БЛОК ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ
SAFETY VALVE UNIT

Изобретение относится к области оборудования, применяемого для транспортировки и хранения жидкостей и газов.
Известна (US, патент 5278454) электрическая схема блока предохранительных клапанов, содержащая конденсатор с высокой зарядной емкостью и небольшим объемом. Указанный конденсатор может обеспечить энергию, необходимую для возврата предохранительного клапана в исходное состояние. Напряжение сети отслеживается простым датчиком. Такой емкостной накопитель энергии заменяет возвратную пружину. Предусмотрена возможность вместо одного соединить последовательно и/или параллельно несколько конденсаторов. Параллельное подключение позволяет увеличить емкость, а последовательное - повысить напряжение. Для режима зарядки и режима срабатывания двигателя применены два раздельных блока питания с постоянным напряжением.
Недостаток указанной схемы состоит в ее ненадежности, поскольку приходится использовать переключатель и датчик. Работа в аварийных условиях в случае падения напряжения не позволяет проводить какой-либо надежный мониторинг.
Известно также (RU, патент 2442924) предохранительное приводное устройство предохранительного клапана, содержащее контур аварийной защиты для возврата в заданное положение, обеспечивающее функционирование предохранительного клапана в системе управления объемным расходом газа или объемным расходом текучей среды, причем указанное устройство содержит также привод исполнительного механизма с управляемым электродвигателем, блок питания электродвигателя, емкостной накопитель энергии, содержащий, по меньшей мере, один конденсатор, управляемый энергетический модуль, который или заряжает емкостной накопитель энергии от блока питания, или разряжает указанный емкостной накопитель на электродвигатель, чтобы привести электродвигатель в действие, и блок мониторинга, который подключен к указанному конденсатору и содержит последовательный контур, состоящий из резистора и управляемого ключа, замыкаемого при проверке в индивидуальном порядке работоспособности указанного конденсатора путем измерения его емкости и внутреннего сопротивления.
Недостатком известного устройства следует признать его сложность, а также невысокую надежность наличия только одного предохранительного клапана.
Известен (RU, патент 2092734) блок предохранительных клапанов, выполненный в одном корпусе с встроенным в нем предохранительным устройством в виде золотника, подпружиненного с двух сторон через упоры, и защищающим две силовые магистрали, соединенные с дренажем через два обратных клапана и подведенные к торцам золотника, причем в корпусе выполнены две гидролинии в виде каналов, расположенных, например, диаметрально противоположно вокруг золотника, выходящих на его рабочую поверхность и соединяющих указанные силовые магистрали при перемещении золотника в любую из двух сторон.
Недостатком известного технического решения является невозможность замены или ремонта одного из обратных клапанов в процессе работы другого.
Указанное решение использовано в качестве ближайшего аналога.
Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в отключении одного предохранительного клапана из блока для проверки его работы, профилактики или замены и, одновременно, без остановки рабочего процесса, подключении другого предохранительного клапана.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать блок предохранительных клапанов разработанной конструкции. Блок содержит два предохранительных клапана, 4-х ходовой вентиль, три ходовых вентиля, два клапанных переключающих устройства, магистраль высокого давления и магистраль низкого давления, причем третий ходовой (проходной) вентиль подключен параллельно последовательно включенным первому и второму ходовым вентилям, вход 4-х ходового вентиля подключен к магистрали высокого давления, первый выход 4-х ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру первого переключающего устройства, второй выход 4-х ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру второго переключающего устройства, третий выход 4-х ходового клапана подключен к магистрали низкого давления, магистраль низкого давления подключена между первым и вторым ходовыми (проходными) вентилями, входы третьего ходового (проходного) вентиля подключены к замкнутым пространствам между предохранительными клапанами.
В предпочтительном варианте реализации блока магистраль высокого давления подключена к источнику высокого давления.
На магистрали газа высокого давления могут быть дополнительно установлены фильтр и/или осушитель газа. В качестве осушителя газа может быть использован силикагелевый патрон.
Конструкция блока предохранительных клапанов позволяет отключить один предохранительный клапан из блока для проверки его работы, профилактики или замены и, одновременно, без остановки рабочего процесса подключить другой. Перемещение затвора клапана переключающих устройств от одного седла к другому осуществляют одновременно с использованием пневмоцилиндров. Таким образом, с защищаемым объектом в любой стадии переключения блока будет соединен, по крайней мере, один из предохранительных клапанов.
В дальнейшем разработанная конструкция, а также ее работа будет рассмотрена с использованием чертежей (фиг. 1 и фиг. 2), на которых использованы следующие обозначения: магистраль 1 высокого давления, магистраль 2 низкого давления, выходное 3 переключающее устройство, входное 4 переключающее устройство, предохранительные клапаны 5 и 6, клапаны 7 и 8 пневмоцилиндров, поршни 9, 10 пневмоцилиндров, штоки 11, 12 пневмоцилиндров, пневмоцилиндры 13, 14, проходные вентили 15, 16, 17, 4-х ходовой вентиль 18.
Блок предохранительных клапанов (БПК) установлен на магистрали высокого давления 2, предназначен для сбрасывания избыточного давления в магистраль низкого давления 1 и состоит из переключающих устройств (ПУ) (входного 4 и выходного 3) и предохранительных клапанов (ПК) 5, 6. Переключающие устройства БПК позволяют отключить один предохранительный клапан из блока для проверки его работы, профилактики или замены и, одновременно, без остановки рабочего процесса подключить другой.
На фиг. 1 и фиг. 2 ПК 6 отсечен, а ПК 5 находится в рабочем состоянии.
Перемещение затвора переключающих устройств ПУ от одного седла к другому осуществляется одновременно с использованием пневмоцилиндров 13 и 14, в которых перемещаются поршни 9 и 10, соединенные через штоки 11 и 12 с клапанами 7 и 8. Именно клапаны 7 и 8 одновременно отсекают ПК.
Пневмосхема блока БПК с блоком управления приведена на фиг. 1 и фиг. 2. В пневмосхему входят 4-х ходовой вентиль 18, три проходных вентиля 15, 16, 17. Перемещение клапанов 7 и 8 переключающих устройств происходит под действием усилия, создаваемого поршнями 9 и 10 в пневмоцилиндрах 13 и 14 через штоки 11, 12. Газ, отбираемый из магистрали высокого давления 2, поступает в пневмоцилиндры 13 и 14 через 4-х ходовой вентиль 18. Два проходных вентиля 15, 16 предназначены для сброса высокого давления из замкнутого объема между переключающим устройством и предохранительным клапаном КП перед его снятием. В положении, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, в рабочем состоянии находится предохранительный клапан 5. Проходной вентиль 17 закрыт, а предохранительный клапан 6 разгружен (перед клапаном низкое давление).
При переводе в рабочее положение КП 6 и отключении КП 5, закрывают вентили 15, 16 и с использованием вентиля 17 (вентиль открывают) выравнивают давление на клапане 8 в ПУ 4. В переключающем устройстве 3 такие операции проводить нет необходимости, т.к. в его полостях уже наличествует низкое давление. Четырехходовой вентиль 18 переводят в такое положение, что газ высокого давления поступает:
- для устройства, показанного на фиг.1, в правую часть пневмоцилиндров ПУ 3 и 4, при этом левая часть сообщена с трубопроводом низкого давления;
для устройства, показанного на фиг.2, в правые пневмоцилиндры ПУ 3 и 4, при этом левые пневмоцилиндры сообщены с трубопроводом низкого давления,
при этом перепад давления на поршнях 9 и 10 перемещает клапаны 7 и 8 в крайнее левое положение. Затем вентиль 17 закрывают, а газ из замкнутого объема перед предохранительным клапаном 5 сбрасывается в магистраль низкого давления через открытый вентиль 15.
Вместо вентилей 15 и 16 может быть использован один трехходовой вентиль.
При реализации разработанного блока вентили могут быть заменены на автоматические (например, соленоидные) клапаны.
Таким образом, происходит отключение одного предохранительного клапана из блока для проверки его работы, профилактики или замены и, одновременно, без остановки рабочего процесса подключение другого предохранительного клапана.