Разделительное устройство

 

Изобретение относится к области механики, а именно к трубопроводной технике, в частности, к предохранительным устройствам для манометров и предназначено для измерения давления в напорных трубопроводах. Разделительное устройство для манометров содержит корпус, снабженный центральным ступенчатым отверстием. В стакане при помощи втулки, снабженной прокладкой, установлена мембрана, заполненная незамерзающей жидкостью, и манометр. В корпусе выполнено отверстие, в котором установлена эластичная пробка и шток с конусными контактирующими поверхностями. Шток закреплен на корпусе при помощи втулки, на которой установлена крышка. На штоке закреплен вентиль. В отверстии корпуса, расположенном выше штока, установлен клапан в виде пробки, снабженной валом. На конце вала выполнены лыски. Внутри пробки установлен шарик. На корпусе при помощи винта закреплен ограничитель в виде планки. При этом стакан может быть закреплен на корпусе при помощи накидной гайки. Корпус может быть выполнен разборным. Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения давления в напорных трубопроводах и замены манометра без снятия давления в трубопроводе в условиях минусовых температур. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области механики, а именно к трубопроводной арматуре, в частности, к предохранительным устройствам для манометров и предназначено для измерения давления в напорных трубопроводах нефтедобывающей промышленности и трубопроводном транспорте, работающих при минусовой температуре окружающей среды.

Известен разделитель сред, содержащий корпус и крышку со штуцерами и разделительный элемент. Разделительный элемент выполнен в виде сильфона, дно которого выполнено с элементом для крепления приспособления, фиксирующего сильфон относительно корпуса (Патент РФ 2131594, опубл. 10.061999.).

Однако при его эксплуатации затруднена смена вышедшего из строя манометра или замена его на контрольный при работающем трубопроводе вследствие большой вероятности срыва резьбы на последних витках либо манометра, либо крышки при его вывинчивании, разрыва сильфона и отрыва его от приспособления, когда давление в его внутренней полости будет равно атмосферному.

Известно разделительное устройство к манометрическим приборам с разделяющей жидкостью, содержащее корпус, уплотненный поршень, втулку, гайку. Поршень имеет пакеты уплотнений, установленные в кольцевую канавку (Свидетельство РФ 18105, опубл. 05.20.2001.).

Однако операции смены манометра или его замены на контрольный при работающем трубопроводе могут привести к выходу разделительного устройства из строя вследствие срыва резьбы и выплеска наружу жидкости из полости манометра, так как поршень из-за давления среды поднимается вверх. Чтобы вернуть разделитель в рабочее положение, необходимо налить в полость манометра дополнительную жидкость, что невозможно без снятия давления в трубопроводе и возврате поршня вниз.

Известно разделительное устройство для манометров, в котором центральное отверстие дна корпуса выполнено ступенчатым, двух диаметров, в большем установлен стакан, внутри которого установлен подпружиненный клапан, уплотняющий элемент тарелки которого обращен к отверстию малого диаметра дна корпуса, через которое проходит верхний шток клапана, контактирующий с крышкой, а нижний шток, охватываемый пружиной, пропущен через центральное отверстие дна стакана и взаимодействует с измеряемой средой (Патент РФ 2132543, опубл. 27.06.1999.).

Однако в данной конструкции отсутствует проходное сечение для жидкости и возможно примораживание поршня в направляющих и, следовательно, отсутствие показаний манометра. Отсутствует визуальный контроль положения поршня и всегда существует вероятность вырыва среды через незакрывшийся клапан вследствие попадания в затвор замерзлых пробок. Кроме того, техникой безопасности категорически запрещена эксплуатация разделителей сред без разгрузки полости манометра, также запрещена подтяжка или регулировка резьбовых соединений под давлением. Такая конструкция разделительного устройства не обеспечивает возможность замены манометра с использованием вентиля с разделителем сред без снижения давления до атмосферного и не отвечает п.4.14.4 общим техническим условиям “Оборудование нефтепромысловое добычное устьевое” ГОСТ Р 51365-99 (ИСО 10423-94).

Задачей изобретения является разработка разделительного устройства для манометров, обеспечивающего возможность измерения давления в напорных трубопроводах и замены манометра без снятия давления в трубопроводе в условиях минусовых температур.

Эта задача решается тем, что в разделительном устройстве для манометров, содержащем корпус, снабженный центральным ступенчатым отверстием, один конец которого соединен с бобышкой, а второй со стаканом, в котором расположена мембрана, заполненная незамерзающей жидкостью, контактирующей с манометром, с противоположных сторон корпуса выполнены два отверстия, ось каждого из них перпендикулярна оси центрального ступенчатого отверстия, при этом в одном из отверстий установлена эластичная пробка, в которую введен конец штока, закрепленного на корпусе посредством втулки и крышки, при этом контактирующие поверхности пробки и штока выполнены конусными, а во втором отверстии установлен клапан, выполненный в виде пробки, с внутренней и наружной резьбой, снабженной валом, на конце которого выполнены лыски, при этом внутри пробки установлен шарик, кроме того, на корпусе закреплен ограничитель, выполненный в виде планки, имеющей возможность контакта с клапаном, который расположен выше штока, кроме того, мембрана закреплена в стакане посредством втулки, снабженной прокладкой.

Для облегчения монтажа стакан должен быть закреплен на корпусе посредством накидной гайки, при этом наружный конец стакана выполнен цилиндрическим и снабжен резьбой.

Для упрощения монтажа и демонтажа манометра и/или мембраны корпус должен быть выполнен разборным, при этом линия разъема расположена выше клапана и ниже мембраны.

Патентуемое разделительное устройство для манометров поясняют подробным описанием, конкретным примером и чертежами, на которых:

фиг.1 изображает общий вид разделительного устройства, продольный разрез;

фиг.2 изображает конец корпуса, на котором установлена накидная гайка.

Разделительное устройство содержит бобышку 1, установленную на трубопроводе. В бобышку 1 посредством резьбы установлен корпус 2. Между торцами корпуса 2 и бобышки 1 установлена шайба 3, концы которой зафиксированы на корпусе 1 и бобышке 2. Расточки 4 и 5 выполнены в нижней и верхней части корпуса 2 соответственно, соединены между собой отверстием 6 и образуют центральное ступенчатое отверстие для прохода среды. Выше расточки 4 в отверстии 7 стенки корпуса 2 перпендикулярно к оси центрального ступенчатого отверстия установлена эластичная пробка 8 с коническим отверстием и втулка 9. Во втулке 9 на резьбе установлен шток 10 для перекрытия отверстия 6. Конец штока 10 выполнен коническим и плотно установлен в отверстии эластичной пробки 8. На втулке 9 установлена крышка 11. На свободном конце штока 10 установлен вентиль 12. С противоположной стороны от штока 10 и выше его в отверстии 13 стенки корпуса 2 установлен клапан 14, предназначенный для сброса давления, выполненный в виде пробки 15 с внутренней и наружной резьбой. Внутри пробки 15 установлен шарик 16, который имеет возможность перекрытия отверстия 13. Вал 17 соединен с пробкой 15. На свободном конце вала 17 выполнены лыски для ключа. Планка 18 закреплена на корпусе 2 с помощью винта 19. В расточку 5 корпуса 2 установлен стакан 20. В стакан 20 установлена мембрана 21, которая закреплена втулкой 22. Во втулку 22 установлена прокладка 23. Высота стакана 20 выполнена больше высоты мембраны 21. Мембрана 21 опосредованно соединена с манометром 24, установленном при помощью резьбы в стакане 20. При этом мембрана заполнена жидкостью, имеющей температуру замерзания ниже минус 60°С.

Стакан 20 может быть закреплен на корпусе 2 разделительного устройства при помощи накидной гайки 26 (фиг.2), которая посредством резьбы соединена с корпусом 2, для облегчения замены манометра и/или мембраны.

Корпус 2 разделительного устройства может быть выполнен разборным, а линия разъема 25 (фиг.1) расположена выше клапана 14, для упрощения монтажа и демонтажа разделительного устройства.

Патентуемое разделительное устройство для манометров работает следующим образом.

На рабочем трубопроводе устанавливают бобышку 1 посредством сварки. В бобышку 1 вворачивают корпус 2 с установленными в нем штоком 10, клапаном 14, кроме того, на корпусе установлена планка 18, которая ограничивает пробку 15 клапана 14 от вывинчивания. Между бобышкой 1 и корпусом 2 устанавливают шайбу 3 и загибают ее концы на корпус 2 и бобышку 1 для предотвращения разворота корпуса. Предварительно клапан 14 и вентиль 12 заворачивают до упора. В пробке 15 клапана 14 установлен шарик 16, который закрывает отверстие 13. В стакан 20 устанавливают мембрану 21 при помощи втулки 22. Во втулку 22 устанавливают прокладку 23, а затем в стакан 20 устанавливают манометр 24. После этого стакан 20 устанавливают на корпусе 2. Для получения показаний на манометре 24 шток 10 вывинчивают при помощи вентиля 12. Через отверстие 6 среда поступает в верхнюю расточку 5 корпуса 2 и воздействует на мембрану 21. Незамерзающая жидкость, которой заполнена мембрана 21, воздействует на манометр 24.

Для замены манометра 24 шток 10 закрывают и вывинчивают клапан 14 на несколько оборотов. Крайнее положение клапана 14 фиксирует планка 18. При этом шарик 16, установленный в пробке 15 клапана 14, открывает отверстие 13 и давление среды, отсеченное в полости манометра и стакана, стравливается через витки резьбы пробки 15 клапана 14 до атмосферного. После этого осуществляют замену манометра.

При установке стакана 20 на корпусе 2 при помощи накидной гайки 26 клапан 14 и шток 10 заворачивают до упора. Манометр 24 собирают со стаканом 20, при этом мембрану 21, установленную в стакане 20 при помощи втулки 22, снабженной прокладкой 23, заполняют незамерзающей жидкостью. Стакан 20 устанавливают на корпус 2 при помощи накидной гайки 26.

Для замены манометра и/или мембраны отворачивают накидную гайку 26 и разъединяют стакан 20 и корпус 2.

При использовании разъемного корпуса 2 его нижнюю часть, расположенную ниже линии разъема 25, с установленными в ней и завернутыми до упора штоком 10 и клапаном 14 устанавливают на бобышке 1. После этого на нижнюю часть корпуса 2 устанавливают его верхнюю часть, расположенную выше линии разъема 25. При этом верхнюю часть корпуса можно устанавливать как одну, так и с уже закрепленными в ней стаканом 20, мембраной 21, манометром 24.

Для демонтажа разделительного устройства заворачивают шток 10 до упора и, вывинчивая клапан 14, снижают давление среды в полости манометра до атмосферного. После этого снимают верхнюю часть корпуса 2.

После замены манометра на новый клапан 14 закрывают и после открытия вентиля 10 среда вновь действует на мембрану.

Предлагаемая конструкция разделительного устройства позволяет производить замер давления в трубопроводе постоянно и периодически путем отсечения среды штоком и сброса давления через клапан, обеспечивая необходимую безопасность обслуживающего персонала.

Кроме того, возможна замена манометра или мембраны без снятия давления в трубопроводе.

Установка накидной гайки значительно облегчает разъединение стакана и корпуса.

Выполнение корпуса разборным упрощает монтаж и демонтаж разделительного устройства и позволяет заменять мембрану в случае ее примерзания к стенкам стакана и при невозможности разъединения стакана и корпуса, гарантируя при этом целостность мембраны.

Заявленная конструкция разделительного устройства соответствует требованиям ГОСТ Р 51365-99 (ИСО 10423-94) “Оборудование нефтепромысловое добычное устьевое”.

Формула изобретения

1. Разделительное устройство для манометров, содержащее корпус, снабженный центральным ступенчатым отверстием, один конец которого соединен с бобышкой, а второй со стаканом, в котором расположена мембрана, заполненная незамерзающей жидкостью, контактирующей с манометром, отличающееся тем, что с противоположных сторон корпуса выполнены два отверстия, ось каждого из них перпендикулярна оси центрального ступенчатого отверстия, при этом в одном из отверстий установлена эластичная пробка, в которую введен конец штока, закрепленного на корпусе посредством втулки и крышки, при этом контактирующие поверхности пробки и штока выполнены конусными, а во втором отверстии установлен клапан, выполненный в виде пробки, с внутренней и наружной резьбой, снабженной валом, на конце которого выполнены лыски, при этом внутри пробки установлен шарик, кроме того, на корпусе закреплен ограничитель, выполненный в виде планки, имеющей возможность контакта с клапаном, который расположен выше штока, кроме того, мембрана закреплена в стакане посредством втулки, снабженной прокладкой.

2. Разделительное устройство по п.1, отличающееся тем, что стакан закреплен на корпусе посредством накидной гайки, при этом наружный конец стакана выполнен цилиндрическим и снабжен резьбой.

3. Разделительное устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что корпус выполнен разборным, при этом линия разъема расположена выше клапана и ниже мембраны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2