Устройство для сглаживания волн давления в магистральном трубопроводе

Авторы патента:

Изобретение относится к области магистрального трубопроводного транспорта и может быть использовано для защиты насосных агрегатов магистрального трубопровода от воздействия недопустимого превышения давления перекачиваемой среды на участке трубопровода перед местом установки этих насосных агрегатов. Устройство содержит демпфирующую муфту с размещенными в ее внутренней полости оконечными частями симметрично расположенных относительно друг друга Z-образных подводящей и приемной компенсаторных вставок, регулятор давления, установленный в приемной компенсаторной вставке, сбросную трубу с обратным клапаном, присоединенную одним концом к демпфирующей муфте примерно на уровне места сопряжения оконечных частей подводящей и приемной компенсаторных вставок, а другим концом - к сбросному резервуару. Технический результат – повышение надежности устройства. 1 ил.

При рассмотрении технической литературы выявлен ряд технических решений, относящихся к указанной проблематике.

Известна система сглаживания волн давления, содержащая три клапана для сброса нефти из приемной линии насосной перекачивающей станции в случае быстрого нарастания давления, резервный клапан, разделительную емкость для разделения транспортируемой по нефтепроводу нефти и тосола, используемого для передачи давления нефти из приемной линии нефтеперекачивающей станции к элементам системы сглаживания волн давления, пневмогидравлические аккумуляторы, регулирующий клапан, выполненный с возможностью изменения его проходного сечения, для поддержания заданного значения скорости нарастания давления в приемной линии нефтеперекачивающей станции, блок манометров для заправки техническим азотом пневмогидравлических аккумуляторов, контроля давления газа в них и давления тосола в системе сглаживания волн давления, средства заправки тосолом для заполнения им рабочих объемов элементов системы сглаживания волн давления и проверки герметичности гидравлических магистралей (патент на полезную модель RU 1238847, кл. F16L 55/045, опубл. 10.01.2013 г., бюл. №1).

Недостатками данной системы являются:

сложность конструкции, заключающаяся в большом количестве составных элементов и сложных технологических связях между ними;

сложность обслуживания и ремонта составных элементов системы в процессе ее эксплуатации, в том числе - очистки их внутренних полостей, связанные с необходимостью их разборки.

Известно предохранительное устройство для гашения коротких импульсов гидравлического удара и пульсаций давления, содержащее камеру гашения сферической формы с внутренней перфорированной мембраной сферической формы и входной патрубок, размещенный с наиболее вероятного направления зарождения ударных волн и волн пульсаций давления, выходное сечение которого расположено в центре сферы, и обеспечивающее гашение коротких импульсов гидравлического удара и пульсаций давления приданием поверхности волнового фронта сферической формы и, соответственно, снижением плотности энергии ударной волны и волны пульсации давления по пути ее распространения, в то время как перфорированная мембрана препятствует формированию отраженной ударной волны вследствие потерь энергии при перетекании частиц жидкости в результате деформационного движения через отверстия в мембране (патент на изобретение RU 2623000, кл. F16L 55/045, опубл. 21.06.2017 г., бюл. №18).

Недостатками данного устройства являются:

ограниченные возможности по величине превышения давления в трубопроводе и продолжительности эффективного его сглаживания, затрудняющие применение указанного устройства на магистральных трубопроводах;

сложность очистки внутренней полости устройства в процессе его эксплуатации, связанная с необходимостью его отключения и разборки на период производства работ.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для гашения гидравлического удара, содержащее полый непроточный демпфирующий элемент, сообщенный с трубопроводом и выполненный в виде кожуха, внутри которого соосно последнему размещены перфорированный патрубок, соединенный с неперфорированным входным патрубком и выполненный с двойным выпуклым днищем с образованием между наружным и внутренним днищем полости, в которой размещен упругий элемент, и охватывающие его торообразные упругие элементы с различным модулем упругости, а между торообразными упругими элементами размещены дискообразные перегородки, в перфорированном патрубке соосно ему на штоке, закрепленном в двойном выпуклом дне перфорированного патрубка, установлена, по крайней мере, одна конусообразная перфорированная оболочка, обращенная вершиной в сторону входа в перфорированный патрубок (патент на изобретение RU 2360177, кл. F16L 55/045, опубл. 27.06.2009 г., бюл. №18).

Недостатками данного устройства являются:

сложность очистки внутренней полости устройства в процессе его эксплуатации, связанная с необходимостью его разборки.

Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем упрощения конструкции устройства для сглаживания волн давления в магистральном трубопроводе и обеспечении возможности очистки его внутренней полости без разборки его составных элементов.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности устройства для сглаживания волн давления в магистральном трубопроводе, технологичности и экономичности работ по его обслуживанию в процессе эксплуатации.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что, согласно изобретению, устройство для сглаживания волн давления в магистральном трубопроводе содержит демпфирующую муфту с размещенными в ее внутренней полости оконечными частями симметрично расположенных относительно друг друга Z-образных подводящей и приемной компенсаторных вставок, регулятор давления, установленный в приемной компенсаторной вставке, сбросную трубу с обратным клапаном, присоединенную одним концом к демпфирующей муфте примерно на уровне места сопряжения оконечных частей подводящей и приемной компенсаторных вставок, а другим концом - к сбросному резервуару, при этом один конец демпфирующей муфты жестко закреплен на оконечной части подводящей компенсаторной вставки, а к другому ее концу прикреплен сильфон, закрепленный со своей противоположной стороны на оконечной части приемной компенсаторной вставки, подводящая и приемная компенсаторные вставки жестко соединены с концами соответственно подводящего и приемного участков магистрального трубопровода.

Изобретение поясняется фиг. 1 со следующими обозначениями:

1 - подводящий участок магистрального трубопровода;

2 - приемный участок магистрального трубопровода;

3 - подводящая компенсаторная вставка;

4 - приемная компенсаторная вставка;

5 - демпфирующая муфта;

6 - сильфон;

7 - сбросная труба;

8 - регулятор давления;

9 - обратный клапан;

10 - сбросной резервуар.

Устройство для сглаживания волн давления в магистральном трубопроводе работает следующим образом.

Изготавливают подводящую 3 и приемную 4 компенсаторные вставки Z-образной формы. В приемную компенсаторную вставку 4 устанавливают регулятор давления 8, который настраивают на величину максимально допустимого рабочего давления на входе в насосный агрегат (не показан). Во внутреннюю полость демпфирующей муфты 5 помещают оконечные части подводящей 3 и приемной 4 компенсаторных вставок. Один конец демпфирующей муфты 5 жестко присоединяют к оконечной части подводящей компенсаторной вставки 3, а на другом ее конце закрепляют оконечную часть сильфона 6, противоположный конец которого закрепляют на оконечной части приемной компенсаторной вставки 4. К демпфирующей муфте 5 примерно на уровне места сопряжения оконечных частей подводящей 3 и приемной 4 компенсаторных вставок жестко присоединяют сбросную трубу 7, которую снабжают обратным клапаном 9, отрегулированным на заданную критичную величину превышения давления перекачиваемой среды. Подводящую 3 и приемную 4 компенсаторные вставки жестко присоединяют к концам соответственно подводящего 1 и приемного 2 участков магистрального трубопровода, а противоположный конец сбросной трубы 7 присоединяют к сбросному резервуару 10. При этом, за счет равнопроходного сечения подводящей 3 и приемной 4 компенсаторных вставок, подводящего 1 и приемного 2 участков магистрального трубопровода, обеспечивается возможность выполнять очистку внутренней полости устройства для сглаживания волн давления в магистральном трубопроводе без его разборки, в рамках работ по очистке внутренней полости магистрального трубопровода в целом.

После возникновения недопустимого превышения давления перекачиваемой среды в подводящем участке магистрального трубопровода 1 оно передается во внутреннюю полость подводящей компенсаторной вставки 3 и приемной компенсаторной вставки 4, и под его воздействием одновременно срабатывает регулятор давления 8, происходит осевое перемещение оконечной части приемной компенсаторной вставки 4 во внутренней полости демпфирующей муфты 5, растяжение сильфона 6 и срабатывание обратного клапана 9. Рабочая среда с избыточным давлением по сбросной трубе 7 поступает в сбросной резервуар 10. После достижения давления рабочей среды допустимого значения одновременно происходит закрытие обратного клапана 9, полное открытие проходного сечения регулятора давления 8, и рабочая среда через внутренние полости приемной компенсаторной вставки 4 и присоединенного к ней приемного участка магистрального трубопровода 2 поступает в насосный агрегат (не показан). При этом подводящая 3 и приемная 4 компенсаторные вставки за счет жесткости своих конструкций переводят свои оконечные части, размещенные во внутренней полости демпфирующей муфты 5, в исходное положение.

При каждом повторном недопустимом превышении давления перекачиваемой среды перечисленные процессы повторяются.

Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается упрощение конструктивного исполнения устройства для сглаживания волн давления в магистральном трубопроводе, повышение надежности защиты насосных агрегатов магистрального трубопровода от воздействия недопустимого превышения давления перекачиваемой среды, технологичности и экономичности работ по его обслуживанию в процессе эксплуатации.

Устройство для сглаживания волн давления в магистральном трубопроводе, содержащее демпфирующую муфту с размещенными в ее внутренней полости оконечными частями симметрично расположенных относительно друг друга Z-образных подводящей и приемной компенсаторных вставок, регулятор давления, установленный в приемной компенсаторной вставке, сбросную трубу с обратным клапаном, присоединенную одним концом к демпфирующей муфте примерно на уровне места сопряжения оконечных частей подводящей и приемной компенсаторных вставок, а другим концом - к сбросному резервуару, при этом один конец демпфирующей муфты жестко закреплен на оконечной части подводящей компенсаторной вставки, а к другому ее концу прикреплен сильфон, закрепленный со своей противоположной стороны на оконечной части приемной компенсаторной вставки, подводящая и приемная компенсаторные вставки жестко соединены с концами соответственно подводящего и приемного участков магистрального трубопровода.

Похожие патенты: