RU51426U1 - FLOW REGULATOR - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам регулирования расхода рабочего тела, которые могут быть использованы для регулирования расхода газа, нефти и других рабочих тел в магистралях подачи, в том числе в условиях, когда рабочее тело загрязнено и имеет в своем составе инородные включения, например, при подаче природного газа в магистрали потребителя из скважины. Предложен регулятор расхода, содержащий корпус, входной и выходной фланцы, седло, тарель, жестко связанную с первым и вторым поршнями, соединенными со штоком, взаимодействующим с приводом, защитные элементы между корпусом и поршнями, в котором что защитные элементы выполнены в виде эластичных втулок с коническими каналами, выполняющими роль обратных клапанов, а седло, тарель и втулка выполнены из керамики. Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить ресурс за счет увеличения износостойкости внутренних деталей регулятора, контактирующих с рабочим телом.The utility model relates to devices for regulating the flow of the working fluid, which can be used to control the flow of gas, oil and other working fluids in the supply lines, including when the working fluid is contaminated and has foreign inclusions, for example, when feeding natural gas in the consumer line from the well. A flow controller is proposed comprising a housing, input and output flanges, a saddle, a plate rigidly connected to the first and second pistons connected to a rod interacting with the actuator, protective elements between the housing and pistons, in which the protective elements are made in the form of elastic bushings with conical channels acting as check valves, and the seat, plate and sleeve are made of ceramic. The proposed technical solution allows to increase the resource by increasing the wear resistance of the internal parts of the regulator in contact with the working fluid.

Description

Полезная модель относится к устройствам регулирования расхода рабочего тела, которые могут быть использованы для регулирования расхода газа, нефти и других рабочих тел в магистралях подачи, в том числе в условиях, когда рабочее тело загрязнено и имеет в своем составе инородные включения, например, при подаче природного газа в магистрали потребителя из скважины.The utility model relates to devices for regulating the flow of the working fluid, which can be used to control the flow of gas, oil and other working fluids in the supply lines, including when the working fluid is contaminated and has foreign inclusions, for example, when feeding natural gas in the consumer line from the well.

Предложенное решение может быть широко использовано в любых отраслях техники, в частности, в нефтегазовой, добывающей, и перерабатывающей промышленностях, химической промышленности, машиностроении и т.п.The proposed solution can be widely used in any technical field, in particular, in the oil and gas, mining, and processing industries, chemical industry, mechanical engineering, etc.

Известен регулятор расхода, имеющий корпус с входным и выходным отверстием и главным каналом, регулировочным органом в виде головки и седла, седло при этом расположено в главном канале, а головка канала может поворачиваться вокруг оси, поперечной главному каналу, приводя поверхность головки канала в контакт с седлом [патент US №4265268, Мкл.: G 05 D, 7/01].A known flow controller having a housing with an inlet and outlet opening and a main channel, an adjusting body in the form of a head and a saddle, the saddle is located in the main channel, and the channel head can rotate around an axis transverse to the main channel, bringing the surface of the channel head into contact with saddle [US patent No. 4265268, Ml .: G 05 D, 7/01].

Известен также регулятор расхода с регулировочным органом в виде клапана, выполненного в виде пары седло - тарель, при этом в корпусе регулятора установлена перегородка, делящая его внутреннюю полость на входную и выходную, а шток седла связан с приводом [заявка JP №5757729, Мкл.: G 05 D, 7/01].Also known is a flow regulator with an adjusting body in the form of a valve made in the form of a saddle-plate pair, while a partition is installed in the regulator’s body dividing its internal cavity into the inlet and outlet, and the saddle stem is connected to the actuator [JP Application No. 5757729, Mcl. : G 05 D, 7/01].

Недостатки известных решений заключаются в том, что при эксплуатации загрязненных рабочих тел, например, природного газа, нефти, в упомянутых регуляторах отсутствует защита от попадания на направляющие поверхности инородных частиц, что приводит к эрозии этих поверхностей и, как следствие, уменьшает их ресурс работы и надежность.The disadvantages of the known solutions are that during the operation of contaminated working fluids, for example, natural gas, oil, in the said regulators there is no protection against foreign particles entering the guide surfaces, which leads to erosion of these surfaces and, as a result, reduces their working life and reliability.

Известно техническое решение по патенту РФ №2089934, Мкл.: G 05 D, 7/01, принятое за прототип.Known technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2089934, Mkl .: G 05 D, 7/01, taken as a prototype.

Регулятор по данному патенту содержит корпус с входным и выходным фланцами, входную и выходную полости, тарель, опирающуюся со стороны входной полости на первый поршень, а со стороны выходной полости - через втулку - на второй поршень, при этом поршни герметично и жестко закреплены на штоке, связанном с приводом; тарель взаимодействует с седлом, при этом между корпусом и поршнями установлены элементы защиты направляющих поверхностей поршней в виде лепестковых втулок, кольца и съемного фланца, загерметизированного в корпусе с помощью прокладки, а через эти лепестковые втулки подается ингибитор (в качестве защиты от возникновения гидратообразований на внутренних поверхностях регулятора).The regulator according to this patent contains a housing with inlet and outlet flanges, inlet and outlet cavities, a plate resting on the first piston from the inlet cavity and the second piston from the outlet cavity through the sleeve, the pistons being sealed and rigidly fixed to the rod associated with the drive; the plate interacts with the seat, while between the body and the pistons there are installed elements for protecting the piston guide surfaces in the form of flap bushings, a ring and a removable flange sealed in the housing with a gasket, and an inhibitor is supplied through these flap bushings (as protection against hydrate formation on internal regulator surfaces).

Недостатком данного технического решения является малая износостойкость поверхностей седла, тарели, втулки, лепестков защищающих втулок, выполненных из металла, от воздействия механических включений в протекающем через регулятор рабочем теле.The disadvantage of this technical solution is the low wear resistance of the surfaces of the saddle, plate, sleeve, petals of the protective sleeves made of metal from the effects of mechanical impurities in the working fluid flowing through the regulator.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение его ресурса за счет увеличения износостойкости внутренних деталей регулятора, контактирующих с рабочим телом.The objective of the proposed technical solution is to increase its resource by increasing the wear resistance of the internal parts of the regulator in contact with the working fluid.

Данная задача решается тем, что в регуляторе расхода, содержащем корпус, входной и выходной фланцы, седло, тарель, жестко связанную с первым и вторым поршнями, соединенными со штоком, взаимодействующим с приводом, защитные элементы между корпусом и первым поршнем выполнены в виде эластичных втулок с коническими каналами, выполняющими роль обратных клапанов, то есть способными пропускать ингибитор во внутреннюю полость регулятора и препятствовать выходу рабочей среды в подводящие ингибитор каналы, а седло, тарель и втулка выполнены из керамики.This problem is solved in that in the flow regulator containing the housing, inlet and outlet flanges, a saddle, a plate rigidly connected to the first and second pistons connected to a rod interacting with the actuator, the protective elements between the housing and the first piston are made in the form of elastic bushings with conical channels acting as check valves, that is, capable of passing the inhibitor into the internal cavity of the regulator and preventing the medium from flowing out into the channels supplying the inhibitor, and the saddle, plate and sleeve are made of core Amiki.

На Фиг.1 изображена схема регулятора расхода. На Фиг.2 изображен вид А.Figure 1 shows a diagram of a flow controller. Figure 2 shows a view A.

1 - корпус;1 - housing;

2 - входной фланец;2 - inlet flange;

3 - выходной фланец;3 - output flange;

4 - перегородка;4 - a partition;

5 - гильза;5 - sleeve;

6 - керамическое седло;6 - ceramic saddle;

7 - втулка;7 - sleeve;

8 - съемный фланец;8 - removable flange;

9 - керамическая тарель;9 - ceramic plate;

10 - шток,10 - stock

11 - поршень;11 - a piston;

12 - поршень;12 - a piston;

13 - керамическая втулка;13 - ceramic sleeve;

14 - гайка;14 - a nut;

15 - шарнирное соединение;15 - swivel;

16 - привод;16 - drive;

17 - уплотнение;17 - a seal;

18 - уплотнение;18 - consolidation;

19 - эластичная втулка;19 - elastic sleeve;

20 - эластичная втулка;20 - elastic sleeve;

21 - конический канал;21 - conical channel;

22 - обратный клапан;22 - check valve;

23 - обратный клапан;23 - check valve;

24 - шарик;24 - a ball;

25 - пружины;25 - springs;

26 - фильтр;26 - filter;

27 - тройник;27 - tee;

28 - трубопровод;28 - pipeline;

29 - выходное отверстие подвода ингибитора;29 - an outlet for supplying an inhibitor;

30 - выходное отверстие подвода ингибитора;30 - an outlet for supplying an inhibitor;

31 - канал;31 - channel;

32 - канал;32 - channel;

33 - прокладка;33 - gasket;

34 - гайка.34 - nut.

Предложен регулятор расхода, имеющий корпус 1 с входным 2 и выходным 3 фланцами.A flow controller is proposed having a housing 1 with input 2 and output 3 flanges.

В корпусе 1 герметично установлена перегородка 4 в форме диска, образующая со стороны входного - входную, а со стороны выходного фланца - выходную полости. Перегородка 4 установлена под углом 45° к оси соосных входного и выходного фланцев. Внутри корпуса 1 введена цилиндрическая гильза 5, ось которой перпендикулярна оси фланцев. Боковая поверхность гильзы 5 перфорирована. Гильза 5 пропущена через сквозное отверстие в перегородке 4. Внутри гильзы 5 установлено керамическое седло 6, закрепленное с помощью втулки, зацентрированной в гильзе 5 и опирающейся одним торцем на седло 6, а другим - на съемный фланец 8.In the case 1, a partition 4 in the form of a disk is hermetically mounted, forming from the input side an input cavity, and from the output flange side an output cavity. The partition 4 is installed at an angle of 45 ° to the axis of the coaxial inlet and outlet flanges. Inside the housing 1, a cylindrical sleeve 5 is introduced, the axis of which is perpendicular to the axis of the flanges. The side surface of the sleeve 5 is perforated. The sleeve 5 is passed through the through hole in the partition 4. Inside the sleeve 5, a ceramic saddle 6 is mounted, fixed with a sleeve centered in the sleeve 5 and resting one end on the saddle 6, and the other on the removable flange 8.

Соосно с седлом 6 в гильзе 5 размещена керамическая тарель 9, установленная на штоке 10 с помощью поршней 11 и 12, керамической втулки 13 и гайки 14.Co-axially with the seat 6 in the sleeve 5 there is a ceramic plate 9 mounted on the rod 10 with the help of pistons 11 and 12, a ceramic sleeve 13 and a nut 14.

Соосность регулировочного органа тарель - седло обеспечивается тем, что поршень 11 центрируется в корпусе 1, а поршень 12 - съемным фланцем 8. при этом поршень 12 и фланец 8 соосны. Направляющие диаметры поршней 11 и 12 равны посадочным диаметрам керамического седла 6 и керамической тарели 9.The alignment of the regulating body plate-seat is ensured by the fact that the piston 11 is centered in the housing 1, and the piston 12 with a removable flange 8. wherein the piston 12 and the flange 8 are aligned. The guiding diameters of the pistons 11 and 12 are equal to the mounting diameters of the ceramic seat 6 and ceramic plate 9.

Шток 10 с помощью шарнирного соединения 15 связан с приводом 16 создающим линейное перемещение керамической тарели 9 относительно керамического седла 6.The rod 10 using a swivel 15 is connected to the actuator 16 creating a linear movement of the ceramic plate 9 relative to the ceramic seat 6.

Привод может быть как ручным, так и автоматическим, например, электропривод.The drive can be either manual or automatic, for example, an electric drive.

Устройство подвода ингибитора выполнено в виде последовательно сообщенных фильтра 26, трубопроводов 28 с тройником 27, обратных клапанов 22 и 23 с шариками 24, подпружиненными пружинами 25, выходные отверстия которых 29 и 30 сообщены каналами подвода ингибитора 31 и 32.The inhibitor supply device is made in the form of a successively connected filter 26, pipelines 28 with a tee 27, check valves 22 and 23 with balls 24, spring-loaded springs 25, the outlet openings of which 29 and 30 are communicated by the inhibitor supply channels 31 and 32.

Выравнивание расходов ингибитора обеспечивается тем, что дроссельное отверстие в обратном клапане больше, чем такое же отверстие в обратном клапане 23.Balancing the flow rate of the inhibitor is ensured by the fact that the throttle hole in the check valve is larger than the same hole in the check valve 23.

Герметичность внутренних полостей по отношению к окружающей среде по наружным направляющим диаметрам поршней 11 и 12 обеспечивается с помощью уплотнений 17, по внутренним диаметрам этих поршней - с помощью уплотнений 18.The tightness of the internal cavities with respect to the environment with respect to the outer guide diameters of the pistons 11 and 12 is ensured by means of seals 17, and by the internal diameters of these pistons by means of seals 18.

Направляющие поверхности поршней 11 и 12 снабжены защитными элементами, которые выполнены в виде стойких к абразивному износу эластичных втулок 19, 20 и съемного фланца 8. загерметизированного в корпусе с помощью прокладки 33. Втулки 19, 20, закрепленные гайкой 34, выполнены со специальными коническими каналами 21 для прохождения ингибитора гидратообразований, например, метанола, в зону направляющих The guiding surfaces of the pistons 11 and 12 are provided with protective elements, which are made in the form of abrasion-resistant elastic bushings 19, 20 and a removable flange 8. sealed in the housing using gaskets 33. The bushings 19, 20, fixed with a nut 34, are made with special conical channels 21 for the passage of an inhibitor of hydrate formation, for example, methanol, into the guide zone

поверхностей поршней 11 и 12. Ингибитор предотвращает замерзание влаги, содержащейся в расширяющемся газовом потоке.the surfaces of the pistons 11 and 12. The inhibitor prevents freezing of moisture contained in the expanding gas stream.

Регулятор расхода функционирует следующим образом.The flow controller operates as follows.

Привод, создавая линейное перемещение штока 10, воздействует через поршни 11 и 12 на керамическую тарель 9, которая, занимая различные положения по отношению к керамическому седлу 6, изменяет расход рабочего тела, например, газа, на выходе регулятора (от нулевого до максимального значения).The drive, creating a linear movement of the rod 10, acts through the pistons 11 and 12 on the ceramic plate 9, which, occupying different positions with respect to the ceramic seat 6, changes the flow rate of the working fluid, for example, gas, at the output of the regulator (from zero to maximum value) .

Впрыск ингибитора в щелевые зазоры между корпусом и поршнями 11 и 12 предотвращает гидратообразование на внутренних поверхностях регулятора, обеспечивая жидкую смазку пар трения и, одновременно, препятствуя проникновению твердых включений рабочего тела в эти щелевые зазоры.Injection of the inhibitor into the gap gaps between the housing and the pistons 11 and 12 prevents hydrate formation on the internal surfaces of the regulator, providing fluid lubrication of friction pairs and, at the same time, preventing the penetration of solid inclusions of the working fluid into these gap gaps.

Указанный ингибитор под давлением поступает в конические каналы эластичных, например, резиновых втулок 19 и 20. При прекращении поступления ингибитора под действием упругих сил эластичных втулок и давления рабочей среды конические каналы закрывается. Эти каналы работают по принципу обратных клапанов, т.е. они способны пропускать ингибитор внутрь полости регулятора и, с другой стороны, задерживать выход рабочего тела наружу.The specified inhibitor under pressure enters the conical channels of elastic, for example, rubber bushings 19 and 20. When the inhibitor ceases to flow under the action of the elastic forces of the elastic bushings and the pressure of the working medium, the conical channels are closed. These channels operate on the principle of check valves, i.e. they are able to pass the inhibitor into the cavity of the regulator and, on the other hand, delay the exit of the working fluid to the outside.

Керамическое седло 6, керамическая тарель 7 и керамическая втулка 13 выполнены из керамики, т.е. также становятся более износостойкими.Ceramic seat 6, ceramic plate 7 and ceramic sleeve 13 are made of ceramic, i.e. also become more wear resistant.

Таким образом, выполнение защитных элементов в виде эластичных втулок с самозакрывающимися коническими каналами, а также седла, тарели и втулки из керамики увеличивает ресурс регулятора расхода.Thus, the implementation of protective elements in the form of elastic bushings with self-closing conical channels, as well as saddles, plates and bushings made of ceramics, increases the resource of the flow regulator.

Все детали предлагаемого регулятора расхода освоены промышленностью и их изготовление не представляет технологических трудностей.All details of the proposed flow controller are mastered by the industry and their manufacture does not present technological difficulties.

Claims (1)

Регулятор расхода, содержащий корпус, входной и выходной фланцы, седло, тарель, жестко связанную с первым и вторым поршнями, соединенными со штоком, взаимодействующим с приводом, защитные элементы между корпусом и поршнями, отличающийся тем, что защитные элементы выполнены в виде эластичных втулок с коническими каналами, выполняющими роль обратных клапанов, а седло, тарель и втулка выполнены из керамики.

A flow regulator comprising a housing, input and output flanges, a saddle, a plate rigidly connected to the first and second pistons connected to a rod interacting with the actuator, protective elements between the housing and the pistons, characterized in that the protective elements are made in the form of elastic bushings with conical channels acting as check valves, and the seat, plate and sleeve are made of ceramic.