Устройство для впрыска жидкости в действующий трубопровод

 

Изобретение относится к области эксплуатации оборудования действующих трубопроводов и может найти применение в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности для впрыска жидкостей в сжатую газовую среду. Устройство для впрыска жидкости в действующий трубопровод содержит шлюз с уплотнением, над которым установлен цилиндр с установленным в нем плунжером с форсункой на нижнем конце и фальштоком с уплотнением и захватом на верхнем конце, демпфирующую пружину и ограничитель перемещения форсунки и установленную под уплотнением шлюза регулирующую втулку для изменения степени затяжки указанного уплотнения. Демпфирующая пружина размещена в установленной коаксиально в нижней части цилиндра направляющей втулке. Ограничитель перемещения форсунки установлен на верхнем торце плунжера с возможностью взаимодействия с демпфирующей пружиной при ходе плунжера вниз. Над ограничителем перемещения форсунки установлен буфер, а в полости плунжера размещен предохранительный фильтр. Устройство позволяет повысить надежность за счет устранения действия растягивающей нагрузки на фальшток и исключения возможности падения плунжера с форсункой в трубопровод в случае аварийной ситуации (например, при разъединении резьбового соединения фальштока и плунжера), а также обеспечивает возможность регулирования силы затяжки манжетного уплотнения шлюзовой камеры и смены манжет без отсоединения цилиндра от шлюза. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации оборудования действующих трубопроводов и может найти применение в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности для впрыска жидкостей в сжатую газовую среду.

Известно устройство для впрыска жидкости в сжатый газ, содержащее установленный на газопроводе форсуночный узел, включающий корпус с уплотнением и установленный в нем с возможностью осевого перемещения полый шток с форсункой, гидравлически связанной с насосом (Оболенцев Н.В. Технологические аспекты ингибиторной защиты трубопроводов большого диаметра, транспортирующих неочищенный сероводородосодержащий газ. - Дис. на соискание степени кандидата технических наук, ВНИИГАЗ, 1980). Данное устройство снабжено механизмом осевого перемещения штока, содержащим три стойки, цепную передачу со звездочками, червячный редуктор с рукояткой, служащим для ручного перемещения полого штока с форсункой на нижнем конце в рабочее положение, то есть ввода и вывода форсунки из газопровода.

К недостаткам известного устройства относятся громоздкость конструкции и сложность технологических операций, требующих присутствия человека.

Также известно устройство аэрозольного ингибирования газопровода, снабженное узлом вертикального перемещения форсунки, выполненным в виде цилиндрического корпуса, внутрь которого помещен полый шток. Полый шток своим верхним концом соединен с маховиком, а в нижней части подсоединен гибким трубопроводом к насосу-дозатору (RU, Свидетельство на полезную модель 13916, кл. F 17 D 1/05, 1999).

Недостаток известного устройства состоит в недостаточной надежности вследствие применения гибкого трубопровода для соединения полого штока с насосом-дозатором, что в ряде производств запрещено правилами безопасности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для впрыска жидкости в сжатый газ, содержащее форсуночный узел, включающий корпус с уплотнением, цилиндр и плунжер с осевым каналом (RU, Патент РФ 2068304, кл. В 05 В 9/03, 1994). Корпус форсуночного узла фактически представляет собой шлюзовое устройство, обеспечивающее размещение в нем форсунки при выравнивании давления перед вводом ее в газопровод и для сброса давления после вывода форсунки из газопровода. Нижний конец плунжера, к которому подсоединена форсунка, расположен в корпусе и снабжен ограничителем вывода, а верхний конец с подсоединенным фальштоком, оснащенным ограничителем ввода, расположен в цилиндре. Плунжер установлен с возможностью возвратно-поступательного движения.

К недостаткам известного устройства следует отнести низкую надежность его работы вследствие того, что резьбовое соединение фальштока с плунжером находится под действием растягивающей нагрузки, обусловленной одновременным действием гидравлической силы и ограничителя хода, в результате чего при возвратно-поступательных движениях плунжера могут быть нарушены указанное резьбовое соединение, а также герметичность плунжера вследствие износа его уплотнения.

В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства для впрыска жидкости в действующий трубопровод, конструктивные особенности узлов которого позволили бы повысить надежность устройства в процессе эксплуатации за счет исключения воздействия растягивающих нагрузок плунжера на фальшток, а также обеспечения регулирования затяжки манжетных уплотнений шлюзовой камеры.

Указанная задача решается тем, что устройство для впрыска жидкости в действующий трубопровод, содержащее шлюз с уплотнением, над которым установлен цилиндр с установленным в нем плунжером с форсункой на нижнем конце и фальштоком с уплотнением и захватом на верхнем конце, демпфирующую пружину и ограничитель перемещения форсунки, согласно изобретению снабжено установленной под уплотнением шлюза регулирующей втулкой для изменения степени затяжки указанного уплотнения, при этом демпфирующая пружина размещена в установленной коаксиально в нижней части цилиндра направляющей втулке, а ограничитель перемещения форсунки установлен на верхнем торце плунжера с возможностью взаимодействия с демпфирующей пружиной при ходе плунжера вниз.

В предпочтительном варианте над ограничителем перемещения форсунки установлен буфер.

Кроме того, в полости плунжера размещен предохранительный фильтр.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства.

Устройство для впрыска жидкости в действующий трубопровод содержит установленный на газопроводе (не показан) шлюз (1), на котором посредством отвода (2) и фланцев (3) размещен цилиндр (4). Внутри цилиндра (4) с возможностью осевого перемещения установлен плунжер (5), в осевой канал (6) которого вставлен предохранительный фильтр (7). На нижнем конце плунжера (5) закреплена форсунка (8), в верхней части корпуса которой размещен обратный клапан (9), а на верхнем конце плунжера (5) прикреплен фальшток (10) с захватом (11), пропущенный через центральное отверстие (12), выполненное в торце накидной гайки (13). Для ограничения хода вниз плунжеpa (5) на верхнем конце последнего установлен упор, названный ограничителем перемещения форсунки (14), взаимодействующий с демпфирующей пружиной (15), помещенной в направляющей втулке (16). При ходе плунжера (5) вверх ограничитель перемещения форсунки (14) упирается в буфер (17). Осевой канал (6) плунжера (5) через отверстия (18) сообщается с внутренней полостью (19) цилиндра (4), которая в свою очередь через канал (20) в отводе (2) гидравлически связана с насосом. В верхней части цилиндра (4) размещено манжетное уплотнение (21) для обеспечения герметичности по фальштоку (10) относительно внешней среды, а в шлюзовой камере (22) размещено манжетное уплотнение (23) для обеспечения герметичности по плунжеру (5) относительно газовой среды. Сила затяжки манжетного уплотнения (23) обеспечивается регулирующей втулкой (24), а к шлюзу (1) подсоединен клапан декомпрессии (25).

Устройство работает следующим образом.

После пуска насоса жидкость по каналу (20) начинает поступать в полость (19) цилиндра (4) и через отверстия (18) в осевой канал (6) плунжера (5). Когда давление в цилиндре (4) достигнет величины давления страгивания, плунжер (5) будет автоматически выдвигаться из цилиндра (4), перемещая форсунку (8) в газопровод (не показан). После касания ограничителя перемещения форсунки (14) о торец направляющей втулки (16) и полного сжатия демпфирующей пружины (15) перемещение форсунки (8) прекратится. При этом давление в цилиндре (4) возрастет и форсуночное устройство выйдет на рабочий режим впрыска жидкости в трубопровод. Для прекращения процесса впрыска жидкости и вывода форсунки (8) из трубопровода останавливают насос (не показан) и перекрывают канал (20). При этом, вследствие истечения жидкости из форсунки (8), давление в цилиндре (4) падает, и фальшток (10) выталкивается в атмосферу, а плунжер (5) втягивается в полость (19) цилиндра (4) до тех пор, пока ограничитель перемещения форсунки (14) не упрется в буфер (17). Демпфирующая пружина (15) при этом способствует преодолению силы трения покоя и начальному перемещению плунжера (5). В случае, если давление газа недостаточно для преодоления силы трения в манжетных уплотнениях (21) и (23), к захвату (11) прикладывают усилие, способствующее выводу форсунки. После выравнивания давления в цилиндре (4) и трубопроводе обратный клапан (9) форсунки (8) закрывается, и истечение жидкости через форсунку (8) прекращается.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, являются повышение надежности устройства в результате устранения действия растягивающей нагрузки на фальшток и исключения возможности падения плунжера с форсункой в трубопровод в случае аварийной ситуации (например, произошло разъединение резьбового соединения фальштока и плунжера); обеспечение возможности регулирования силы затяжки манжетного уплотнения шлюзовой камеры и смены манжет без отсоединения цилиндра от шлюза.

Формула изобретения

1. Устройство для впрыска жидкости в действующий трубопровод, содержащее шлюз с уплотнением, над которым установлен цилиндр с установленным в нем плунжером с форсункой на нижнем конце и фальштоком с уплотнением и захватом на верхнем конце, демпфирующую пружину и ограничитель перемещения форсунки, отличающееся тем, что оно снабжено установленной под уплотнением шлюза регулирующей втулкой для изменения степени затяжки указанного уплотнения, при этом демпфирующая пружина размещена в установленной коаксиально в нижней части цилиндра направляющей втулке, а ограничитель перемещения форсунки установлен на верхнем торце плунжера с возможностью взаимодействия с демпфирующей пружиной при ходе плунжера вниз.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что над ограничителем перемещения форсунки установлен буфер.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в полости плунжера размещен предохранительный фильтр.

РИСУНКИ

Рисунок 1