Автомат аварийного закрытия крана на магистральных газопроводах

 

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для автоматического перекрытия газопровода в случае возможных разрывов и утечек газа при транспортировке газов по магистральным газопроводам. Автомат аварийного закрытия крана на магистральных газопроводах содержит распределитель с установленным в его корпусе золотником в виде поршня, первой и второй управляющими камерами, соединенными с газопроводом. В газопроводе установлен запорный орган, связанный с гидроприводом. Поршень установлен в корпусе между первой и второй управляющими камерами и закреплен на ступенчатом штоке с кольцевой проточкой. Длина кольцевой проточки равна расстоянию между отверстием в корпусе, соединяющемся с емкостью для аварийного запаса газа, и отверстием в корпусе, соединяющемся с гидробаллоном закрытия крана, связанного с запорным органом на газопроводе. Первая управляющая камера расположена под нижним торцом крышки. Вторая управляющая камера под поршнем. В верхней части корпуса установлен защитный колпак. На нем расположен взрывозащитный выключатель. Изобретение направлено на повышение надежности работы, упрощение конструкции и эксплуатации автомата закрытия крана. 1 ил.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано при транспортировке газов по магистральным газопроводам, для автоматического перекрытия газопровода в случае возможных разрывов и утечек газа.

Известны автоматы аварийного отключения газопровода при его повреждении (Андреев Г.С. Запорная арматура магистральных газопроводов. - Л. г. Недра, 1968, - с. 73-76, патент РФ №2138720), включающие в себя газораспределительное устройство для управления приводом запорного органа на газопроводе и датчики, реагирующие на изменение скорости падения давления, содержащие баллоны, связанные с газопроводом через отверстие малого сечения.

Недостатками этих устройств является недостаточная надежность, так как возможно медленное протекание газа через запорный орган, вследствие недостаточной его герметичности и образования микротрещин при длительной эксплуатации, что приводит к ложному срабатыванию.

Известен автомат аварийного отключения газопровода при его повреждении, выбранный нами за прототип (патент РФ №2029191, МПК F 16 K 17/34, опубл. 20.02.1995 г.) Автомат содержит распределитель с установленным в его корпусе золотником в виде подпружиненного первого поршня, установленного в нижнем торце корпуса, на верхнем торце которого установлен второй поршень, связанный с размещенным в расточке корпуса поршнем гидродепфера, нагруженным пружиной, связанной через тарель с первым поршнем. Первый поршень оперт на тонкую металлическую мембрану, зажатую между нижним торцом корпуса и установленным на этом фланце с обеспечением разрыва этой мембраны в нижнем положении первого поршня.

Основным недостатком этого устройства является сложность конструкции, так как она имеет три поршня и два штока, несколько кольцевых уплотнений, сложную систему регулирования кольцевого канала гидродепфера, требующую разборки автомата аварийного закрытия крана дня ее настройки, также после срабатывания устройства необходима замена мембраны для восстановления выходной камеры. Дополнительное использование (наряду с пневмосистемой) гидросистемы с незамерзающей жидкостью. Это приводит к сложности технологии изготовления и настройки автомата аварийного закрытия крана, а также его эксплуатации, что, в конечном счете, отражается на основном показателе надежности.

Техническим решением предложенного устройства является повышение надежности, упрощение конструкции и эксплуатации автомата закрытия крана. Высокая надежность срабатывания обеспечивается отсутствием промежуточных рабочих тел (жидкость, пружины) и исключением ложных срабатываний, т.к. гидробаллон закрытия газа соединен с атмосферой. По сравнению с прототипом предложенное устройство не требует разборки при настройке к работе.

Техническое решение достигается тем, что в автомате аварийного закрытия крана на магистральных газопроводах, содержащем распределитель с установленным в его корпусе золотником в виде поршня, первой и второй управляющими камерами, соединенными с газопроводом, в котором установлен запорный орган, связанный с гидроприводом, согласно предложенному решению поршень установлен в корпусе между первой и второй управляющими камерами и закреплен на ступенчатом штоке с кольцевой проточкой длиной, равной расстоянию между отверстием в корпусе, соединяющемся с емкостью для аварийного запаса газа и отверстием в корпусе, соединяющемся с гидробаллоном закрытия, связанного с запорным органом на газопроводе, при этом первая управляющая камера расположена под нижним торцом, а вторая управляющая камера расположена под поршнем, а в верхней части корпуса установлен защитный колпак, на котором расположен взрывозащитный выключатель.

Пример конкретного выполнения.

На чертеже представлена схема автомата аварийного закрытия крана. Устройство состоит из распределителя, собранного в цилиндрическом корпусе 1 с крышкой 2 и прижимной гайкой 3, закрытым защитным колпаком 4 с дренажным отверстием 5. Внутри корпуса 1 расположен золотник, состоящий из поршня 6, в котором выполнены калиброванные отверстия 7 и штока 8 с кольцевой проточкой 9 и уплотнительными кольцами 10. Шток 8 выполнен ступенчато с большим диаметром над поршнем 6. Первая управляющая камера 11 расположена под нижним торцом крышки 2, а вторая управляющая камера 12 расположена под поршнем 6. Первая управляющая камера 11 через отверстие 13 соединена с ресивером 14 и через калиброванные отверстия 7 со второй управляющей камерой 12. Вторая управляющая камера 12 через отверстие 15 соединена с магистральным газопроводом 16. Кольцевая проточка 9 через отверстие 17 соединена с емкостью аварийного запаса газа 18. Отверстие 20 соединено с гидробаллоном закрытия 21 запорного органа 22 газопровода 16. Длина кольцевой проточки 9 равна 29 мм. Дренажное отверстие 23 соединяет рабочую зону гидробаллона закрытия 21 с атмосферой. Запорный орган 22 соединен с гидроприводом 24. На защитном колпаке 4 и верхней части штока 8 установлен взрывозащитный выключатель 25, который контролирует положение автомата аварийного закрытия крана. Взрывозащитный выключатель 25 подключен к системе телемеханики. Газ на автомат аварийного закрытия крана из газопровода 16 подается через вентиль 26 и отверстие 15, а на емкость аварийного запаса газа 18 через вентиль 26 и обратный клапан 27. Автомат аварийного закрытия крана работает следующим образом. Приведение в рабочее состояние.

При подключении автомата аварийного закрытия крана к газопроводу 16 газ отверстие 15 подается во вторую управляющую камеру 12, шток 8 вместе с поршнем 6 перемещается в исходное верхнее положение, далее через калиброванные отверстия 7 заполняется первая управляющая камера 11 и через отверстие 13 заполняется ресивер 14. Емкость аварийного запаса газа 18 заполняется через вентиль 26 и обратный клапан 27. При этом давление в камерах 11 и 12 уравнивается и равно давлению газа в газопроводе 16.

При повреждении газопровода 16 давление в первой управляющей камере 11 падает медленнее, чем давление во второй управляющей камере 12, что приводит к возникновению перепада давления между камерами на поршне 6. При достижении перепада давления достаточной величины (~ 0,4 кг/см) за счет ресивера 14 и калиброванных отверстий 7 подвижная система поршня 6 перемещается в крайнее нижнее положение. Поршень вместе со штоком 8 перемещается вниз и кольцевая проточка 9 в штоке 8 соединяясь с отверстием 19 образует выходную камеру. Газ из емкости аварийного запаса 18 через отверстие 17, кольцевую проточку 9 и отверстие 20 подается на гидробаллон закрытия 21, в котором создается давление для срабатывания запорного органа 22. Запорный орган 22 закрывается и перекрывает газопровод 16. При восстановлении рабочего давления газа в газопроводе после ликвидации разрыва поршень 6 со штоком 8 автоматически возвращаются в исходное положение за счет того, что шток 8 выполнен ступенчато, а за счет разницы площадей гасятся технологические рабочие колебания давлений в газопроводе. Кроме того, шток 8 выполнен цельным, что позволяет производить точную центровку.

Автомат аварийного закрытия крана прошел испытания в Юргинском линейном производственном управлении ООО “Томсктрансгаз” и показал высокие эксплуатационные свойства. Устойчивую работу в рабочем режиме и надежность при аварийных ситуациях. После устранения порывов на газопроводе предлагаемый автомат не требует разборки узлов автомата, а в автоматическом режиме приводится в эксплуатационное состояние путем возвращения поршня 6 и штока 8 давлением газа во второй управляющей камере 12 в верхнее исходное положение. Таким образом, предлагаемый автомат аварийного закрытия крана по сравнению с прототипом имеет более простую конструкцию и высокую надежность, не требуется его разборка для настройки. Автомат промышленно применим и прост в изготовлении.

Формула изобретения

Автомат аварийного закрытия крана на магистральных газопроводах, содержащий распределитель с установленным в его корпусе золотником в виде поршня, первой и второй управляющими камерами, соединенными с газопроводом, в котором установлен запорный орган, связанный с гидроприводом, отличающийся тем, что поршень установлен в корпусе между первой и второй управляющими камерами и закреплен на ступенчатом штоке с кольцевой проточкой, длина которой равна расстоянию между отверстием в корпусе, соединяющемся с емкостью для аварийного запаса газа, и отверстием в корпусе, соединяющемся с гидробаллоном закрытия крана, связанного с запорным органом на газопроводе, при этом первая управляющая камера расположена под нижним торцом крышки, а вторая управляющая камера под поршнем, а в верхней части корпуса установлен защитный колпак, на котором расположен взрывозащитный выключатель.

РИСУНКИРисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области водоснабжения для автоматического слива жидкости в трубопроводах, в качестве защиты башни от замерзания в ней воды, предпочтительно в водозаборных скважинах сельского хозяйства

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано при транспортировке газов по магистральным газопроводам

Изобретение относится к средствам автоматизации и регулировки технологическими параметрами жидкости или газа и может быть использовано в системах газоснабжения и других технологических трубопроводах, в том числе и магистральных

Изобретение относится к технике автоматического управления и регулирования технологическими процессами, может быть использовано на газоконденсатных и газовых месторождениях для автоматической отсечки шлейфа газовой скважины при аварийном падении давления в нем

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в газовой промышленности при транспортировке газа по трубопроводам

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано при транспортировке газа по трубопроводам

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано при транспортировке газов по трубопроводам

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для газовой промышленности и предназначено для автоматической отсечки шлейфа газовой скважины при аварийном повышении или падении давления в нем

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к устройствам для аварийного перекрытия потока рабочей среды, являющейся одним из компонентов, участвующих в реакции горения, в зону пожара

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования на скважинных газоконденсатных месторождениях для автоматического перекрытия трубопровода высокого давления при аварийном положении давления в нем

Изобретение относится к арматурным средствам безопасности энергетических установок и предназначено для использования в трубопроводных системах для предотвращения нештатных ситуаций, связанных с аварийной сменой направления течения рабочей среды. Затвор обратный поворотный содержит корпус с крышкой и установленные внутри корпуса поворотную тарель с седлом и проходящий через крышку шток. Шток шарнирно соединен с тарелью. Затвор снабжен пневматическим приводом штока для закрывания тарели и пружинным приводом штока для ее пассивного открывания. Затвор снабжен управляющей системой, активирующей пневматический привод, когда давление среды внутри затвора достигает заданного значения закрытия, и деактивирующей пневматический привод, когда давление среды внутри затвора достигает заданного давления открытия. Изобретение направлено на расширение области возможного применения затвора обратного, а также на улучшение технико-экономических характеристик за счет повышения уровня безопасности, надежности и увеличения срока эксплуатации. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для обслуживания в аварийных режимах систем и агрегатов большой единичной мощности с высокими энергетическими параметрами. Профилирование проточной части предохранительного устройства выполнено по форме сопла. Во входном патрубке 2 выполнена суживающаяся часть сопла. В выходном патрубке 3 выполнена расширяющаяся часть сопла. В шаровой пробке 4 выполнено минимальное сечение сопла диаметром, равным расчетному диаметру проходного сечения крана. Возвратное устройство объединено с поршневым приводом в одном силовом цилиндре 7 двухстороннего действия. Рабочая полость 8 привода и рабочая полость 9 возвратного устройства сообщены между собой через сквозной канал 12 в дифференциальном поршне 6 и соединены со сбросом через импульсный предохранительный клапан 14. Изобретение направлено на повышение эффективности защиты охраняемого объекта. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Клапан // 2591382
Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально открытым клапанам, и предназначено для закрытия доступа рабочего тела из одной магистрали в другую. Клапан содержит корпус с патрубками входа и выхода, полость с перекрывной пробкой. В корпусе выполнена бобышка с проточкой. Со стороны входа корпуса выполнен жиклер с сужающейся и расширяющейся полостями. По оси входа корпуса выполнены две проточки. В проточки корпуса установлена подпружиненная ступенчатая пробка с поршнем. В корпусе выполнены каналы, соединяющие входную полость до жиклера и надпоршневую полость ступенчатой пробки с поршнем клапана через проточку бобышки. Перпендикулярно оси жиклера выполнена бобышка со ступенчатыми проточками, в которые установлен подпружиненный дросселирующий шток с поршнем. Упомянутый поршень взаимодействует наружными поверхностями с внутренними поверхностями ступенчатых проточек бобышки. Со стороны входа клапана выполнен канал, соединяющий входную полость клапана с надпоршневой полостью дросселирующего штока с поршнем. Изобретение направлено на упрощение конструкции клапана и на снижение его массы за счет использования давления рабочего тела для привода клапана без электрической команды управления на привод клапана. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования при транспортировке газов по магистральным газопроводам. Автомат аварийного закрытия крана магистрального газопровода содержит две соединенные с газопроводом управляющие камеры, сообщающиеся между собой через калиброванные отверстия. Соединенная с гидроприводом запорного органа газопровода выходная камера разделена на две полости разрывной мембраной. Имеются балластная и аварийная емкости, соединенные с газопроводом через обратные клапаны. Подвижный шток с конусообразной головкой расположен вблизи мембраны. Управляющие камеры разделены первым сильфоном, размещенным соосно внутри цилиндрического корпуса и жестко закрепленным на его нижней крышке. Верхний свободный конец сильфона герметично закрыт пластиной с калиброванными отверстиями и с закрепленным на ней центральным штоком с возможностью его осевого перемещения при продольной деформации сильфона. Центральная часть штока закреплена на пластине, герметично закрывающей нижний свободный конец второго сильфона, жестко закрепленного на перегородке с центральным отверстием, установленной в корпусе. Средние диаметры первого D1 и второго D2 сильфонов находятся в определенном неравенстве. Суммарная площадь сечения калиброванных отверстий определяется алгебраическим соотношением. Изобретение направлено на повышение надежности работы автомата и долгосрочности его эксплуатации. 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в газовой промышленности при транспортировке газов по магистральным газопроводам для автоматического перекрытия газопровода в случае возможных разрывов и утечек газа. Автомат содержит систему управления краном, включающую пневмогидропривод, манометр и помещенный в корпус пневмоцилиндр с чувствительным элементом, элементом перепускания газа и дроссельным узлом. Пневмоцилиндр выполнен в виде поршня с кольцевой проточкой и разделен внутри на две рабочие полости. Одна полость пневмоцилиндра сообщена с газопроводом, а вторая - с полостью сравнения давлений, сформированной внутри монолитного металлического корпуса, в который помещен пневмоцилиндр. Элемент перепускания газа выполнен в виде единого центрального сквозного отверстия поршня, в котором со стороны полости, сообщающейся с газопроводом, установлен во втулке дроссельный узел. Последний выполнен в виде последовательно соосно установленных двух дросселей, один из которых выполнен по типу дросселя постоянного сечения и обращен к наружному концу поршня, а второй - щелевой конический дроссель. Изобретение направлено на повышение надежности за счет исключения ложного срабатывания устройства при упрощении конструкции и уменьшении габаритов и массы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидравлике, в частности к устройствам для плавного изменения нагрузки гидравлических систем, и может быть использовано в системах водоснабжения и/или отопления, а также в других областях техники. Гидромеханическое устройство для плавной нагрузки гидравлической системы содержит корпус, пружину, снабжено поршнем, патрубком и резиновыми кольцами. В корпусе установлен поршень, к которому прикреплена пружина. Уплотнение поршня в корпусе обеспечивается резиновыми кольцами. Под действием давления воды в сети и пружины поршень перемещается в корпусе с возможностью открытия и закрытия протока воды и сброса излишнего давления воды в сети. Изобретение направлено на повышение эффективности гидромеханического устройства для плавной нагрузки гидравлической системы, путем гашения гидроудара и сброса воды при повышенном давлении. 3 ил.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве предохранительного клапана периодического действия, допускающего многократные срабатывания, в атомной энергетике, химической промышленности, энергетического комплекса. Предохранительный клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками, сильфон, герметично соединенный с корпусом и подвижным элементом, фиксирующий механизм, содержащий нагруженный пружиной сепаратор с цилиндрическими фиксаторами. Фиксирующий механизм снабжен дополнительной пружиной 10, размещенной во внутренней полости подвижного элемента 11, выполненного в виде стакана, взаимодействующего с цилиндрическими фиксаторами 8, и опоры 14 со штоком 15, снабженным головкой 16, связанным с узлом уплотнения, состоящим из золотника 5, имеющего внутреннюю проточку, и уплотнительного седла 6 на выходном патрубке 3. Головка размещена 16 штока 15 в проточке золотника 5. Изобретение направлено на расширение эксплуатационных возможностей предохранительного клапана и на повышение надежности его работы при эксплуатации за счет обеспечения герметичности затвора после многократных срабатываний. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх