Блок предохранительных клапанов



Блок предохранительных клапанов
Блок предохранительных клапанов

 


Владельцы патента RU 2586794:

Виленский Леонид Михайлович (RU)
Беляев Андрей Юрьевич (RU)

Изобретение относится к области оборудования, применяемого для транспортировки и хранения текучих сред, предпочтительно природного газа. Блок предохранительных клапанов содержит два предохранительных клапана, магистраль высокого давления, 4-ходовой вентиль, 3-ходовой вентиль и проходной вентиль. Первый выход 4-ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру переключающего устройства первого предохранительного клапана. Второй выход 4-ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру переключающего устройства второго предохранительного клапана. Третий выход 4-ходового клапана выполнен с возможностью удаления управляющего газа из системы. Вход 4-ходового вентиля выполнен с возможностью подключения внешнего источника управляющего газа высокого давления через редуктор. Первый выход 3-ходового вентиля подключен к проходному вентилю с возможностью удаления управляющего газа из системы. Второй и третий выходы подключены к отводкам переключающего устройства высокого давления, соединенными с предохранительными клапанами. Изобретение направлено на упрощение конструкции устройства и на упрощение его обслуживания. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области оборудования, применяемого для транспортировки и хранения текучих сред, предпочтительно природного газа.

Известен (RU, патент 2131065, опубл. 27.05.1999) пневматический привод, включающий электропневматическое управляющее устройство, пневматический струйный двигатель и кулисно-винтовой поворотный механизм с устройством поглощения кинетической энергии привода, причем двигатель содержит ротор, установленный на валу в подшипниках, связанный через редуктор с поворотным механизмом и далее с выходным валом привода, соединенным с валом объекта регулирования, а электропневматическое устройство содержит корпус, размещенные в нем управляющие и пневмоуправляемые клапаны, взрывозащищенную камеру, включающую постоянные электромагниты и постоянные магниты, а также механическое устройство гашения кинетической энергии привода.

Недостатком данной конструкции являются, в частности, трудности монтажа и эксплуатации электропневматического управляющего устройства, связанные со сложностью подвода питающего электрокабеля.

Известно (RU, патент 2134832, опубл. 20.08.1999) переключающее устройство блока предохранительных клапанов, содержащее корпус с входным каналом и двумя выходными каналами, имеющими соосно расположенные седла. Между седлами и соосно им расположен затвор двустороннего действия с уплотнителями, разгрузочными каналами и опорными торцами (золотниками), и взаимодействующий с ним шток, кинематически соединенный с винтовым приводом с маховиком, расположенным за пределами корпуса переключающего устройства. При этом затвор двустороннего действия расположен на штоке и с ним образует консоль, упирающуюся в корпус свободной от затвора частью. Каждый из выходных каналов соединен с входом предохранительного клапана. Причем затвор установлен на штоке с возможностью осевого перемещения, которое ограничено упором, выполненным на штоке. С разных сторон затвора выполнены сквозные разгрузочные каналы, по два с каждой стороны от штока и на одинаковом расстоянии от него. Для перекрытия этих каналов затвор снабжен двумя подпружиненными запорными элементами, расположенными с разных сторон затвора и установленными на штоке и соосно нему и перемещаемыми упором штока в сторону открытия/закрытия соответствующих разгрузочных каналов. Эффективная площадь впускных клапанов запорного элемента меньше эффективной площади затвора, а контактирующие поверхности затвора и седла выполнены конусообразными.

Недостатками известного устройства следует признать ограничение допустимого давления в магистрали из-за большой площади подпружиненных запорных элементов, так как при большом давлении потребуются значительные усилия для их переключения, сложность обеспечения требуемой герметичности устройства из-за высокой вероятности неточной установки затвора внутри устройства, обусловленной консольным расположением затвора на штоке, а также риск травмирования обслуживающего персонала при демонтаже предохранительного клапана из-за отсутствия устройства сброса давления до клапана.

Известен (RU, патент 2514574, опубл. 27.04.2014) блок предохранительных клапанов, содержащий клапаны, магистраль высокого давления и магистраль низкого давления, при этом блок дополнительно содержит два предохранительных клапана, 4-ходовой вентиль, три ходовых вентиля, два клапанных переключающих устройства, причем третий ходовой вентиль подключен параллельно последовательно включенным первому и второму ходовым вентилям, вход 4-ходового вентиля подключен к магистрали высокого давления, первый выход 4-ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру первого переключающего устройства, второй выход 4-ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру второго переключающего устройства, третий выход 4-ходового клапана подключен к магистрали низкого давления, магистраль низкого давления подключена между первым и вторым ходовыми вентилями, входы третьего ходового вентиля подключены к полостям под предохранительными клапанами.

Известное устройство сложно как в производстве, так и в обслуживании.

Данное решение принято в качестве ближайшего аналога.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в расширении ассортимента запорной арматуры на магистралях перемещения текучих сред.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного устройства, состоит в упрощении конструкции устройства, а также упрощении его обслуживания.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный блок предохранительных клапанов. Разработанный блок в базовом варианте содержит два предохранительных клапана, а также он дополнительно содержит магистраль высокого давления, 4-ходовой вентиль, 3-ходовой вентиль и проходной вентиль, причем первый выход 4-ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру переключающего устройства первого предохранительного клапана, второй выход 4-ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру переключающего устройства второго предохранительного клапана, третий выход 4-ходового клапана выполнен с возможностью удаления управляющего газа из системы, вход 4-ходового вентиля выполнен с возможностью подключения внешнего источника управляющего газа высокого давления через редуктор, первый выход 3-ходового вентиля подключен к проходному вентилю с возможностью удаления управляющего газа из системы, второй и третий выходы подключены к отводкам переключающего устройства высокого давления, соединенными с предохранительными клапанами. В качестве управляющего газа могут быть использованы сжатый воздух или азот. Однако возможно использование и других сжатых газов.

В некоторых вариантах реализации разработанного устройства, когда по каким-то причинам управляющий газ нельзя выпускать в атмосферу, разработанное устройство может дополнительно содержать магистраль низкого давления, к которой подключен через проходной вентиль первый выход 3-ходового вентиля, а также подключен третий выход 4-ходового вентиля, при этом по магистрали низкого давления управляющий газ направляют на утилизацию любым известным подходящим для данного случая способом.

Для управления 4-ходовым вентилем, 3-ходовым вентилем и проходным вентилем могут быть использованы электроприводы или пневмоприводы.

В некоторых вариантах реализации на отводках высокого давления могут быть установлены датчики давления, дающие информацию о срабатывании предохранительных клапанов, а также приводов и переключающего устройства высокого давления, при этом для управления 4-ходовым вентилем, 3-ходовым вентилем и проходным вентилем использованы электроприводы или пневмоприводы, причем блок дополнительно содержит узел управления, к входам которого подключены указанные датчики давления, а выходы которого подключены к указанным электроприводам и пневмоприводам, а указанный узел управления выполнен с возможностью после срабатывания первого предохранительного клапана с использованием переключающих устройств автоматически отключать первый клапан и включать второй предохранительный клапан. Предпочтительно узел управления представляет собой процессор, промышленный компьютер или контроллер. Возможность включения/отключения предохранительных клапанов, а также условия выполнения этого процесса, заложены в программу узла управления.

В качестве источника управляющего газа использован баллон сжатого газа, насос или компрессор.

Разработанное устройство в одном из вариантов реализации представлено на чертеже, при этом использованы следующие обозначения: 4-ходовой вентиль 1, 3-ходовой вентиль 2, проходной вентиль 3, первый предохранительный клапан 4, второй предохранительный клапан 5, магистраль 6 высокого давления управляющего газа, магистраль низкого давления 7, датчик давления 8, источник 9 управляющего газа, редуктор 10.

Конструкция разработанного устройства позволяет автоматически отключить один предохранительный клапан из блока для проверки его работы, профилактики или замены и, одновременно, без остановки рабочего процесса, подключить другой.

В разработанном блоке предохранительных клапанов могут быть использованы переключающие устройства, аналогичные известным из патентов РФ №№2217639 или 2428614.

Перемещение затвора переключающих устройств клапанов от одного седла к другому осуществляют одновременно с использованием пневмоцилиндров, входящих в состав переключающих устройств. Таким образом, с защищаемым объектом в любой стадии переключения блока будет соединен, по крайней мере, один из предохранительных клапанов.

Блок разработанной конструкции в автоматическом режиме работает следующим образом. После получения сигнала от датчика давления 8, находящегося на отводке переключающего устройства, подсоединенного к предохранительному клапану, находящемуся под давлением (на рисунке клапан 4), а именно, когда датчик показывает давление открытия клапана, процессор через 3-5 минут подает последовательно сигналы:

- приводу с использованием проходного вентиля 3 перекрыть магистраль низкого давления;

- приводу с использованием 3-ходового вентиля 2 выровнять давления с двух сторон клапана переключающего устройства, датчики давления 8 на переключающем устройстве показывают одинаковое давление, равное высокому давлению защищаемого объекта - в этом случае приводы с вентилями 2 и 3 сработали правильно, если нет, то процессор выдает ошибку;

- приводу с использованием 4-ходового вентиля 1 переместить клапан переключающего устройства и отсечь сработавший предохранительный клапан (на рисунке клапан 4) и подключить второй предохранительный клапан (на рисунке клапан 5). В этом случае датчики давления 8 на переключающем устройстве показывают одинаковое давление, равное высокому давлению защищаемого объекта;

- приводу с использованием 3-ходового вентиля 2 соединить полость в отводке переключающего устройства под отсеченным предохранительным клапаном (на рисунке клапан 4) с магистралью низкого давления 7 через проходной вентиль 3;

- приводу с использованием проходного вентиля 3 открыть магистраль низкого давления. Теперь предохранительный клапан 5 находится под давлением и является рабочим. В этом случае датчик давления под рабочим предохранительным клапаном должен показывать высокое давление, а под отсеченным предохранительным клапаном низкое давление. Т.е. система находится в рабочем состоянии.

Датчик 8 на магистрали высокого давления должен показывать установленное давление, подаваемое на 4-ходовой вентиль, необходимое для перемещения клапанов переключающих устройств. Если датчик показывает более низкое давление необходимо подключить или новый баллон, или поднять давление в компрессоре.

В баллонах обычно находится управляющий газ под давлением примерно 1,5 МПа.

Упрощение конструкции и упрощения обслуживания разработанного устройства относительно решения, использованного в качестве ближайшего аналога, очевидны.

1. Блок предохранительных клапанов, содержащий два предохранительных клапана, 4-ходовой вентиль, магистраль высокого давления, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 3-ходовой вентиль и проходной вентиль, причем первый выход 4-ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру переключающего устройства первого предохранительного клапана, второй выход 4-ходового вентиля подключен к пневмоцилиндру переключающего устройства второго предохранительного клапана, третий выход 4-ходового клапана выполнен с возможностью удаления управляющего газа из системы, вход 4-ходового вентиля выполнен с возможностью подключения внешнего источника управляющего газа высокого давления через редуктор, первый выход 3-ходового вентиля подключен к проходному вентилю с возможностью удаления управляющего газа из системы, второй и третий выходы подключены к отводкам переключающего устройства высокого давления, соединенными с предохранительными клапанами.

2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что для удаления управляющего газа он дополнительно содержит магистраль низкого давления, к которой подключен через проходной вентиль первый выход 3-ходового вентиля, а также подключен третий выход 4-ходового вентиля.

3. Блок по п. 1, отличающийся тем, что для управления 4-ходовым вентилем, 3-ходовым вентилем и проходным вентилем использованы электроприводы или пневмоприводы.

4. Блок по п. 1, отличающийся тем, что на отводках высокого давления установлены датчики давления, дающие информацию о срабатывании предохранительных клапанов, а также приводов и переключающего устройства высокого давления, для управления 4-ходовым вентилем, 3-ходовым вентилем и проходным вентилем использованы электроприводы или пневмоприводы, при этом блок дополнительно содержит узел управления, к входам которого подключены указанные датчики давления, а выходы которого подключены к указанным электроприводам и пневмоприводам, причем узел управления выполнен с возможностью после срабатывания первого предохранительного клапана с использованием переключающих устройств автоматически отключать первый клапан и включать второй предохранительный клапан.

5. Блок по п. 4, отличающийся тем, что узел управления представляет собой процессор, промышленный компьютер или контроллер.

6. Блок по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника управляющего газа использован баллон сжатого газа.

7. Блок по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника управляющего газа использован компрессор.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для выравнивания давлений в гидравлических сетях зданий, в которых расход текучей среды разный и зависит от времени года.

Изобретение относится к области оборудования, применяемого для транспортировки и хранения жидкостей и газов. Блок содержит два предохранительных клапана, 4-х ходовой вентиль, три ходовых (проходных) вентиля, два клапанных переключающих устройства, магистраль высокого давления и магистраль низкого давления.

Изобретение относится к модульным поточным регуляторам для текучей среды. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации и ремонту скважин. .

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для газовой промышленности, предназначено для автоматического отсечения потока флюида газовой скважины при аварийном повышении давления в нем и может быть использовано при разработке и создании клапанов-отсекателей, устанавливаемых в насосно-компрессорные трубы.

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности и может быть использовано для предупреждения потери продукта, пожара и экологического загрязнения окружающей среды при разрушении наземного трубопровода транспорта нефти и газа и устья скважины.

Изобретение относится к машиностроению, касается мембранных гидроприводных дозировочных насосов и может найти применение в различных отраслях промышленности для дозированной подачи агрессивных, токсичных, взрывопожароопасных и других загрязненных текучих, шламозагрязненных и газообразных сред.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. .

Изобретение относится к микрообработанным структурам и способам их изготовления. .

Изобретение относится к смазочному оборудованию и может быть использовано в импульсных смазочных системах с нагнетающими насосами периодического действия. .

Пневмопривод предназначен для раскрытия посадочного устройства пилотируемого космического корабля. Пневмопривод содержит силовой цилиндр, первый и второй клапанные распределители, при этом первый клапанный распределитель связан с задатчиком команды начала движения, пневмовход через пневмомагистраль - с источником сжатого воздуха, а пневмовыход - с поршневой полостью силового цилиндра, причем второй клапанный распределитель связан с сигнализатором положения одностороннего штока, при этом клапанные распределители выполнены в виде двух электропневмоклапанов, сигнализатор положения одностороннего штока выполнен в виде электрического датчика, а второй электропневмоклапан электрически связан с сигнализатором положения одностороннего штока, при этом пневмовход второго электропневмоклапана через пневмомагистраль связан со вторым источником сжатого воздуха, а пневмовыход его через пневмомагистраль соединен с камерой торможения силового цилиндра.

Изобретение относится к области оборудования, применяемого для транспортировки и хранения жидкостей и газов. Блок содержит два предохранительных клапана, 4-х ходовой вентиль, три ходовых (проходных) вентиля, два клапанных переключающих устройства, магистраль высокого давления и магистраль низкого давления.

Изобретение относится к системам газовой автоматики, а более конкретно к их исполнительным газовым приводам. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам защиты разъемов коммуникаций, установленных на механизмах стыковки и отвода коммуникаций, от воздействия внешней среды, и может быть использовано в стартовых ракетно-космических комплексах.

Изобретение относится к машиностроению и обеспечит повышение надежности работы пневмопривода и гарантированное срабатывание арматуры. .

Изобретение относится к пневматической системе привода по меньшей мере с одним пневматическим приводом, имеющим корпус привода и ведомый узел, приводимый в движение относительно указанного корпуса посредством подачи сжатого воздуха, причем ведомый узел содержит ведомый поршень, отделяющий в корпусе привода друг от друга две рабочие камеры, одна из которых или обе для управления подачей сжатого воздуха подсоединены к распределительным клапанам, переключаемым между несколькими коммутационными положениями, среди которых имеется положение для экономичной подачи воздуха, задающее сечение дросселя.

Описаны переключающая станция, узел и способ для обеспечения обхода установочного устройства в активном контуре управления. Узел исполнительно-приводного механизма согласно одному варианту реализации содержит пневматический исполнительно-приводной механизм и переключающую станцию. Переключающая станция содержит корпус, образующий пути потока, которые обеспечивают возможность протекания текучей среды между источником питающего давления, клапанным установочным устройством и пневматическим исполнительно-приводным механизмом, а также между источником питающего давления и пневматическим исполнительно-приводным механизмом в обход клапанного установочного устройства без рассоединения технологического контура, содержащего указанное клапанное установочное устройство. Переключающая станция также содержит устройства для регулирования расхода текучей среды для управления протеканием текучей среды через пути потока. Технический результат - повышение точности управления. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх