Винахід відноситься до нафтогазової промисловості і призначене для використання на промислах і газорозподільних станціях в сепараторах. Клапан-відсікач містить корпус 1 з вхідними 2, вихідний 3 і торцевої 4 порожнинами, підпружинений в напрямку від сідла рухливий втулковий затвор 7, пружинну камеру 5 і взаємодіє з нею клапан управління 12. У торці рухомого втулкового затвора 7 виконаний штуцер 8. Вихідна порожнину 3 забезпечена отвором 11 для взаємодії з пружинної камерою 5 через клапан управління 12. Технічним результатом винаходу є досягнення можливості автоматичного спрацьовування при зміні середовища сжимаемой на нестисливої. 1 мул.
Малюнки до патенту РФ 2360172
Винахід відноситься до нафтогазової промисловості і може бути використано на промислах і газорозподільних станціях в сепараторах.
Відомий вібраційно-частотний перетворювач щільності газу (Плотніков В.М. Лата В.А. тетеревятников Л.Н. Прилади й засоби обліку природного газу і конденсату. 1989 р стор.104).
Перетворювач містить циліндричний чутливий елемент з електромагнітної котушкою і котушкою збудження і електронний блок. Частота механічних коливань циліндричного чутливого елемента залежить від щільності середовища, яка потрапляє в перетворювач щільності.
Даний перетворювач може бути встановлений на виході сепаратора для управління закриттям захисного клапана при попаданні рідини в вихідний трубопровід, але при цьому потрібно джерело електричної енергії. Крім того, перетворювач відрізняється складною конструкцією.
Найбільш близьким технічним рішенням є захисний клапан за патентом РФ № 2101596, кл. F16K 23/00 (Бюл. № 1 від 10.01.98). Він містить корпус з вхідний і вихідний порожнинами і втулковий затвор у вигляді поршня з сідлом, причому у вхідній порожнини є сопло з радіальними каналами в його найменшому прохідному перерізі.
Слід зазначити також, що між зовнішньою поверхнею сопла і торцем поршня утворена торцева порожнину, що взаємодіє з порожниною сопла, а зусилля пружини направлено від сідла. Необхідно звернути увагу і на те, що даний захисний клапан встановлюється в лінії скидання рідини з сепаратора і припиняє скидання після повного звільнення сепаратора від рідини.
Воно надійно захищає споживача рідких фракцій від попадання сжимаемой середовища (газу), але абсолютно не виконує зворотної функції - захисту від попадання рідкого середовища споживачам газу.
Метою винаходу є досягнення можливості автоматичного спрацьовування при зміні середовища сжимаемой на нестисливої.
Зазначена мета досягається тим, що в клапані-відсікач, що містить корпус з вхідний, вихідний і торцевої порожнинами, підпружинений в напрямку від сідла рухливий втулковий затвор, пружинну камеру і взаємодіє з нею клапан управління, в торці рухомого втулкового затвора виконаний штуцер, а вихідна порожнину забезпечена отвором для взаємодії з пружинної камерою через клапан управління.
Аналіз знайдених в результаті проведеного пошуку патентних, інформаційних та каталожних матеріалів по клапанам-відсікач по фондам обласної універсальної науково-технічної бібліотеки г.Саратова дозволяє зробити висновок, що пропоноване винахід не відомо з рівня техніки, тобто воно є новим. Крім того, цей пристрій не слід явно з рівня техніки, тобто має винахідницький рівень.
Пропонована конструкція клапана-відсікача викликана практикою експлуатації.
Завдяки конструктивним відмінностям, а саме виконання штуцера в торці рухомого подпружиненного втулкового затвора і забезпечення можливості взаємодії вихідний порожнини з пружинної камерою через клапан управління, досягається можливість автоматичного закриття клапана-відсікача при попаданні у вхідні порожнину рідкого середовища, наприклад, в разі, коли споживач отримує газ після сепаратора.
Пропоноване пристрій встановлюється не в лінії скидання рідини з сепаратора, а в основному трубопроводі на виході з сепаратора, за яким чистий газ подається споживачеві і захищає вихідний трубопровід від попадання рідини при переповненні сепаратора.
Отже, пропонована конструкція клапана-відсікача володіє промислової корисністю.
На кресленні представлений загальний вигляд пристрою в розрізі. Клапан-відсікач складається з корпусу 1 з вхідними 2, вихідний 3 і торцевої 4 порожнинами, пружинної камери 5 з отвором 6, рухомого втулкового затвора 7 з ущільненнями і штуцером 8 в торці, сідла 9, пружини 10, розташованої в пружинної камері 5 і взаємодіє з рухомим втулкові затвором, отвори 11 в вихідний порожнини 3 і клапана управління 12, що сполучається з пружинної камерою 5 і вихідний порожниною 3 клапана-відсікача відповідно через отвори 6 і 11,
Пропонований клапан-відсікач працює наступним чином.
Клапан-відсікач встановлюється на виході сепаратора, що відокремлює нафту (нестисливої середу) від газу (стислива середа). Газ по трубопроводу надходить через клапан-відсікач споживачеві, наприклад, на пальник підігрівача.
Пружина 10, впливаючи на рухомий втулковий затвор 7, переміщує його вліво, клапан-відсікач відкритий. При проходженні потоку газу через клапан-відсікач на штуцері 8 виникає перепад тиску, при цьому діаметр проходу штуцера вибирається таким, щоб при номінальній витраті перепад був недостатній для переміщення рухомого втулкового затвора 7 вправо до посадки його на сідло 9, тобто закриття. При переповненні сепаратора через клапан-відсікач починає проходити рідке середовище, наприклад вода, нафта або конденсат. У цьому випадку перепад тиску на штуцері 8 зростає в кілька разів. Під дією цього перепаду рухливий втулковий затвор 7 переміщається вправо і сідати на сідло 9, тобто клапан-відсікач закривається.
Відповідно до рівняння Бернуллі
де P1 - тиск до штуцера;
Р2 - тиск після штуцера;
перепад (втрати) тиску на штуцері;
v 1 - швидкість середовища до штуцера;
- коефіцієнт опору штуцера;
v2 - швидкість середовища після штуцера.
Тобто перепад залежить від щільності середовища і при зміні потоку газу на рідину перепад тиску зростає.
Клапан-відсікач буде спрацьовувати на закриття при швидкій зміні потоку газу на потік рідини, так щоб в момент зміни фаз у споживача збереглося протягом газу.
Таким чином, клапан-відсікач перешкоджає попаданню рідкого середовища (нафти, конденсату) до споживача газу.
У відкритому положенні пружинна камера 5 з'єднана через клапан управління 12 з вихідною порожниною 3. В результаті, коли при зміні фаз потоку газу на рідину клапан закривається, в пружинну камеру 5 подається низький тиск з вихідний порожнини 3 і клапан залишається закритим до тих пір, поки оператор не з'ясує причину закриття і не подасть команду на відкриття за допомогою клапана управління 12.
Для відкриття клапана-відсікача необхідно в пружинну камеру 5 за допомогою клапана управління 12 подати середу з тиском, рівним або більшим тиску на вході клапана-відсікача, при цьому пружинна камера 5 від'єднується від вихідний порожнини 3, а рухливий втулковий затвор 7 переміщається вліво, і клапан-відсікач відкривається.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Клапан-відсікач, що містить корпус з вхідний, вихідний і торцевої порожнинами, підпружинений в напрямку від сідла рухливий втулковий затвор, пружинну камеру і взаємодіє з нею клапан управління, що відрізняється тим, що в торці рухомого втулкового затвора виконаний штуцер, а вихідна порожнину забезпечена отвором для взаємодії із пружинним камерою через клапан управління.