Привод запорной трубопроводной арматуры

Изобретение относится к приводам запорной трубопроводной арматуры нефтяной и газовой промышленности, системам транспортирования жидкостей и газа и может быть применено в системах управления движением флюида в фонтанной арматуре, в том числе и при глубоководной добыче в открытом море, для открытия и закрытия продуктовых трубопроводов под высоким давлением. Привод запорной трубопроводной арматуры содержит шток, связанный с затвором, и сильфонную сборку, один торец которой жестко закреплен в корпусе. Второй торец сборки закрыт подвижной опорой, в которую с внутренней стороны опирается шток затвора, причем внешняя полость сборки в корпусе связана с управляющим давлением, а внутренняя – заполнена газовой смесью под давлением с возможностью ее сжатия в процессе открытия арматуры и обеспечения открытия после снятия управляющего давления. Привод обеспечивает надежную работу сильфонной трубопроводной арматуры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к приводам запорной трубопроводной арматуры нефтяной и газовой промышленности, системам транспортирования жидкостей и газа и может быть применено в системах управления движением флюида в фонтанной арматуре в том числе и при глубоководной добычи в открытом море для открытия и закрытия продуктовых трубопроводов под высоким давлением.

В настоящее время существуют следующие типы приводов запорной трубопроводной арматуры, реализованные на применении механизмов с ручным, механическим, гидравлическим и электромеханическим приводами, которые обеспечивают работу запорной арматуры в различных условиях эксплуатации, в том числе и под водой.

В практике глубоководной добычи флюида обычно применяется комбинированный тип привода, обеспечивающий управляемое открытие трубопроводной арматуры гидравлическим приводом, а при снятии управляющего давления или аварийном закрытии арматуры (шиберной задвижки), срабатывание на закрытие происходит накопленной энергии пружины, которое осуществляется в два этапа: в период предварительного сжатия в процессе сборки механизма привода и добавочное сжатие в период управляемого открывания шиберной задвижки, т.к. в осевом перемещении они движутся совместно. Также при отсутствии управляющего давления приводом открытия шибера можно управлять посредством механического воздействия от телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА) через механизм преобразования энергии вращения в поступательное, которое и осуществляет открытие задвижки в аварийном ситуации. Известными зарубежными производителями шиберных задвижек для глубоководной добычи флюида являются компании: Pacson Valves, Bel Valves и ATV

Наиболее близким отечественным техническим решением к заявляемому является задвижка по SU № 367307, кл. F 16 K 3/00, опубл.23.01.1973, привод которой содержит шток, связанный с затвором, и сильфонную сборку, один торец которой жестко закреплен в корпусе. Роль привода здесь выполняет конструкция «поршень-цилиндр».

В известных конструкциях шиберных задвижек для глубоводной добычи флюида выявлены следующие недостатки:

- в конструкции движущего поршня и штоков применяются дорогостоящие системы уплотнений, требующих механическую обработку с высокими требованиями сопрягаемых деталей,

- срабатывание на закрытие происходит с помощью накопленной энергии сжатой пружины, которая физически занимает большое пространство и ее производство достаточно уникальное и дорогое.

Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков. Технический результат заключается в повышение надежности работы трубопроводной арматуры, в частности шиберных задвижек. Создание сильфонных шиберных задвижек с применением системы сильфонных компенсаторов, обеспечивает надежную герметизацию и большой (около 1000 циклов) потенциал срабатываний привода, а также простоту в изготовлении и в процессе эксплуатации в системах управления транспортированием жидкостей и газа под высоким давлением (до 34,5 МПа), где нет возможности технического обслуживания оборудования.

Техническая проблема решается и технический результат достигается за счет того, что привод запорной трубопроводной арматуры содержит шток, связанный с затвором, и сильфонную сборку, один торец которой жестко закреплен в корпусе, при этом второй торец сборки герметично закрыт подвижной опорой, в которую с внутренней стороны опирается шток затвора, причем внешняя полость сборки в корпусе связана с управляющим давлением, а внутренняя – заполнена газовой смесью под давлением с возможностью ее сжатия в процессе открытия арматуры и обеспечения открытия после снятия управляющего давления. Подвижная опора с внешней стороны может быть кинематически связана с телеуправляемым необитаемым подводным аппаратом через интерфейс.

На Фиг.1 показан предлагаемый привод в положении «закрыто», на фиг. 2, то же, в положении «открыто».

Запорная трубопроводная арматура содержит корпус 1 с седлами 3 и затвор (шибер) 2. Привод включает в себя сильфонную сборку 15 и 16, один торец которой жестко закреплен патрубком 11 в корпусе 7, при этом второй торец сборки с патрубком 17 герметично закрыт подвижной опорой 19, в которую с одной стороны опирается направляющая труба 9, связанная со штоком 4. Другая сторона опоры кинематически связана через патрубок 20 с механизмом аварийного открывания. В созданное замкнутое пространство закачивается через газовый клапан 36 газовая смесь 37 под давлением (до 2-3 МПа). Для реализации гидравлического привода создаем замкнутое пространство (полость) 35 для гидравлической жидкости посредством трубы 38, которая с одной стороны соединена с неподвижным корпусом 7, а с другой стороны соединена с опорным фланцем 26. Созданное замкнутое пространство для гидравлической жидкости соединяется через гидравлический клапан 38 с корпусом 12 гидравлического компенсационного устройства и компенсатором 13, который компенсирует объемы гидравлической жидкости 34 в гидравлического приводе. В полости 33 находится газовая смесь под атмосферным давлением. Давление в полости 33 формируется через газовый клапан 32, а давление гидравлической жидкости в замкнутом пространстве (полости) 35 создается через гидравлический редуктор 24, которое определяется как необходимое давление из технической потребности на открытие шиберной задвижки определяется расчетом.

Для создания механизма аварийного открывания дистанционно управляемым ТНПА предусмотрена пара «винт-гайка» 23 и 21 соответственно, которая базируется на корпусе 25, который опирается на опорный фланец 26 и крепиться болтами 27 к корпусу рамы фонтанной арматуры 28. Также этими болтами крепится корпус 29 интерфейса, дистанционно управляемого ТНПА, который содержит патрубок 30 и ориентирующий фланец 31. Для передачи вращающего движения предусмотрен квадрат 40 на винте 23, который передает вращательное движение через пару «винт-гайка» 23 и 21 соответственно. Так как вращающийся винт 23 остается на своей позиции в осевом направлении, то гайка 21 движется поступательно относительно винта. Движение на открытие шиберной задвижки 2, возможно только после силового воздействия гайки 21 на торец подвижной опоры 19 в осевом направлении. Шпонка 22 обеспечивает опирание гайки на направляющий патрубок 20 и обеспечивает поступательное движение гайки 21 относительно винта 23. Шпоночный паз в направляющем патрубке 20 обеспечивает свободное перемещение всей шиберной задвижки при работе в автоматическом режиме.

Сильфонная шиберная задвижка работает следующим образом.

В исходном состоянии шибер 2 расположен в крайнем правом положении «закрыто», сильфоны10 и 16 в растянутом состоянии и направляющий патрубок 20 упирается в опорный фланец 26, также управляющее давление гидравлической жидкости 34 отсутствует. Продуктовый канал 39 перекрыт.

Работа на открытие шиберной задвижки. Во внешнюю полость 35 подается давление гидравлической жидкости через гидравлический редуктор 24, в результате чего повышается давление и создается рабочее усилие, действующее на подвижную опору 19. Далее усилие передается через направляющую трубу 9, шток4 к шиберу 2 и в результате приводит к открытию шиберной задвижки в крайнее левое положение «открыто». Шибер 2 упирается в корпус 1. В это же движение, параллельно происходит сжатие сильфонов 10 и 16 и сжатие замкнутой газовой смеси 37. В тоже время внешняя полость 35, заполненная гидравлической жидкостью, увеличивается в объеме и для его компенсации происходит перетечка гидравлической жидкости 34 из гидрокомпенсатора 12 и сильфона 13 через трубку 43 и клапан 42.

Работа на закрытие шиберной задвижки. Управляющее давление сбрасывается во внешней полости 35, далее начинает срабатывать сильфонный компенсатор 16, который был сжат на этапе открытия, под воздействием сжатой газовой смеси 37 создает усилие на подвижную опору 19, которое передается на направляющую трубу 9, шток 4 и шиберу 2, в результате приводит к закрытию шиберной задвижки в крайнее правое положение «закрыто», а направляющий патрубок 20 упирается в опорный фланец 26. В тоже время внешняя полость 35, заполненная гидравлической жидкостью, уменьшается в объеме и избыток гидравлической жидкости 34 перетекает из внешней полости 35 в гидрокомпенсаторе 12 в полость 34 и сильфон 13 через клапан 42 и трубку 43.

Работа шиберной задвижки, при аварийной ситуации, когда нет управляющего гидравлического давления, на открытие. В исходном состоянии шибер 2 расположен в крайнем правом положении «закрыто», сильфоны 10 и 16 в растянутом состоянии и направляющий патрубок 20 упирается в опорный фланец 26, также управляющее давление гидравлической жидкости 34 отсутствует. Гайка 21упирается в торец подвижной опоры 19.

Работа на открытие шиберной задвижки с помощью дистанционно управляемого ТНПА. ТНПА входит в контакт с интерфейсом фонтанной арматуры и получив команду на открытие шиберной задвижки, через квадрат 40 начинает вращать резьбовой винт 23 на такое количество витков, которое необходимо при данном шаге резьбы для осевого перемещения для открытия шиберной задвижки. Далее усилие передается через торец подвижной опоры19, направляющую трубу 9, шток 4 к шиберу 2 и в результате приводит к открытию шиберной задвижки в крайнее левое положение «открыто». Шибер 2 упирается в корпус 1. В это же движение, параллельно происходит сжатие сильфонов 10 и 16 и сжатие замкнутой газовой смеси 37. В то же время внешняя полость 35, заполненная гидравлической жидкостью, увеличивается в объеме и для компенсации разницы объема происходит перетечка гидравлической жидкости из полости гидрокомпенсатора 12 и сильфона 13 через клапан 42 во внешнюю полость 35.

Работа на закрытие шиберной задвижки с помощью дистанционно управляемого ТНПА, начинается после поступления команды на закрытие. ТНПА отрабатывает вращение резьбового винт 23 на такое количество витков, которое необходимо при данном шаге резьбы для осевого перемещения для закрытия шиберной задвижки или возврата в исходное положение. Далее начинает срабатывать сильфонный компенсатор 16, который был сжат на этапе открытия, под воздействием сжатой газовой смеси создает усилие на подвижную опору 19, которое передается на направляющую трубу 9, шток 4 и шиберу 2, в результате приводит к закрытию шиберной задвижки в крайнее правое положение «закрыто», а направляющий патрубок 20 упирается в опорный фланец 26.

В тоже время внешняя полость 35, заполненная гидравлической жидкостью, уменьшается в объеме и избыток гидравлической жидкости перетекает из внешней полости 35 в гидрокомпенсатор 12 в полость 34 и сильфон 13 через клапан 42 и трубку 43.

Сильфонная шиберная задвижка может встраиваться в трубопроводную систему непосредственно корпус 1 соединяется с ответными фланцами системы или с помощью приварных фланцев 41, может быть вварена в трубную систему.

1. Привод запорной трубопроводной арматуры, содержащий шток, связанный с затвором, и сильфонную сборку, один торец которой жестко закреплен в корпусе, отличающийся тем, что второй торец сборки закрыт подвижной опорой, в которую с внутренней стороны опирается шток затвора, причем внешняя полость сборки в корпусе связана с управляющим давлением, а внутренняя – заполнена газовой смесью под давлением с возможностью ее сжатия в процессе открытия арматуры и обеспечения открытия после снятия управляющего давления.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что подвижная опора с внешней стороны кинематически связана с телеуправляемым необитаемым подводным аппаратом через интерфейс.



 

Похожие патенты:

Задвижка шиберная содержит вал подачи, шибер, подшипниковый узел и пружину. Вал подачи закреплен от прямолинейных перемещений подшипниковым узлом.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано при изготовлении, эксплуатации и ремонте задвижек клиновых (ЗК), применяемых в качестве запорной арматуры рабочих сред с большим давлением и высокой температурой на трубопроводах технологических систем атомных станций (АС), атомных электростанций (АЭС), тепловых электростанций (ТЭС), а также в магистральных нефте- и газопроводах в системах нормальной эксплуатации и в системах важных для безопасности.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, и может быть использовано в качестве как запорного, так и регулирующего устройств в технологических трубопроводах различного назначения.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, и может быть использовано в качестве запорно-регулирующего устройства в напорных технологических трубопроводах.

Изобретение относится к запорной арматуре согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к опорам шпинделя. .

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия потоков пульпы в трубопроводах на предприятиях, например на обогатительных фабриках.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для надежного перекрытия трубопровода. .

Задвижка // 855306

Задвижка // 446699

Мембранный исполнительный привод (400) содержит: верхнее седло (416) пружины, прикрепленное к мембране (402) исполнительного привода, причем верхнее седло пружины выполнено с возможностью контакта с пружиной (418) и соединения со штоком (436), а мембрана выполнена с возможностью смещения штока за счет усилия, приложенного к мембране, при этом шток выполнен с возможностью управления гидравлическим клапаном; и орган (412) настройки, выполненный с возможностью регулировки величины усилия, приложенного пружиной к верхнему седлу пружины, и содержащий нижнее седло (414) пружины, при этом нижнее седло пружины выполнено с возможностью контакта пружины с торцом пружины, противоположным указанному верхнему седлу пружины; причем верхнее седло пружины имеет край (458) для ограничения диапазона движения верхнего седла пружины за счет контакта с кожухом исполнительного привода или нижним седлом пружины, при этом нижнее седло пружины имеет первую и вторую кольцевые вытачки с различными диаметрами, задающие первый ступенчатый профиль (445), а орган настройки имеет несущие поверхности (442, 444) с различными диаметрами, задающие второй ступенчатый профиль, входящий в контакт с первым ступенчатым профилем нижнего седла пружины.

Изобретение относится к регулировочному клапану для установки поперечного сечения потока в трубопроводе, прежде всего для высокодинамичной регулировки количества охлаждающего средства на участках охлаждения прокатных станов.

Предложен позиционер технологического клапана, содержащий электронный блок, имеющий электрический управляющий выход, и пневматический или гидравлический блок, содержащий предварительную ступень и выходную ступень, причем предварительная ступень выполнена с возможностью преобразования электрического управляющего сигнала с упомянутого выхода в начальное давление текучей среды, которое достаточно для управления выходной ступенью, при этом выходная ступень содержит узел клапана текучей среды для соединения с источником текучей среды под давлением для приложения к гидравлическому или пневматическому исполнительному механизму давления текучей среды исполнительного механизма, при этом узел клапана текучей среды содержит: корпус клапана, имеющий центральное отверстие по меньшей мере с одним подающим отверстием для приема порции текучей среды под давлением, по меньшей мере одно отверстие исполнительного механизма для приложения давления текучей среды исполнительного механизма к гидравлическому или пневматическому исполнительному механизму и по меньшей мере одно выпускное отверстие; шток, перемещаемый внутри упомянутого центрального отверстия в осевом направлении осевой начальной силой; диафрагму начального воздействия и поршень, расположенные на одном конце штока, обеспечивая осевую начальную силу в соответствии с начальным давлением текучей среды, воздействующим на диафрагму начального воздействия и поршень в камере начального давления; противодействующую диафрагму и противодействующий поршень, расположенные на противоположном конце штока, обеспечивая противодействующую силу, противоположную осевой начальной силе и соответствующую противодавлению текучей среды, воздействующему на противодействующую диафрагму в камере противодавления; по меньшей мере одну пару встречно действующих дозирующих кромок, функционально связанных друг с другом посредством штока, причем каждая дозирующая кромка каждой пары встречного действия содержит сопрягаемую посадочную поверхность на корпусе клапана или штока и кольцевую тарелку, опирающуюся посредством гибкого элемента на корпус клапана или шток таким образом, чтобы обеспечить относительное осевое движение кольцевой тарелки и поддерживающего корпуса клапана или штока также в закрытом состоянии соответственной дозирующей кромки, при этом каждая кольцевая тарелка сбалансирована по давлению, чтобы компенсировать силы давления текучей среды, прикладываемые к соответствующей кольцевой тарелке, и чтобы, таким образом, получить очень малую или нулевую результирующую силу давления текучей среды, воздействующую на соответствующую дозирующую кромку; путь ограниченного потока от входа подаваемого давления узла клапана к предварительной ступени для управления начальным давлением в камере начального давления и тем самым осевой начальной силой и дополнительный путь ограниченного потока от входа подаваемого давления узла клапана к камере противодавления.

Клапанное устройство для жидкостей, в частности для жидких полимерных компонентов одно- или многокомпонентных полимерных смесей, содержащее корпус (1) клапана с подводом (2) жидкости и дозирующим клапаном (3), имеющим выходное отверстие (5), запираемое запорным элементом (4), воздействующее на жидкость в подводе (2) устройство регулирования давления, которое содержит воздействующую на запорный элемент (4) управляющую мембрану (6) и запорную мембрану (7), которая отделяет устройство регулирования давления от подвода (2) жидкости, причем устройство регулирования давления содержит расположенное по меньшей мере частично в корпусе (1) клапана герметичное для текучей среды управляющее пространство (8) для по существу несжимаемой текучей среды, причем предусмотрено устройство создания давления, посредством которого управляющая мембрана (6) нагружается давлением через находящуюся в управляющем пространстве (8) несжимаемую текучую среду.

Устройство исполнительного привода содержит и исполнительный привод (312) и бугель (340). Исполнительный привод содержит верхний кожух (316) и нижний кожух (320), образующие полость (314) и исполнительное устройство (330), расположенное по меньшей мере частично внутри полости, разделяя полость на верхнюю камеру (332) и нижнюю камеру (334).

Изобретение относится преимущественно к автомобильной промышленности. Устройство (1) накачивания/спускания содержит: часть (2), оснащенную впускным отверстием (5) для впуска газообразной текучей среды под давлением и часть (6), во-первых, оснащенную отверстием (8) накачивания/спускания, предназначенным для связи с закрытой емкостью, и, во-вторых, выпускным отверстием (9), открывающимся между двумя частями (2, 6); систему (3, 10) управления клапанного элемента для операций накачивания/спускания per se.

Изобретение относится, в основном, к исполнительным приводам и, в особенности, к изолирующим втулкам исполнительного привода со встроенными уплотнениями. Уплотнительная сборка для исполнительного привода содержит изолирующую втулку (300), обладающую центральным отверстием (302) для размещения штока, кольцевой паз (310) на одном конце изолирующей втулки (300, 400), окружающий отверстие, которое вмещает гибкое кольцо (312) для образования уплотнения вокруг штока, удерживающие поверхности для хомута, окружающие кольцевой паз для удержания изолирующей втулки в хомуте; и приподнятый кольцевой элемент (318) на наружной поверхности изолирующей втулки (300) для формирования уплотнения вокруг отверстия хомута.

Изобретение относится к устройствам исполнительного привода для клапанов. Новизной изобретения является то, что бугель содержит первый внутренний канал, соединяющий вторую напорную камеру с атмосферой, и второй внутренний канал, соединяющий первую напорную камеру с контроллером при помощи трубки, проходящей через отверстие в тарелке диафрагмы.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для расширения диапазона регулирования расхода жидкости или газа.Регулируемое дроссельное устройство имеет корпус (1) с кольцевой канавкой (9), в котором размещены направляющая решетка (5) и дросселирующий элемент, представляющий собой непроницаемую эластичную мембрану (4), закрепленную входным (2) и выходным (3) зажимными фланцами.

Изобретение относится к регуляторам, содержащим регулируемый-фиксируемый узел сброса давления. Технический результат заключается в обеспечении надежной фиксации регулируемого седла уравновешивающей пружины в положении штока привода.

Изобретение относится к технической области гидравлики. Гидравлический клапан с приводным устройством для управляющего поршня. Причем гидравлический клапан включает в себя корпус, управляющий поршень с площадью AK поперечного сечения, причем управляющий поршень может перемещаться в корпусе в осевом направлении, и благодаря перемещению управляющего поршня может устанавливаться расход рабочей жидкости. Клапан включает одно приводное устройство для перемещения управляющего поршня. Приводное устройство имеет жесткую на изгиб металлическую пластину. Внешняя область металлической пластины неподвижно закреплена в корпусе. Пьезоэлектрический исполнительный элемент, который может прогибать центральную область металлической пластины и наполненную во время эксплуатации рабочей жидкостью напорную камеру. Напорная камера ограничивается корпусом, металлической пластиной и управляющим поршнем. Металлическая пластина уплотняет напорную камеру, и напорная камера нагружает управляющий поршень. Площадь AP металлической пластины в пределах напорной камеры больше, чем площадь AK поперечного сечения управляющего поршня. Техническим результатом является создание гидравлического клапана, который подходит для использования в области среднего или высокого давления, а также может быстро реагировать. 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к приводам запорной трубопроводной арматуры нефтяной и газовой промышленности, системам транспортирования жидкостей и газа и может быть применено в системах управления движением флюида в фонтанной арматуре, в том числе и при глубоководной добыче в открытом море, для открытия и закрытия продуктовых трубопроводов под высоким давлением. Привод запорной трубопроводной арматуры содержит шток, связанный с затвором, и сильфонную сборку, один торец которой жестко закреплен в корпусе. Второй торец сборки закрыт подвижной опорой, в которую с внутренней стороны опирается шток затвора, причем внешняя полость сборки в корпусе связана с управляющим давлением, а внутренняя – заполнена газовой смесью под давлением с возможностью ее сжатия в процессе открытия арматуры и обеспечения открытия после снятия управляющего давления. Привод обеспечивает надежную работу сильфонной трубопроводной арматуры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх