PL177050B1 - Amortyzator dla przewodów cieczowych - Google Patents

Abstract

1. Amortyzator dla przewodów cie- czowych, zawierajacy zamkniety zbiornik cieczy czesciowo wypelniony gazem oraz rure laczaca polaczona z przewodem, zna- mienny tym, ze na rurze laczacej (11) jest zamontowany zawór zwrotny, który zawiera glowice zaworu (17), o mniejszym przekro- ju poprzecznym niz przekrój poprzeczny rury laczacej (11) oraz pret (16), na któ- rym jest zamontowana ruchomo glowica zaworu (17) pomiedzy polozeniem pier- wszym, w którym znajduje sie poza zbior- nikiem cieczy (10) a polozeniem drugim, w którym znajduje sie w zbiorniku cieczy (10). FIG . 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest amortyzator dla przewodów cieczowych.

W większości przewodów, przez które przepływają ciecze, podczas szybkiego dławienia albo zamykania przepływu cieczy pojawia się uderzenie hydrauliczne. W przypadku dużych ilości cieczy przepływającej przez przewód o stosunkowo małej średnicy, uderzenia te mogą być tak silne, że przerywają przewód. Z tego powodu próbuje się, jeśli jest to możliwe, całkowicie unikać uderzeń poprzez wolne dławienie albo zamykanie.

Ponieważ nie zawsze jest możliwe przeprowadzenie takiego wolnego dławienia albo zamykania, dostępne są różne urządzenia amortyzujące, połączone z przewodem, przez który przepływa ciecz. Urządzenia te zawierają pewien rodzaj elementu sprężystego, który, w przypadku uderzenia w przewodzie, dzięki swojej sprężystości tłumi siłę uderzenia.

Tym elementem sprężystym może być, na przykład, sprężyna naciskowa, która uruchamia tłok, który jest ruchomo umieszczony w cylindrze połączonym z przewodem, ściśliwa, wypełniona gazem wkładka gumowa, umieszczona w takim cyllndrze, albo, w najprostszej postaci, pewna ilość gazu, który jest utrzymywany w takim cylindrze, i który jest sprężany przez ciecz przepływającą przez przewód.

Wspomniany powyżej układ tłoka posiada taką wadę, że wytwarzanie cylindra z zamontowanym w nim ruchomo i szczelnie tłokiem jest stosunkowo kosztowne, zaś sprawdzenie układu jest kosztowne. Układ zawierający wkładkę ściśliwą z, na przykład, gumy, posiada tę wadę, materiałwkładki może wejśćw reakcję z różnymi cieczami, lub też wkładka może zostać przedziurawiona i w rezultacie przestać spełniać swoją funkcję. Te dwie wady sprawiają, że konieczne jest częste sprawdzanie działania wkładki ściśliwej, czego wynikiem są zwiększone koszty eksploatacyjne i stosunkowo długie przestoje.

Także w opisanym powyżej prostym rozwiązaniu okazało się, że, zwłaszcza podczas przesyłania przez przewody produktów ropopochodnych, istnieje taka tendencja, że w miarę upływu czasu ubywa gazu utrzymywanego w zbiorniku cieczy albo cylindrze, co jest między innymi związane z powstawaniem piany. Z tego powodu względnie często musi być dostarczana dodatkowa ilość gazu, co nie jest jednak bardzo skutecznym rozwiązaniem, zwłaszcza dla rozległych systemów rurowociągowych z wieloma amortyzatorami.

Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 774 381 zawór zwrotny, który jest zamontowany na rurze łączącej połączonej z przewodem cieczowym. Zawór ten pozwala jedynie na ograniczony przepływ cieczy do zbiornika. Urządzenie to może być montowane tylko na takich przewodach cieczowych, na których występuje niewielkie uderzenie hydrauliczne, takie jak uderzenia powstałe na skutek ruchu tłoka rn 050 w pompie. Natomiast nie może być montowane na przewodach, w których powstałe uderzenie pochodzi od zamknięcia lub otwarcia przepływu cieczy.

Celem wynalazku jest amortyzator dla przewodów cieczowych.

Amortyzator na przewodzie cieczowym zawierający zamknięty zbiornik cieczy częściowo wypełniony gazem oraz rurę łączącą połączoną z przewodem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na rurze łączącej jest zamontowany zawór zwrotny, który zawiera głowicę zaworu, o mniejszym przekroju poprzecznym niż przekrój poprzeczny rury łączącej oraz pręt, na którym jest zamontowana ruchomo głowica zaworu pomiędzy położeniem pierwszym, w którym znajduje się poza zbiornikiem cieczy a położeniem drugim, w którym znajduje się w zbiorniku cieczy.

Korzystnie umocowana na pręcie głowica zaworu jest umieszczona pomiędzy sprężynami przesuwającymi ją z dociskiem w kierunku położenia pierwszego.

Amortyzator według wynalazku nie wymaga częstego sprawdzania działania ani też dodatkowego dostarczania gazu. Zawór zwrotny przepuszcza swobodnie ciecz w kierunku do przodu do zbiornika, a w kierunku do tyłu wpływa zdławiony strumień cieczy ze zbiornika do przewodu.

Różne eksperymenty wykonywane przez zgłaszającego pokazały, że dławienie przepływu cieczy ze zbiornika do przewodu dostarczane za pomocą amortyzatora według wynalazku oznacza, że bąbelki gazu, które podczas pochłaniania uderzenia są porywane przez ciecz, mają czas na opuszczenie cieczy, zanim wpłynie ona z powrotem ze zbiornika cieczy do przewodu. Zwłaszcza w przypadku handlu materiałami ropopochodnymi, w którym oleje ciężkie są często transportowane pod wysokim ciśnieniem w długich rurociągach, we wspomnianych powyżej eksperymentach amortyzator według wynalazku okazał się działać bez zakłóceń.

Dzięki temu, że głowica zaworu posiada mniejszy obszar przekroju niż rura łącząca nie istnieje ryzyko, że głowica zaworu zwrotnego pęknie przy zetknięciu się z gniazdem zaworu. W praktyce, dzięki temu, kontrole działania zaworu zwrotnego nie są konieczne.

Poprzez ruchome umieszczenie głowicy zaworu na pręcie, ułatwiony jest montaż i, jeśli jest wymagana, wymiana głowicy zaworu, ponieważ jest ona łatwo dostępna poprzez rurę łączącą.

Dzięki temu, że głowica zaworu jest dociskana w kierunku swego pierwszego położenia nie może ona uderzyć w żaden nieruchomy występ, który mógłby uszkodzić głowicę zaworu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został uwidoczniony na rysunku, na. którym fig. 1 przedstawia schemat systemu rurociągowego z amortyzatorem w widoku perspektywicznym; fig. 2 - amortyzator w pierwszym położeniu pracy w częściowym przekroju poprzecznym oraz fig. 3 - amortyzator w drugim położeniu pracy w częściowym przekroju poprzecznym.

Amortyzator przedstawiony na rysunku jest przeznaczony do użytku w systemie rurociągowym w porcie przeładunkowym ropy. System rurociągowy zawiera zbiornik ropy 1, z którego rura 2 prowadzi do pompy 3. Pompa 3 spręża ropę wychodzącą ze zbiornika ropy 1 i dostarczają przewodem ciśnieniowym 4 aż do zaworów odcinających 5. Do zaworów odcinających 5 są podłączone elastyczne przewody 6, które można łączyć ze zbiornikami 7 umieszczonymi na ciężarówkach.

Z powodu kosztów, próbuje się zredukować, tak bardzo jak to jest możliwe, czas potrzebny do wykonania operacji napełniania. Dlatego ropa jest pompowana pod wysokim ciśnieniem, co powoduje potężne uderzenie, to znaczy nagły wzrost ciśnienia w przewodzie ciśnieniowym 4, kiedy przepływ ropy jest szybko zamykany za pomocą zaworu odcinającego 5 w momencie przerwania napełniania ciężarówki ze zbiornikiem 7. Uderzenie zależy od bezwładności ropy przepływającej przez przewód ciśnieniowy 4.

W celu zamortyzowania uderzenia, na końcu każdego przewodu ciśnieniowego 4 jest umieszczony amortyzator 10 według wynalazku. Zostanie on opisany bardziej szczegółowo poniżej, w oparciu o fig. 2 i 3.

177 050

Amortyzator według wynalazku zawiera zbiornik zamknięty 10, który jest korzystnie wykonany ze stali nierdzewnej i wyposażony na spodzie w rurę łączącą 11. Za pomocą rury łączącej 11, która poniżej posiada kołnierz rurowy 12, zbiornik cieczy 10 może być w łatwy sposób sztywno połączony, za pomocą śrub 13, z przewodem ciśnieniowym 4, który posiada rurę odgałęźną 8 i umieszczony na niej kołnierz rurowy 9.

W przedstawionym przykładzie wykonania, rura łącząca 11 wystaje ze zbiornika cieczy 10, a jej fragment znajdujący się w zbiorniku 10 posiada przeciwległe, pionowe szczeliny 14, przez które rura łącząca 11 jest połączona ze zbiornikiem cieczy 10. Od góry rura łącząca 11 jest zamknięta wiekiem 15, które jest do niej przyspawane.

W części centralnej wieko końcowe 15 posiada zagłębienie, w którym jest umocowany pionowy pręt 16. Pręt 16 jest umieszczony w całej rurze łączącej 11 a na dole posiada gwint zewnętrzny.

Pręt 16 podtrzymuje przemieszczaną głowicę zaworu 17, która posiada mniejszą powierzchnię w przekroju poprzecznym niż rura łącząca 11 tworząc razem z nią kołową, pierścieniową szczelinę 18.

Głowica zaworu 17 jest zamontowana pomiędzy górną, spiralną sprężyną 19, a dolną spiralną sprężyną 20. Górna spiralna sprężyna 19, tak samo jak głowica zaworu 17 jest zamontowana na pręcie 16 i jest połączona ze spodem wieka 15 rury łączącej 11 oraz górną stroną głowicy zaworu 17. Dolna, spiralna sprężyna 20, także jest zamontowana na pręcie 16 i jest połączona ze spodem głowicy zaworu 17 oraz górną stroną nakrętki blokującej 21, która jest nakręcona na pręt 16 od spodu. Kiedy nie ma różnicy ciśnienia po obu stronach głowicy zaworu 17, to za pomocą dwóch sprężyn 19, 20 głowica zaworu 17 zostaje umieszczona w położeniu pokazanym na fig. 2, w przybliżeniu na ' poziomie dna zbiornika cieczy 10.

Kiedy sprężona ropa przepływa przez przewód ciśnieniowy 4, część tej ropy jest także sprężana w rurze odgałęźnej 8 i rurze łączącej 11 do zbiornika cieczy 10. Następnie gaz znajdujący się na górze zbiornika cieczy 10 jest sprężany. Jeśli jest to konieczne, gaz może być dostarczany przez rurę zasilającą gazu 22 i kurek gazowy 23. Ciśnienie w zbiorniku cieczy 10 może być kontrolowane za pomocą manometru 24.

Na fig. 2 zaznaczono poziom cieczy 25, przy którym po obu stronach głowicy zaworu 17 panuje równowaga ciśnienia.

W przypadku nagłego wzrostu ciśnienia w przewodzie ciśnieniowym 4, w którym to przypadku głowica zaworu 17 jest przemieszczana przez strumień ropy do góry, do położenia pokazanego na fig. 3, do zbiornika cieczy 10 przez dwie szczeliny 14 wpływa szybko dodatkowa ilość ropy. Jak to wynika z fig. 3, poziom 25 ropy w zbiorniku cieczy 10 wzrasta następnie do poziomu wyższego niż w przypadku równowagi ciśnienia, a gaz jest dalej sprężany. Kiedy tylko uderzenie uruchamiające stopniowo zaniknie, sprężony gaz zaczyna znowu wyciskać ropę ze zbiornika cieczy 10. Następnie głowica zaworu 17 szybko- powraca do położenia pokazanego na fig. 2, ewentualnie po kilku wahaniach, dobrze tłumionych przez dwie sprężyny 19 i 20. Ropa powracająca do przewodu ciśnieniowego 4 musi teraz przejść przez wąską pierścieniową szczelinę 18 pomiędzy głowicą zaworu 17 i wewnętrzną ścianą rury łączącej 11. Tak więc przepływ powracający jest tłumiony, a gaz, który mógł zostać zmieszany z ropą podczas uderzenia, ma czas na wypełnienie znowu zbiornika cieczy 10 i w rezultacie w nim pozostaje.

Podczas eksperymentów okazało się, że amortyzator według wynalazku działa dobrze dla różnych produktów cieczowych. Jednak jest on szczególnie odpowiedni przy takich produktach cieczowych, które mają tendencje do wytwarzania piany, to znaczy, na przykład, przy produktach ropopochodnych, takich jak olej napędowy i olej opałowy.

rn 050

177 050

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Amortyzator dla przewodów cieczowych, zawierający zamknięty zbiornik cieczy częściowo wypełniony gazem oraz rurę łączącą - połączoną z przewodem, znamienny tym, że na rurze łączącej (11) jest zamontowany zawór zwrotny, który zawiera głowicę zaworu (17), o mniejszym przekroju poprzecznym niż przekrój poprzeczny rury łączącej (11) oraz pręt (16), na którym jest zamontowana ruchomo głowica zaworu (17) pomiędzy położeniem pierwszym, w którym znajduje się poza zbiornikiem cieczy (10) a położeniem drugim, w którym znajduje się w zbiorniku cieczy (10).
2. 2. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że umocowana na pręcie (16) głowica zaworu (17) jest umieszczona pomiędzy sprężynami (19, 20) przesuwającymi ją z dociskiem w kierunku położenia pierwszego.