DE2549367C3 - Vorrichtung zur Entlastung einer Rohrleitung für Flüssigkeiten von Druckstößen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlastung einer Rohrleitung für Flüssigkeiten von Druckstößen, mit einem an die Rohrleitung angeschlossenen Entlastungsventil, das durch eine Einrichtung sclJießbar ist, die durch ein unter dem in der Rohrleitung herrschenden Druck stehenden Druckgas belastbar ist, einem zum Teil mit der durch die Rohrleitung strömenden Flüssigkeit gefüllten Sperrbehälter, der einerseits mit der Rohrleitung, andererseits mit einem Speicherbehälter für das Druckgas in Verbindung steht

Aus der FR-PS 8 34 316 ist eine Vorrichtung zum Entlasten einer Rohrleitung von Druckstößen bekannt, wobei eine flexible Membran durch ein Druckgas gegen ein Ventil gedrückt wird. Die Rohrleitung steht über eine Leitung mit einem Behälter in Verbindung, der etwa zur Hälfte mit dem in der Rohrleitung strömenden Medium gefüllt ist Dieses Medium wirkt direkt auf die Druckgaspolster ein. Bei einem Druckstoß wird die flexible Membran vom Ventil abgehoben, wodurch der Druck des Druckgases steigt und die Flüssigkeit im Behälter durch den höheren Druck beaufschlagt wird.

Zwischen dem Druckgas und dem Medium in dem Behälter ist eine dünne Ölschicht vorgesehen, die jedoch nur dazu dient, daß sich das Druckgas nicht mit dem Medium im Behälter mischt Irgendeine Sperrfunktion übernimmt diese Ölschicht nicht

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Druckgas und die Rohrleitungsflüssigkeit vollständig voneinander getrennt bleiben.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in dem Speicherbehälter ein einen Teil seines Innenraumes einnehmender flexibler Balg angeordnet ist, der das Druckgas enthält und mit dem Entlastungsventil verbunden ist, daß ferner der restliche Teil des Innenraums des Speicherbehälters und der restliche Teil des Innenraums des Sperrbehälters sowie die Verbindungsleitung zwischen beiden mit einer inerten Sperrflüssigkeit gefüllt ist, und daß eine Trenneinrichtung zur Trennung der Rohrleitungsflüssigkeit und der Sperrflüssigkeit unter Druckausgleich im Sperrbehälter vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäßen Merkmale gewährleisten, daß das Entlastungsventil und die zugehörigen Leitungen nicht den korrodierenden Eigenschaften der durch die Rohrleitung strömenden Flüssigkeiten ausgesetzt sind.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig.l schematische eine erste Ausführungsform zeigt.

Fig 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Rohrleitung 10 zum Transportieren einer Flüssigkeit Es ist eine DfUckstößentlästUngseinrichtung 12 vorgesehen, durch die Druckstöße über ein Entlastungsventil 14 entlastet werden, das automatisch geöffnet wird, wenn der Rohrleitungsdruck den Steuerdruck in einer Steuerkammer' überschreitet. Das Ventil 14 hat ein zylindrisches Gehäuse 16, das zwischen zwei Verschlußplatten 18, beispielsweise mittels Anker^ schrauben 20, eingespannt ist Die Verschlußplatten sind ihrerseits mit beliebigen herkömmlichen Mitteln an

entsprechenden Flanschen 22 an einer Zweigleitung 23 derart befestigt, daß ein Eintrittsstutzen 24 direkt mit der Rohrieitung 10 in Verbindung steht und ein Austrittsstutzen 25 zu einem Vorratsbehälter gerichtet ist Innerhalb des Gehäuses 16 ist ein mit Schlitzen versehener Kern 26 angeordnet, der im Abstand voneinander je einen Kranz Eintrittsschlitze 28 und Austrittschlitze 30 an gegenüberliegenden Seiten einer dazwischenliegenden Trennwand 32 aufweist um eine zylindrische Dichtfläche 36 der Trennwand 32 herum ist ein flexibler, aufweitbarer Schlauch 34 aufgezogen und die Umfangsspannung des Schlauches 34 wird noch durch den Druck eines durch eine Leitung 40 in eine Steuerkammer 38 eingeführten Steuergases unterstützt Die Steuerkammer 38 bietet reichlich Raum für die Kompression des Steuergases, ohne daß dieses abgeführt werden muß, so daß das Entlastungsventil 14 sich schnell öffnet wenn der Rohrleitungsdruck, der die Innenseite des Schlauches 34 durch die eintrittsseitigen Schlitze 23 hindurch beaufschlagt den Steuerdruck >o überwindet

Im Betrieb befindet sich das Steuergas in der Steuerkammer 38 normalerweise unter einem Druck gleich dem des Mediums in der Rohrleitung 10, wodurch der Schlauch 34 seine dichtende Anlage an der r> zylindrischen Dichtfläche 36 der Trennwand 32 beibehält. Sollte jedoch der Rohrleitungsdruck den Druck in der Steuerkammer 38 um einen genügenden Betrag überschreiten, um die Umfangsspannung des Schlauches 34 zu überwinden, wird der Schlauch nach κι außen aufgeweitet und öffnet einen Strömungsweg durch die eintrittsseitigen Schlitze 28 auswärts, außen um die Trennwand 32 herum und durch die austrittsseitigen Schlitze 30 einwärts zum Austrittsstutzen 25, so daß ein Teil des Mediums, das dem Druckstoß ausgesetzt ist, r> in einen Vorratsbehälter abgeleitet wird, wodurch der Druck in der Rohrleitung 10 sinkt.

Das Medium in der Steuerkammer 38 ist ein Gas, das, da es korrpressibel ist, bei einem Druckstoß ein schnelles Ansprechen des Ventils 14 ermöglicht. Die w Gasquelle ist ein Speicherbehälter 42, in dem ein Gas in einem Balg 44 aus einem Elastomer enthalten ist, der mit seinem Rand 45 dicht mit der Leitung 40 verbunden ist. Die Außenfläche des Balges 44 ist einer unter Leitungsdrjck stehenden Sperrflüssijkeit 46 ausgesetzt, η die über eine Leitung 48, die mit der Rohrleitung 10 in Verbindung steht, in den Speicherbehälter 42 eingeführt wird. Infolgedessen ist der Steuerdruck des Gases in der Steuerkammer 38 des F.itlastungsventils 14 normalerweise gleich dem Druck in der Rohrleitung 10, und ·νι jegliche Veränderungen, die in der Leitung 48 auftreten, werden auf das im Balg 44 enthaltene Gas sowie auf die Leitung 40 übertragen, so daß der flexible Schlauch 34 auch bei Druckänderungen innerhalb eines vertretbaren Bereiches in dichtender Stellung gehalten wird. Bei Auftreten einer Strömung in der Leitung 48, die einen Druckstoß in der Rohrleitung 10 begleitet, wird jedoch der Druckaufbau in dem Speicherbehälter 42 durch eine Drossel 50, beispielsweise eine verstellbare Drossel, einen Kugelhähn öder ein Kegelventil 52 mit einer w) Handeinstelleinrichtung 54 verzögert

In der Leitung 48 ist ferner ein Sperrbehälter 56 eingebaut, in dem sich die inerte Sperrflüssigkeit 46 befindet, deres spezifisches Gewicht von dem des Rohöls öder des sonstigen durch die Rohrleitung 10 zu förderenden flüssigen Mediums 58 verschieden ist. Die inerte Sperrflüssigkeit 46 kann Wasser, Kerosin, Äthylenglycoi oder irgendeine andere Flüssigkeit sein, die schwerer ist als das Medium 58, und in diesem Fall befindet sie sich im unteren Teil des Sperrbehälters 53 und erstreckt sich durch die Leitung 48 in den Speicherbehälter 4Z Somit bildet die Sperrflüssigkeit 46 eine trennende Sperre zwischen der Rohrleitungsflüssigkeit 58 und dem elastomeren Balg 44 des Speicherbehälters.

Da die Sperrflüssigkeit 46 ein anderes spezifisches Gewicht als die Rohrieitungsflüssigkeit 58 hat, bilden diese Flüssigkeiten eine Trennfläche 60 innerhalb des Sperrbehälters 56, und die Sperrflüssigkeit 46 und die Rohrieitungsflüssigkeit 58 bilden, insbesondere wenn es sich um unvermischbare Flüssigkeiten handelt, getrennte Schichten aus. Die Verbindungsleitung 48 vom Sperrbehälter 56 zum Speicherbehälter 42 geht von demjenigen Niveau des Tanks aus, in dem die Sperrflüssigkeit enthalten ist. Bei der dargestellten Ausführungsform, bei der die Sperrflüssigkeit 46 ein höheres spezifisches Gewicht als die Rohrleitungsflüssigkeit 58 hat geht die Verbindungs.^.tung 48 zwischen dem Sperrbehälter und dem Speiche* behälter vom Boden des Sperrbehälters aus. In ähnlicher Weise geht eine Verbindungsleitung 64 zwischen dem Sperrhehälter and der Rohrleitung 10 vom obersten Teil des Sperrbi-iiälters 56 aus, und die Trennfläche 60 liegt zwischen den beiden Flüssigkeiten.

In der Zeichnung ist das ungefähre Niveau der Flüssigkeitstrennfläche bei normaler, halbgespannter Stellung des Balges 44 durch eine durchgehende Linie 60 angedeutet. Die obere unterbrochene Linie 60a stellt das Niveau der Trennfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten bei vollständig gespanntem Balg 44 dar, und die untere unterbrochene Linie 60ö veranschaulicht das Niveau der Flüssigkeitstrennfläche bei spannungslosem Balg 44. Auf einem Niveau des Sperrbehälters 56 unterhalb der Linie 60a ist ein Probeentnahmeventil 66 vorgesehen. Wenn nämlich bei vollständig gespanntem Balg 44 eine Probe entnommen wird und diese {'robe aus Sperrflüssigkeit besteht, so ist die Gewähr gegeben, daß in dem System eine ausreichende Menge der Sperrflüssigkeit 46 vorhanden ist. Zum Nachspeisen von Sperrflüssigkeit bei Bedarf ist ein Speiseanschluß 68 vorgesehen.

Obwohl die Sperrflüssigkeit 46 und die Rohrleitungsflüssigkeit 58 sich im allgemeinen in zwei getrennten Schichten befinden, stehen sie dennoch unter dem gleichen Druck. Somit wird jede Druckänderung in der Rohrleitung 10 durch die Sperrflüssigkeit 46 auf den Balg 44 des Speicherbehälters 42 übertragen, wodurch das Steuergas in der Steuerkammer 38 auf dem gewünschten Druck gehalten wird. Der Balg 44 ist jedoch von der Rohrleiiungsflüssigkeit 58 getrennt und l.oriodierende sowie etwaige andere schädliche Einwirkungen werden verhindert.

Eine /weite Ausführungsform zeigt F i g. 2. Die Druckstoßentlastungseinrichtung 12 stimmt mit der gemäß Fig. 1 einschließlich des Speicherbehälters 42 mit dem elastomeren Balg 44 und der Sperrflüssigkeit 46 überein. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch die Sperrflüssigkeit 46 dureh eine geeignete Membran 70 aus einem Elastomer in einem zweiten Speicherbehälter 72 von def Rohrleitnngsflüssigkeit 58 getrennt. Die Membran ist dicht nit der Wand der Leitung 48a verbunden, Somit wild die Außenseite der Membran 70 mit dem Rohrleitungsdruck beaufschlagt, und die Sperrflüssigkeit 46 wird auf dem Druck der Rohrieitungsflüssigkeit 58 gehalten, so daß der gleiche Druck auf das Gas im Balg 44 übertragen wird.

Die Vorrichtung gemäß Fig.2 arbeitet ähnlich der gemäß Fig. I₁ nur steht hier eine viel größere Anzahl von Flüssigkeiten als Sperrflüssigkeit zur Wahl. Wie bei dem Ausführüngsbeispiel gemäß Fig. 1 sollte die Flüssigkeil inert sein, wegen der räumlichen Trennung durch die Membran 70 besteht jedoch hier nicht mehr die Notwendigkeit, eine Flüssigkeil zu verwenden, deren spezifisches Gewicht von dem der Rohrleitungsflüssigkeit 58 verschieden ist,

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entlastung einer Rohrleitung für Flüssigkeiten von Druckstößen, mit einem an die Rohrleitung angeschlossenen Entlastungsventil, das durch eine Einrichtung schließbar ist, die durch ein unter dem in der Rohrleitung herrschenden Druck stehenden Druckgas belastbar ist, einem zum Teil m mit der durch die Rohrleitung strömenden Flüssigkeit gefüllten Sperrbehälter, der einerseits mit der Rohrleitung, andererseits mit einem Speicherbehälter für das Druckgas in Verbindung steht dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicherbehälter (42) ein einen Teil seines Innenraumes einnehmender flexibler Balg (44) angeordnet ist «ter das Druckgas enthält und mit dem Entlastungs-Ventil (14) verbunden ist daß ferner der restliche Teil lies Innenratims des Speicherbehälters (42) und der jn restliche Teil des Innenraumes des Sperrbehälters (56) sowie die Verbindungsleitung (48) zwischen beiden mit einer inerten Sperrflüssigkeit gefüllt ist Und daß eine Trenneinrichtung zur Trennung der Rohrleitungsflüssigkeit und der Sperrflüssigkeit Unter Druckausgleich im Sperröehälter (56) vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß in der Verbindungsleitung (48) twischen dem Sperrbehälter (56) und dem Speicher- jo behälter (42) eine Drossel (50,52) eingebaut ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungsflüssigkeit und die Sperrflüssigkeit unterschiec ehe Dichten haben Und die Trenneinrichtung durch eine Grenzfläche twischen den beiden Flüssigkeiten gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Sperrbehälter (56) Anschlüsse für die Verbindungsleitungen (64, 48) zwischen Sperrbehälter (56) und Rohrleitung (10) bzw. zwischen Sperrbehälter (56) Und Speicherbehälter (42) in unterschiedlicher Höht engeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrflüssigkeit eine höhere r> Dichte als die Rohrleitungsflüssigkeit hat und der Anschluß für die Verbindungsleitung (48) im Bodenbereich des Sperrbehälters (56) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden vi Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrflüssigkeit und die Rohrleitungsflüssigkeit im wesentlichen nicht mischbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekenn p.eichnet, daß die Trenneinrichtung aus einer ,1 flexiblen Membran (70) gebildet ist. die den ßperrbehälter (56) in zwei Kammern unterteilt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (70) in Form eines Balges ausgebildet ist, der dicht mit dem Anschluß der Verbindungsleitung (48) verbunden ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Sperrbehälter (56) zwischen den Anschlüssen der Vefbindungsleitungen (4(1 und 64) ein Probeentnahmeventil (66) angeordnet iiit

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sperrbehälter (56) in einer Höhe unterhalb des Probeenlnahmeventils (66) ein Speiseanschluß (68) für die Sperrflüssigkeit angeordnet ist.