ОГОЛОВОК СБРОСНОЙ ТРУБЫ

Полезная модель относится к оголовкам сбросных труб, используемым для отвода сжатого природного газа и других газообразных сред без их сжигания, защиты от попадания во внутреннюю полость сбросной трубы атмосферных осадков и может быть использована в нефтегазовой, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известен оголовок сбросной трубы для безопасного выброса газов в атмосферу (патент №102090, МПК F23D 14/38, 10.02.2011), содержащий цилиндрическую трубу с прямоточным струйным затвором и антистатическими защитными кольцами. Верхняя часть цилиндрической трубы закрыта крышкой и содержит ряд газоотводящих патрубков, оси которых направлены вверх под острым углом к оси цилиндрической трубы, а плоскости срезов наклонены вниз и расположены под острым углом к вертикали. Газоотводящие патрубки окружены ветрозащитными экранами, имеющими щели для слива атмосферной влаги. Антистатические кольца выполнены в виде скруглений всех острых кромок деталей оголовка, а прямоточный струйный затвор выполнен в виде одного усеченного конуса с углом наклона образующей конуса к основанию 80-87°.
Недостатком оголовка является возможность попадания атмосферных осадков через щель между ветрозащитным экраном и цилиндрической трубой на наветренной стороне трубы из-за повышения давления на этой стороне. Конструкция оголовка не обеспечивает прямолинейность потока сбрасываемого газа, что немаловажно при сбросе газов с большим избыточным давлением и имеет высокое гидравлическое сопротивление.
Известен оголовок сбросной трубы (патент 147385, F23D 14/20, 10.11.2014), содержащий прямоточный струйный затвор, крышку с хвостовой частью, выступающую опору, с которой взаимодействует с возможностью поворота крышка оголовка, центр тяжести которой в откинутом открытом положении смещен от оси поворота к оси прямоточного струйного затвора с обеспечением самопроизвольного возврата крышки в исходное положение, на выступающей опоре, согласно полезной модели, жестко установлен демпфер с возможностью взаимодействия с хвостовой частью крышки. Установленный на выступающей опоре демпфер уменьшает силу удара хвостовой части крышки об оголовок, что повышает надежность конструкции при сбросе легких газов и паров под высоким давлением. Выступающая опора выполнена в виде двух параллельных ребер жесткости, соединенных поперечным ребром жесткости, на котором установлен демпфер.
Данный оголовок имеет недостаточно надежную систему возврата заслонки в исходное состояние, что может привести к попаданию атмосферных осадков во внутреннюю полость сбросного трубопровода. Имеющийся ветрозащитный экран, выполненный в виде буртика на крышке, при взаимодействии с отводящимся потоком газообразной среды может привести к сильной вибрации крышки, что исключает возможность его применения на сбросных и свечных трубопроводах с высоким рабочим давлением среды.
Наиболее близким к предлагаемому является оголовок сбросной трубы (патент №157485, F23D 14/00, 10.12.2015), содержащий крышку, кольцевой хомут с разрезным кронштейном и ограничительным буртиком, возвратный механизм, при этом разрезной кронштейн выполнен с ограничительной опорой и имеет отверстия для установки стяжных винтов и оси, на которой крепится с возможностью поворота крышка оголовка. Возвратный механизм выполнен в виде пружины кручения, которая установлена на оси и одним свободным концом подвижно связана с поверхностью разрезного кронштейна кольцевого хомута, а другим свободным концом подвижно связана с вилкой крышки оголовка и тем самым обеспечивает надежное плотное прилегание крышки к внешней поверхности ограничительного буртика кольцевого хомута оголовка. Кольцевой хомут с разрезным кронштейном и крышка изготовлены из полимерных материалов.
Однако конструкция оголовка не предусматривает защиту пружины от воздействия атмосферных осадков, что приведет к быстрой потери ее свойств из-за коррозии, а применение полимерного материала способствует накапливанию статического напряжения на элементах конструкции, что может стать причиной возгорания сбрасываемых горючих газов.
Технический результат заявленной полезной модели - повышение надежности, долговечности и безопасности использования оголовка на опасных производственных объектах.
Поставленный технический результат достигается тем, что оголовок сбросной трубы содержит крышку, кольцевой хомут с ограничительным буртиком и разрезным кронштейном, выполненным с отверстиями для установки стяжных винтов и оси, на которой с возможностью поворота крепится крышка оголовка, возвратный механизм, выполненный в виде пружины кручения, причем крышка оголовка снабжена полостью для размещения в ней возвратного механизма, представляющего собой пружину кручения, которая установлена на оси и подвижно связана с ней одним свободным концом, а другим свободным концом пружина кручения подвижно связана с вилкой крышки оголовка, при этом полость для размещения возвратного механизма закрыта защитной накладкой. Кольцевой хомут снабжен демпфером, в котором дополнительно выполнено отверстие для него. Отверстие в разрезном кронштейне для установки оси и сама ось снабжены резьбой для ее фиксации. Кольцевой хомут может быть выполнен из сплавов алюминия или из нержавеющей стали, а крышка выполнена из сплавов алюминия.
Изготовление деталей оголовка из алюминиевого сплава позволяет обеспечить искробезопасность изделия. Стяжные винты, ось и защитную накладку выполняют из нержавеющей стали, кольцевой хомут также может быть изготовлен из нержавеющей стали.
Конструкция оголовка сбросной трубы поясняется чертежами, где на Фиг. 1 показан вид сбоку, Фиг. 2 - вид сзади и Фиг. 3 - вид сверху.
Оголовок сбросной трубы содержит кольцевой хомут 1 с разрезным кронштейном 2 и ограничительным буртиком 3, крышку 4 с пружинной полостью 13 и защитной накладкой 12. Разрезной кронштейн 2 имеет отверстия 6 для установки стяжных винтов, а также отверстия для демпфера 5 и оси 7. Крышка 4 выполнена заодно с ребрами жесткости 8, вилкой 9, литым упором 15 и соединена с кольцевым хомутом 1 через ось 7. Возвратная пружина кручения 10 установлена в пружинной полости 13 и подвижно связана с осью 7 и вилкой 9 крышки 4. Пружинная полость 13 после установки пружины 10 закрывается защитной накладкой 12 при помощи винтов 16.
Установку оголовка на сбросной трубе производят при ослабленных стяжных винтах, установленных в отверстия 6. Кольцевой хомут надевают на тело сбросной трубы 11 до соприкосновения ограничительного буртика 3 с ее фаской 14. За счет ввинчивания стяжных винтов выбирают возможные зазоры между кольцевым хомутом и телом сбросной трубы, обеспечивая тем самым надежное крепление.
Оголовок работает следующим образом.
При поступлении отводящего газа в сбросную трубу 11 давление газа, воздействуя на крышку 4, поворачивает ее на оси 7 до соприкосновения литого упора 15 с демпфером 5. При повороте крышки 4 происходит скручивание возвратной пружины кручения 10. В открытом положении крышка 4 не препятствует потоку выходящего газа и удерживается в этом положении до прекращения воздействия на нее потока газа. При прекращении отвода газа крышка 4 за счет воздействия на нее возвратной пружины кручения 10 возвращается в исходное положение, плотно соприкасаясь с внешней частью ограничительного буртика 3.
Заявленное техническое решение позволяет повысить надежность оголовка за счет защиты пружины кручения от воздействия окружающей среды, тем самым повысить долговечность конструкции, а также обеспечить искробезопасность оголовка. Использование алюминиевого сплава для изготовления кольцевого хомута, крышки и последующая их покраска, а также применение элементов оголовка из нержавеющей стали (стяжные винты, ось, защитная накладка) улучшат антикоррозионные свойства оголовка, что позволит обеспечить в условиях эксплуатации долговечность и привлекательный внешний вид.