГРАНИЧИТЕЛЬ УРОВНЯ НАЛИВА СВЕТЛЫХ И ТЕМНЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Предлагаемое техническое решение относится к области нефтяной промышленности и нефтяного хозяйства иных отраслей промышленности и транспорта и предназначено для управления подачей нефтепродуктов в различные емкости, например, в железнодорожные цистерны.
Ограничители уровня налива жидкостей, в том числе и нефтепродуктов, широко известны и активно используются в нефтяной промышленности и нефтяном хозяйстве различных отраслей, например известны ограничители уровня налива Рязанского НПО «Нефтехимавтоматика» (см. авторские свидетельства SU 776986, публикация 07.11.1980, SU 868715, публикация 30.09.1981, SU 906935, публикация 23.02.1982, SU 1541184, публикация 07.02.1990). Общей особенностью конструкций перечисленных выше ограничителей уровня налива жидкостей является посадка затвора запирающего органа на проходное сечение снизу вверх, что с одной стороны не обеспечивает достаточные прочностные характеристики, а с другой стороны приводит к усложнению конструкции. Также известны, конструкции ограничителей уровня налива жидкостей с посадкой затвора запирающего органа на проходное сечение сверху вниз, описанные в авторском свидетельстве SU 396519, публикация 29.08.1973, и патенте RU 2010299, публикация 30.03.1994, которые могут быть выбраны в качестве ближайших аналогов предлагаемых решений.
Ограничители уровня налива жидкостей по SU 396519 и RU 2010299 включают встроенный в трубопровод запорный орган, состоящий из затвора, корпуса затвора, направляющих элементов штока, исполнительный механизм, расположенный в верхней части ограничителя и соединенный со штоком запорного органа, преобразователь, связанный с исполнительным механизмом и чувствительным элементом уровня налива. В конструкциях ограничителей уровня налива, предложенных в SU 396519 и RU 2010299, решается задача повышения надежности работы ограничителей уровня налива жидкостей, однако ограничители уровня налива по SU 396519 и RU 2010299 не могут быть использованы для управления наливом темных нефтепродуктов (нефть, мазут, гудрон, битум), представляющих собой вязкие жидкости.
В свою очередь, предлагаемое техническое решение позволит устранить указанный выше недостаток и обеспечит одинаковое качество управления наливом жидкости, как на светлых нефтепродуктах (керосин, бензин, дизельное топливо), так и на темных нефтепродуктах (нефть, мазут, гудрон, битум), то есть расширит возможность использования ограничителя уровня налива.
Указанный технический результат достигается при использовании ограничителя уровень налива светлых и темных нефтепродуктов, который включает встроенный в трубопровод запорный орган, исполнительный механизм, расположенный в верхней части ограничителя и соединенный со штоком запорного органа, преобразователь, связанный с исполнительным механизмом и чувствительным элементом уровня налива. Запорный орган состоит из затвора, обеспечивающего при перекрытии проходного сечения седловую посадку сверху вниз и закрепленного на конце штока, а также корпуса затвора и направляющих элементов штока. Согласно предложенному решению запорный орган включает цилиндрическую сальниковую обойму, внутри корпуса которой расположена промежуточная направляющая втулка штока, закрытую сверху нажимной втулкой. При перекрытии проходного сечения затвор запорного органа расположен в направляющей втулке и состоит из разгрузочного внутреннего золотника, исключающего гидроудары, закрепленного на конце штока, и наружного основного золотника, охватывающего разгрузочный внутренний золотник, соединенных друг с другом с использованием резьбы, преимущественно посредством гайки. Корпус сальниковой обоймы соединен с корпусом исполнительного механизма через шлицевую гайку. Детали затвора, соприкасающиеся с рабочей средой, и корпуса сальниковой обоймы изготовлены из углеродистой стали.
Запорный орган встраивается в трубопровод, преимущественно в трубопроводную систему наливных эстакад, через фланцевое соединение. В качестве исполнительного механизма может быть использован пневматический мембранно-пружинный механизм, пневматический поршневой механизм, механизм с электрическим приводом, также исполнительный механизм оборудован штурвалом ручного дублера исполнительного механизма. В качестве преобразователя может быть использован пневматический преобразователь либо электрический преобразователь, также преобразователь оборудуется ручкой ручного управления преобразователем. В качестве чувствительного элемента уровня налива может быть использован пневматический чувствительный элемент уровня налива или электрический чувствительный элемент уровня налива. Дополнительно, предложенный ограничитель уровня налива может содержать конечные выключатели, связанные с исполнительным механизмом и выбранные из перечня, включающего, по меньшей мере, взрывозащищенный конечный выключатель, искробезопасный индуктивный датчик с искровзрывозащитным переключающим усилителем.
Техническое решение поясняется схемой, на которой приведена структурная схема ограничителя уровня налива и поперечный разрез запорного органа, предложенная конструкция которого обеспечивает возможность, управления наливом (более точного налива с минимальными погрешностями), как светлых, так и темных нефтепродуктов.
Ограничитель уровня налива включает исполнительный механизм, расположенный в верхней части ограничителя и соединенный с деталями запорного органа, преобразователь, связанный с исполнительным механизмом и чувствительным элементом уровня налива и запорный орган. Дополнительно, предложенный ограничитель уровня налива может содержать конечные выключатели, связанные с исполнительным механизмом и выбранные из перечня, включающего, по меньшей мере, взрывозащищенный конечный выключатель, искробезопасный индуктивный датчик с искровзрывозащитным переключающим усилителем. Запорный орган встраивается в трубопровод, преимущественно в трубопроводную систему наливных эстакад, через фланцевое соединение, и обеспечивает при перекрытии проходного сечения седловую посадку сверху вниз, что обеспечивает лучшие прочностные характеристики запорного органа.
Перекрытие проходного сечения обеспечивается затвором запорного органа, который состоит из наружного основного золотника 1 и разгрузочного внутреннего золотника 2, наружный основной золотник 1 охватывает разгрузочный внутренний золотник 2. Указанные наружный 1 и внутренний 2 золотники соединены друг с другом посредством гайки 3. Наружный золотник расположен в направляющей втулке 4. Таким образом, затвор запорного органа.. расположен в направляющей втулке, что совместно с его выполнением из наружного 1 и внутреннего 2 золотников обеспечит дополнительные прочностные свойства запорного органа при транспортировке по трубопроводам вязких жидкостей - темных нефтепродуктов. Кроме того, регулировкой положения наружного 1 и внутреннего 2 золотников друг относительно друга возможно обеспечить минимальный перепуск жидкости при перекрытии затвора, устраняя при этом гидроудары. Также, прочностные свойства и чувствительность регулирования при контроле налива темных нефтепродуктов обеспечивается узлом цилиндрической сальниковой обоймы запорного органа.
Через уплотнительные кольца 5 и нажимной фланец 6, расположенный в верхней части сальниковой обоймы, проходит шток 7, передающий усилие от исполнительного механизма на затвор запорного органа, непосредственно на конце штока 7 закреплен разгрузочный внутренний золотник 2 затвора запорного органа. Нажимной фланец 6 посредством шпилек 8 и гаек 9 удерживает нажимную втулку 10, закрывающую полость уплотнительных колец 5 сальниковой обоймы. Шлицевая гайка 11 обеспечивает соединение запорного органа с корпусом исполнительного механизма. Внутри сальниковой обоймы между уплотнительными кольцами 5 расположена промежуточная направляющая втулка 12 штока 7. Нажимная втулка 10 и промежуточная направляющая втулка 12 обеспечивают прямой ход штока 7, что особенно важно при управлении транспортировкой темных нефтепродуктов. Корпус сальниковой обоймы 13 посредством шпилек 14 и гаек 15, одновременно фиксируя буртик 16 направляющей втулки, соединен с корпусом затвора 17. Герметичность в затворе обеспечивается уплотнительными кольцами 18, контактирующими с соответствующими уплотнительными поверхностями корпуса 17 и наружного основного золотника 1. Все детали затвора, соприкасающиеся с рабочей средой, и корпус сальниковой обоймы изготавливаются из углеродистой стали.
Управление перекрытием проходного сечения трубопровода осуществляется посредством передачи усилия от исполнительного механизма на шток 7 запорного органа. В зависимости от особенностей места эксплуатации предложенного ограничителя уровня налива, например, наличия или отсутствия источника сжатого воздуха на предприятии, в качестве исполнительного механизма может быть использован пневматический мембранно-пружинный механизм, пневматический поршневой механизм, механизм с электрическим приводом. Также исполнительный механизм оборудован штурвалом его ручного дублера. В свою очередь исполнительный механизм получает управляющие воздействия от пневматического либо электрического преобразователя, который в свою очередь оборудуется ручкой ручного управления, связанного с пневматическим либо электрическим чувствительным элементом уровня налива, контактирующим с жидкостью в заполняемой емкости. Таким образом, за счет возможности использования, как электрических, так и пневматических, управляющих органов обеспечивается универсальность ограничителя уровня налива. При заполнении емкостей открывается запорный орган, в указанную емкость, например, резервуар долговременного хранения, железнодорожную цистерну поступает требуемый нефтепродукт. По мере заполнения емкости чувствительный элемент исполнительного механизма начинает контактировать с зеркалом нефтепродукта в емкости и передает соответствующее управляющее воздействие исполнительного механизма на запорный орган. Запорный орган посредством затвора постепенно перекрывает проходное сечение, предотвращая перелив и соответственно потери нефтепродукта.
Таким образом, предложен ограничитель уровня налива жидкостей, который с равной эффективностью может быть использован для управления наливом светлыми и темными нефтепродуктами.