Регулирующий клапан с каналом проверки стравливания давления

Группа изобретений относится к регулирующим клапанам и предназначена для сброса внутреннего давления регулирующего клапана перед демонтажем этого регулирующего клапана. Клапан содержит корпус клапана, крышку, прокладку, канал. Крышка прикреплена к корпусу клапана посредством резьбового соединения. Прокладка расположена на соединении между корпусом клапана и крышкой. Канал расположен в корпусе клапана. Клапан имеет первый открытый конец, расположенный на внутренней стенке корпуса клапана, и второй открытый конец, расположенный на внешней стенке корпуса клапана. Первый открытый конец расположен на внутренней стенке корпуса клапана так, что крышка открывает канал во внутреннюю полость. Внутренняя полость образована внутренней стенкой корпуса клапана до того, как крышка свинчивается из корпуса клапана. Кроме того, имеется узел клапана. Группа изобретений обеспечивает стравливание внутреннего давления регулирующего клапана перед демонтажем регулирующего клапана. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Ссылка на соответствующие заявки

Эта заявка основана на предварительной заявке №60/336087, поданной 15 ноября 2001 в Соединенных Штатах.

Предпосылки создания изобретения

Область изобретения

Настоящее изобретение относится в основном к регулирующим клапанам и, более конкретно, к способности регулирующего клапана показывать разгерметизацию уплотненного резьбового соединения в нем и сбрасывать внутреннее давление регулирующего клапана перед демонтажем этого регулирующего клапана.

Описание предшествующего уровня техники

Несмотря на большое количество, предназначенные для управления потоком текучей среды в или через систему регулирующие клапаны ранее были неспособны (или имели плохую способность) показывать, когда происходила разгерметизация уплотнений внутри регулирующего клапана.

Когда уплотнение внутри регулирующего клапана разрушается, если это не установлено ранее, то возникающая потеря давления в системе может привести к дорогостоящим и даже опасным последствиям, особенно, когда через регулирующий клапан проходят легко воспламеняющиеся текучие среды. Другим недостатком существующих регулирующих клапанов была невозможность обнаружения присутствия внутреннего давления в клапане при его демонтаже. Если внутреннее давление регулирующего клапана управляемо не сброшено до безопасного, то крышка регулирующего клапана может преждевременно сместиться с регулирующего клапана, или может быть внезапно неуправляемо выпущено некоторое количество текучей среды через регулирующий клапан. Поэтому существуют правила для изолирования и стравливания давления регулирующих клапанов перед демонтажем. Тем не менее, для регулирующего клапана желательно иметь цельный проход для спуска его внутреннего давления перед демонтажем.

Клапан, который практически не имеет недостатков существующих регулирующих клапанов, описан в нижеследующем описании, в котором раскрыта сущность изобретения, представлено подробное описание примера варианта воплощения и чертежи.

Краткое описание изобретения

Для получения обеспечения раннего определения утечки в уплотнениях внутри регулирующего клапана или в крышке регулирующего клапана регулирующий клапан снабжен отверстием или каналом стравливания давления в виде канала в корпусе. Крышка регулирующего клапана прикреплена к корпусу регулирующего клапана с возможностью отсоединения посредством резьбового соединения. Уплотнение расположено между крышкой и внутренней стенкой корпуса в непосредственной близости от первого конца канала или канала стравливания давления в корпусе. Если в регулирующем клапане имеется соответствующее уплотнение, то есть если отсутствует какая-либо утечка, то в отверстии стравливания давления не должна быть обнаружена ни одна из текучих сред, поток которой сдерживается регулирующим клапаном.

Однако если внутри регулирующего клапана имеет место утечка через уплотнение, то перепад между атмосферным давлением и внутренним давлением регулирующего клапана заставляет часть текучей среды в регулирующем клапане просачиваться из корпуса регулирующего клапана через канал стравливания давления. Текучая среда, выходящая через канал стравливания давления, затем может быть легко обнаружена, позволяя технику наблюдать, было ли повреждено уплотнение между корпусом и крышкой регулирующего клапана.

Другая особенность настоящего изобретения, обеспечиваемая с помощью прохода через корпус клапана, имеющего канал контроля стравливания давления, состоит в сбросе внутреннего давления в регулирующем клапане до разъединения резьбового соединения между крышкой и корпусом клапана. Если внутреннее давление растет между крышкой и корпусом клапана, такое внутреннее давление должно быть сброшено перед демонтажем. Канал индикатора стравливания давления обеспечивает внутри регулирующего клапана атмосферное давление, как только крышка будет отвинчена до точки, в которой она теряет герметичность с корпусом клапана. В этой точке внутреннее давление регулирующего клапана сбрасывается через проход (т.е. входной или выходной проход регулирующего клапана) в непосредственной близости от внутреннего конца, или второго конца, канала стравливания, и проходит через канал стравливания в атмосферу, таким образом выравниваясь с атмосферным давлением. Преимущественно, внутреннее давление сбрасывается до полного отсоединения крышки от резьбового соединения с корпусом регулирующего клапана.

Описание чертежей

Фиг.1 - вид в разрезе регулирующего клапана, показывающий поперечное сечение корпуса клапана, имеющего индикатор стравливания давления и крышку, соединенную с корпусом клапана с помощью резьбового соединения.

Фиг.2 - вид в разрезе в увеличенном масштабе регулирующего клапана, изображенного на фиг.1, показывающий корпус регулирующего клапана и крышку в уплотненном состоянии, причем крышка полностью ввинчена в корпус клапана.

Фиг.3 - вид в разрезе в увеличенном масштабе регулирующего клапана, изображенного на фиг.1, аналогичный фиг.2, но показывающий регулирующий клапан в момент начала откручивания с ответной резьбы корпуса клапана так, что внутренняя полость регулирующего клапана открыта для канала стравливания давления в корпусе клапана.

Подробное описание примера воплощения изобретения

На фиг.1 показан регулирующий клапан 10, который предпочтительно включает корпус 12 клапана и крышку 14. Крышка 14 с помощью резьбы соединена с корпусом 12 клапана посредством внутренней резьбы 16 в корпусе 12 клапана и наружной резьбы 18 (как лучше всего показано на фиг.3) на крышке 14. Индикатор стравливания давления образован с помощью проточки 20 через корпус 12 клапана.

Корпус 12 клапана включает внешнюю стенку 21, внутреннюю стенку 23, входное отверстие 22 и выходное отверстие 24. Внутренняя стенка 23 корпуса 12 клапана образует внутреннюю полость 25, включающую входной проход 28 и выходной проход 26. Как вариант, входной проход 28 для текучей среды и выходной проход 26 для текучей среды могут быть реверсированы так, что входной проход для текучей среды становится выходным проходом для текучей среды, и выходной проход для текучей среды становится входным проходом для текучей среды, тем самым изменяя клапан с нисходящим потоком на клапан с восходящим потоком. Как дополнительный альтернативный пример (не показан) входной проход и выходной проход для текучей среды могут быть выполнены на одной и той же высоте.

Эластомерная прокладка 32, такая как о-образное кольцо, обеспечивает герметичное соединение между крышкой 14 и корпусом 12 клапана, когда регулирующий клапан 10 полностью собран. При полной сборке крышка 14 предпочтительно полностью вкручивается посредством резьбового соединения в корпус 12 клапана так, что прокладка 32 находится в уплотненном контакте и с крышкой 14, и с корпусом 12 клапана.

Канал 20 индикатора стравливания давления предпочтительно размещен так, чтобы прокладка 32 находилась в уплотненном контакте и с крышкой 14, и с корпусом 12 клапана, как показано на фиг.1 и 2, причем крышка 14 герметично закрывает самое внутреннее отверстие 30 канала 20.

Такие текучие среды, как нефть, вода, смешанная с добавками, или газ (хотя специалисту в данной области техники будет понятно, что эти текучие среды составляют небольшое количество примеров, и что регулирующий клапан 10 может быть использован для широкого ассортимента текучих сред, который является слишком многочисленным для перечисления в настоящем описании), проходит через выходной проход 26 регулирующего клапана 10, при этом уплотнение между крышкой 14 и самым внутренним отверстием 30 канала 20 предотвращают утечку таких текучих сред по каналу 20 индикатора стравливания давления. Однако если бы произошло разрушение прокладки 32 или разрушение в другом месте уплотнения между крышкой 14 и корпусом 12 клапана, то текучая среда из выходного прохода 26 вытекала бы из канала 20.

Так как регулирующие клапаны 10 описанного здесь типа используются часто, например, только как клапаны сброса давления для прохождения по нему хорошо видимых текучих сред, содержащих углеводороды, и других отработанных текучих сред при очистке нефти, так же как и для многих других использований, включающих регулирование потока текучих сред, как для, так и не для очистки нефти, причем любые текучие среды, просачивающиеся в индикатор стравливания давления, будут преимущественно обнаружены, и если они имеют жидкую форму, они легко видны персоналу снаружи корпуса 12 клапана.

В случае, если регулирующий клапан 10 не был должным образом изолирован и возникла протечка из-за его внутреннего давления до демонтажа, настоящее изобретение преимущественно обеспечивает средства, с помощью которых любое установившееся внутреннее давление выравнивается с атмосферным давлением до того, как крышка 14 полностью свинчивается с корпуса 12 клапана. Кроме того, при снятии крышки 14, в то время как внутреннее давление в регулирующем клапане выше атмосферного давления, канал 20 обеспечивает звуковой и визуальный индикатор о повышении внутреннего давления внутри регулирующего клапана 10. Если повышенное внутреннее давление обнаружено, техник может заново завинтить крышку 14 и стравить давление из регулирующего клапана 10 до необходимого.

В обычном клапане, если внутреннее давление не сброшено до снятия крышки с корпуса клапана, крышка и любая текучая среда во внутренней полости клапана могут нежелательно неконтролируемым образом вылететь или быть выброшены из корпуса клапана при демонтаже. Регулирующий клапан 10, описанный здесь, в основном снижает вероятность возникновения таких потенциально опасных ситуаций.

Как показано на фиг.3, при вывинчивании крышки 14 из ее уплотненного зацепления с внутренней резьбой 16 корпуса 12 клапана уплотнение нарушается, и внутренняя полость 25 открывается для канала 20 индикатора стравливания давления, после чего любое установившееся внутреннее давление выравнивается с атмосферным давлением. Стрелки-указатели на фиг.3 показывают внутреннее давление, выпускаемое по каналу 20. Преимущественно, если кто-либо начинает откручивать крышку 14, шток 36 клапана, имеющего толкатель 38 клапана на его нижнем конце (см. фиг.1), перемещается наверх. Это перемещение вверх штока 36 клапана смещает толкатель 38 клапана с седла 40 клапана. Таким образом, внутреннее давление регулирующего клапана 10 сбрасывается после открытия первого открытого конца 30 канала 20, независимо от того, установилось ли внутреннее давление во входном проходе 28 или выходном проходе 26.

При желании, второй конец 34 канала 20, расположенный во внешней стенке 21 корпуса 12 клапана, может быть снабжен средством индикации, таким как крышка (не показана). Такое средство индикации может быть приведено в действие после сброса внутреннего давления через канал 20 из закрытого положения, по существу закрывающего второй конец 34 в открытое положение, при этом такая перемена была бы видна технику или другому обслуживающему лицу. Это средство индикации показало бы человеку, снимающему крышку с регулирующего клапана, что внутреннее давление не было предварительно стравлено из регулирующего клапана перед демонтажем.

В то время как канал стравливания давления регулирующего клапана был описан со ссылкой на определенные варианты его реализации, специалисту в данной области техники будет понятно, что прилагаемая формула изобретения предназначена не для его ограничения, и могут быть выполнены модификации, которые находятся в рамках объема формулы изобретения.

1. Клапан, содержащий корпус клапана, крышку, прикрепленную к корпусу клапана посредством резьбового соединения, прокладку, расположенную на соединении между корпусом клапана и крышкой, канал, расположенный в корпусе клапана, имеющий первый открытый конец, расположенный на внутренней стенке корпуса клапана, и второй открытый конец, расположенный на внешней стенке корпуса клапана, причем первый открытый конец расположен на внутренней стенке корпуса клапана так, что крышка открывает канал во внутреннюю полость, образованную внутренней стенкой корпуса клапана до того, как крышка полностью свинчивается из корпуса клапана.

2. Клапан по п.1, в котором после открытия канала во внутреннюю полость внутреннее давление клапана выравнивается с атмосферным давлением.

3. Клапан по п.1, который дополнительно включает прокладку, расположенную вдоль внутренней стены корпуса клапана, причем прокладка обеспечивает уплотненное зацепление крышки с корпусом клапана, когда крышка с помощью резьбового соединения ввинчена в корпус клапана.

4. Клапан по п.1, в котором корпус клапана включает отверстие с внутренней резьбой для размещения крышки, а крышка включает наружную резьбу.

5. Клапан по п.1, который представляет собой клапан с нисходящим потоком, имеющий входной проход и выходной проход, причем входной проход расположен выше, чем выходной проход.

6. Клапан по п.1, который представляет собой клапан с восходящим потоком, имеющий входной проход и выходной проход, причем входной проход расположен ниже, чем выходной проход.

7. Клапан по п.1, который имеет входной проход и выходной проход, причем входной проход и выходной проход расположены на одной и той же высоте.

8. Клапан, содержащий корпус клапана, крышку, прикрепленную к корпусу клапана посредством резьбового соединения, прокладку, расположенную между корпусом клапана и крышкой, причем корпус клапана имеет внутреннюю стенку, внешнюю стенку и внутреннюю полость, образованную внутренней стенкой, при этом клапан включает канал, проходящий от первого открытого конца на внутренней стенке корпуса клапана ко второму концу на внешней стенке корпуса клапана, причем первый открытый конец канала расположен на внутренней стенке корпуса клапана так, что крышка открывает канал во внутреннюю полость, образованную внутренней стенкой корпуса клапана до того, как крышка свинчивается из корпуса клапана, и прокладка обеспечивает уплотнение на пересечении крышки и внутренней стенки корпуса клапана при полном ввинчивании крышки в корпус клапана.

9. Клапан по п.8, в котором после открытия канала во внутреннюю полость внутреннее давление клапана выравнивается с атмосферным давлением.

10. Клапан по п.8, который дополнительно включает прокладку, расположенную вдоль внутренней стенки корпуса клапана, причем прокладка обеспечивает уплотненное зацепление крышки с корпусом клапана, когда крышка с помощью резьбового соединения ввинчена в корпус клапана.

11. Клапан по п.10, который дополнительно включает средства для обнаружения утечки в зацеплении крышки и корпуса клапана, включающие канал, образующий путь для вытекающей текучей среды внутри корпуса клапана для перемещения от первого конца канала ко второму концу канала на внешней стенке корпуса клапана, при этом вытекшая текучая среда обнаруживается снаружи корпуса клапана.

12. Клапан по п.8, который представляет собой клапан с нисходящим потоком, имеющий входной проход и выходной проход, причем входной проход расположен выше выходного прохода.

13. Клапан по п.8, который представляет собой клапан с восходящим потоком, имеющий входной проход и выходной проход, причем входной проход расположен ниже выходного прохода.

14. Клапан по п.8, который имеет входной проход и выходной проход, причем входной проход и выходной проход расположены на одной и той же высоте.

15. Узел клапана, содержащий корпус клапана, имеющий внутреннюю стенку и внешнюю стенку, крышку, прикрепленную к корпусу клапана посредством резьбового соединения, внутреннюю полость, образованную внутренней стенкой, причем внутренняя полость имеет входной проход и выходной проход, прокладку, обеспечивающую уплотнение на пересечении крышки и внутренней стенки корпуса клапана при полном ввинчивании крышки в корпус клапана, канал, проходящий через корпус клапана из внутренней полости к внешней стенке, при этом канал герметично закрывается крышкой, когда она полностью ввинчивается в корпус клапана, обеспечивая, по меньшей мере, выравнивание давления или прохождение текучей среды через него до того, как крышка полностью вывинчивается из корпуса клапана.

16. Узел клапана по п.15, в котором клапан представляет собой клапан с нисходящим потоком, имеющий входной проход и выходной проход, причем входной проход расположен выше выходного прохода.

17. Узел клапана по п.15, в котором клапан представляет собой клапан с восходящим потоком, имеющий входной проход и выходной проход, причем входной проход расположен ниже выходного прохода.

18. Узел клапана по п.15, в котором клапан имеет входной проход и выходной проход, причем входной проход и выходной проход расположены на одной и той же высоте.

19. Узел клапана по п.15, который дополнительно включает крышку, связанную с концом канала на внешней стенке корпуса клапана, причем крышка приводится в движение при сбросе внутреннего давления через канал из закрытого положения, по существу закрывающего конец канала, в открытое положение.