Устройство для впрыска жидкости в газопровод

Полезная модель относится к области эксплуатации оборудования для сжатых газов, в частности, к устройствам для впрыска различных жидкостей, например, ингибиторов гидратообразования или коррозии в трубопровод, и может быть использована в газовой, нефтяной, химической промышленности.
Известно Устройство аэрозольного ингибирования газопровода, включающее цилиндрический патрубок, жестко закрепленный на трубе газопровода перпендикулярно его оси, внутри цилиндрического патрубка концентрично размещен полый шток с установленной на нижнем торце сменной форсункой, на верхнем торце цилиндрического патрубка размещен фланец, на котором установлен механизм вертикального перемещения полого штока, состоящий из цилиндрического корпуса с окном, на торцах цилиндрического корпуса размещены крышки, в верхней крышке установлен ходовой узел, при этом полый шток установлен внутри цилиндрического корпуса, в верхней части снабжен резьбой, взаимодействующей с резьбой ходового узла, и гидравлически сообщается с узлом подвода жидкости (Патент РФ №13916, F17D 1/05, С 23 F 11/02оп.10.06. 1999 г.).
Недостатками известного устройства являются недостаточные надежность, безопасность и удобство обслуживания.
Известно Устройство для впрыска жидкости в газопровод, содержащее цилиндрический патрубок, жестко закрепленный на трубе газопровода перпендикулярно его оси, внутри цилиндрического патрубка концентрично размещен полый шток с установленной на нижнем торце сменной форсункой перпендикулярно его оси, при этом полый шток центрируется внутри цилиндрического патрубка посредством втулки, на верхнем торце цилиндрического патрубка размещен фланец, на котором последовательно установлены запорная арматура и механизм вертикального перемещения полого штока, состоящий из цилиндрического корпуса с двумя симметрично выполненными щелевыми окнами, на торцах цилиндрического корпуса размещены крышки, в верхней крышке установлен ходовой узел, включающий подшипник скольжения, снабженный внутренней резьбой, шпонку, контргайку, маховик, в нижней крышке установлен сальниковый узел, включающий фланец, втулку нажимную, шпильки с гайками, набивку сальниковую, внутри цилиндрического корпуса размещен выдвижной шпиндель, снабженный резьбой, взаимодействующей с резьбой подшипника скольжения ходового узла, на нижней части выдвижного шпинделя установлена упорная втулка, между выдвижным шпинделем и полым штоком размещен трубный угольник, жестко соединенный с ними, причем с полым штоком трубный угольник сообщается гидравлически, в боковое отверстие трубного угольника установлен цилиндрический патрубок, соединенный с узлом подвода жидкости, состоящим из двух последовательно соединенных запорных клапанов и разъемным соединением между ними (Патент РФ №111246, F17D 3/12, оп.10.12. 2011 г., прототип).
Недостатком известного устройства является то, что для различных диаметров трубопроводов и размещением форсунки при рабочем положении в центре трубопровода с впрыском жидкости в поток перекачиваемой среды по ее ходу требуется индивидуальная конструкция устройства с соответствующим ходом на перемещение форсунки для каждого диаметра трубопровода и как следствие, чем больше диаметр трубопровода, тем больше его металлоемкость и габаритные размеры устройства и как следствие при значительных габаритах устройства для его обслуживания требуется площадка обслуживания. Также недостатком является то, что в его конструкции не предусмотрено устройство для сброса давления из полости задвижки и штока при положении устройства на период проведения осмотра или замены форсунки, что влияет на обеспечение надежности и безопасности устройства при его обслуживании.
Технический результат заявляемого технического решения состоит в упрощении конструкции, снижении металлоемкости, повышении надежности, безопасности и удобства обслуживания устройства.
Поставленный технический результат достигается тем, что Устройство для впрыска жидкости в газопровод, включает цилиндрический патрубок, жестко закрепленный на трубе газопровода перпендикулярно его оси, внутри цилиндрического патрубка концентрично размещен полый шток с установленной на нижнем торце сменной форсункой, при этом полый шток центрируется внутри цилиндрического патрубка посредством втулки, на верхнем торце цилиндрического патрубка размещен фланец, на котором последовательно установлены запорная арматура и механизм вертикального перемещения полого штока, состоящий из цилиндрического корпуса с двумя симметрично выполненными щелевыми окнами, на торцах цилиндрического корпуса размещены крышки, в верхней крышке установлен ходовой узел, включающий подшипник скольжения, снабженный внутренней резьбой, маховик, шпонку, контргайку, в нижней крышке установлен сальниковый узел, включающий фланец, втулку нажимную, шпильки с гайками, набивку сальниковую, внутри цилиндрического корпуса размещен выдвижной шпиндель, снабженный резьбой, взаимодействующей с резьбой подшипника скольжения ходового узла, на нижней части выдвижного шпинделя установлена упорная втулка, между выдвижным шпинделем и полым штоком размещен трубный угольник, жестко соединенный с ними, причем с полым штоком трубный угольник сообщается гидравлически, в боковое отверстие трубного угольника установлен цилиндрический патрубок, соединенный с узлом подвода жидкости, состоящим из двух последовательно соединенных запорных клапанов и разъемным соединением между ними, при этом полый шток в верхней его части оснащен упором, выполненным с ним заодно, форсунка установлена соосно с полым штоком и в рабочем положении выступает в полость газопровода на величину, превышающую его толщину, но не более двух диаметров полого штока, выдвижной шпиндель размещен внутри цилиндрического корпуса с возможностью перемещения, а ход перемещения выдвижного шпинделя одинаковый для всех диаметров газопроводов, и запорный клапан, расположенный ближе к цилиндрическому корпусу, снабжен разгрузочным устройством.
На фиг. изображено Устройство для впрыска жидкости в газопровод.
Устройство для впрыска жидкости в газопровод состоит из цилиндрического патрубка 1, жестко закрепленного на газопроводе 2 перпендикулярно его оси, внутри цилиндрического патрубка 1 концентрично размещен полый шток 3, снабженный в нижней части съемной форсункой 4, установленной соосно с полым штоком 3 и выполненной с ним в один диаметральный размер.
Форсунка 4 установлена в зоне рабочей среды газопровода 2 с возможностью подачи жидкости, например, ингибитора, в перекачиваемую рабочую среду, перпендикулярно ее потоку в верхней части газопровода 2 и в рабочем положении выступает в полость газопровода 2 на величину, превышающую его толщину, но не более двух диаметров полого штока 3.
Полый шток 3 центрируют внутри цилиндрического патрубка 1 посредством втулки 5, которая дополнительно снижает воздействие изгибающих сил, действующих на полый шток 3, от рабочей среды газопровода 2.
Верхний торец цилиндрического патрубка 1 снабжен фланцем 6, на котором последовательно установлены запорная арматура 7 и механизм вертикального перемещения полого штока. Механизм вертикального перемещения полого штока состоит из цилиндрического корпуса 8 с двумя симметрично выполненными щелевыми окнами 9. На торцах цилиндрического корпуса 8 размещены верхняя 10 и нижняя 11 крышки.
В верхней крышке 10 установлен ходовой узел, включающий подшипник скольжения 12, снабженный внутренней резьбой, шпонку 13, контргайку 14, маховик 15.
В нижней крышке 11 установлен сальниковый узел, включающий фланец 16, втулку нажимную 17, шпильки 18 с гайками 19, набивку сальниковую 20.
Внутри цилиндрического корпуса 8 размещен выдвижной шпиндель 21 с возможностью перемещения посредством взаимодействия его резьбовой части с резьбой подшипника скольжения 12 ходового узла, при этом ход перемещения выдвижного шпинделя 21 одинаковый для всех диаметров газопроводов 2.
Полый шток 3 в верхней его части оснащен упором 22, выполненным с ним заодно, а на нижней части выдвижного шпинделя 21 установлена упорная втулка 23.
Между выдвижным шпинделем 21 и полым штоком 3 размещен трубный угольник 24, жестко соединенный с ними, а именно,
нижний торец выдвижного шпинделя 21 и верхний торец полого штока 3 жестко соединены трубным угольником 24, причем полый шток 3 с трубным угольником 24 сообщены гидравлически.
В боковое отверстие трубного угольника 24 установлен цилиндрический патрубок 25, который соединен с узлом подвода жидкости, состоящим из двух последовательно установленных запорных клапанов 26, 27 и разъемного соединения 28 между ними, при этом запорный клапан 26, расположенный ближе к цилиндрическому корпусу 8, снабжен разгрузочным устройством 29.
Часть узла подвода жидкости с запорным клапаном 27 и подводящим ингибитор трубопроводом стационарная и не меняет своих координат.
Запорный клапан 26 с разгрузочным устройством 29 - это устройство для сброса давления из полости задвижки и полого штока 3 при положении Устройства для впрыска жидкости в газопровод 2 на период проведения осмотра или замены форсунки 4, что влияет на обеспечение надежности и безопасности Устройства при его обслуживании.
Устройство для впрыска жидкости в газопровод работает следующим образом.
Устройство для впрыска жидкости в газопровод имеет два положения:
первое положение - основное (рабочее), когда запорная арматура 7 находится в положении «открыто»: при этом полый шток 3 введен до соприкосновения упора 22 с фланцем 16 сальникового узла, а форсунка 4 размещена в зоне рабочей среды газопровода 2 на величину, превышающую его толщину, но не более двух диаметров полого штока 3 с возможностью подачи жидкости, например, ингибитора, в перекачиваемую среду перпендикулярно ее потоку в верхней части газопровода 2;
второе положение - верхние, когда форсунка 4 находится выше запорного органа запорной арматуры 7, а упорная втулка 23 упирается в подшипник скольжения 12 ходового узла.
Подачу жидкости, например, ингибитор, в газопровод 2 производят, когда Устройство для впрыска жидкости в газопровод находится в первом положении, следующим образом:
сначала открывают запорные клапаны 26, 27 и жидкость под избыточным давлением, большим, чем давление рабочей среды, перекачиваемой в газопроводе 2, через трубный угольник 24 с цилиндрическим патрубком 25 поступает в полый шток 3 и далее в форсунку 4, где, распыляясь, впрыскивается в перекачиваемую среду перпендикулярно ее потоку в верхней части газопровода 2.
Жидкость в распыленном состоянии под действием сил инерции и собственной силы тяжести, проходя через слой перекачиваемой среды, полностью смешивается с ней и выполняет свои функции, возложенные на нее.
Для прекращения подачи жидкости в перекачиваемую среду в случае проведения работ по обслуживанию или замене форсунки 4 Устройство для впрыска жидкости в газопровод переводят во второе положение, при этом сначала закрывают запорные клапаны 26, 27, затем разъединяют разъемное соединение 28, вращением маховика 15 придают поступательное движение вверх посредством выдвижного шпинделя 21 полому штоку 3 до соприкосновения упорной втулки 23 с подшипником скольжения 12 ходового узла. Затем запорную арматуру 7 переводят в положение «закрыто», сбрасывают давление из отсеченной от газопровода 2 полости запорной арматуры 7 и полого штока 3 посредством разгрузочного устройства 29 запорного клапана 26.
Сброс давления производят непосредственно прямо из разгрузочного устройства 29 или через шланг (на фиг. не показан), закрепленный на конце разгрузочного устройства 29 в атмосферу. Отсоединив нижнюю крышку 11 от запорной арматуры 7, снимают верхнюю часть Устройства для впрыска жидкости в газопровод в сборе, обеспечивая тем самым доступ к форсунке 4. После замены или обслуживании форсунки 4 устанавливают отсоединенную часть Устройства обратно на запорную арматуру 7 и переводят Устройство в рабочее положение в обратном порядке, обеспечивая бесперебойную подачу рабочей среды по газопроводу 2.
Предлагаемая конструкция Устройства для впрыска жидкости в газопровод позволяет упростить конструкцию, снизить металлоемкость и повысить удобство обслуживания за счет того, что на нижней части выдвижного шпинделя установлена упорная втулка, форсунка установлена соосно с полым штоком и в рабочем положении выступает в полость газопровода на величину не более двух диаметров полого штока с возможностью подачи жидкости, распыляясь и впрыскиваясь в перекачиваемую среду перпендикулярно ее потоку в верхней части газопровода, что позволяет выполнить Устройство для впрыска жидкости в газопровод одного типоразмера, с одним ходом выдвижного шпинделя, только с отличием по сопрягаемой поверхности для трубопроводов различного диаметра цилиндрического патрубка, предназначенного для установки Устройства для впрыска жидкости в газопровод на них, а также позволяет повысить надежность и безопасность за счет применения в узле подвода жидкости запорного клапана с разгрузочным устройством.