CN108679265B - 一种可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置，其包括与承压容器开口端连接注入机构，具体的，注入机构包括与承压容器的介质入口通道联通的安装通道、导通或关闭安装通道与介质入口通道联通的开关阀，介质通过注入管注入并由注入喷嘴喷入承压容器中，注入管的入口端安装有可用于清洁注入管内部通道的三通阀，三通阀通过转换其球芯来转换三通阀的通道实现介质注入目的或者清洁冲洗目的，达到在线清理注入喷嘴及注入管的效果，实现不需要系统停止运行就能对注入喷嘴及注入管进行在线清理的作用。

Description

一种可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，尤其是一种可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置。

背景技术

对于石油化工等带压连续运行的系统，经常需要向带压装置中注入某种介质，有些注入介质带有固体颗粒，有些注入介质会粘结或堵塞注入装置，长时间使用时因为注入介质的粘结或堵塞会导致注入装置不能有效的注入介质或完全失效。通常情况下，只能将整个系统停止运行，然后将注入装置拆下进行清理、维修或更换，重新安装后再重新启动整个系统，采用这样的方法需要让整个系统停止运行，由于系统运行的不连续和不稳定，给系统带来巨大的不利影响，并造成重大的经济损失。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置，解决了现有技术中因清理、维修或更换而需将整个系统停运所带来的重大经济成本损失的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置，包括与承压容器开口端连接的注入机构，承压容器开口端设有介质入口通道，注入机构包括与该介质入口通道联通的安装通道，其特征在于：所述注入机构还包括导通或关闭安装通道与介质入口通道联通的开关阀，安装通道内配合有注入管，注入管的出口端安装有穿过承压容器的介质入口通道而伸入承压容器内部的注入喷嘴，注入管的入口端安装有可用于清洁注入管内部通道的三通阀，三通阀包括阀体，阀体包括T型通道，T型通道包括水平通道和竖直通道，水平通道一端口为供介质进入的介质入口端，水平通道另一端口为供清洗介质进入的清洗口，竖直通道与注入管对接联通，该T型通道中设有用于转换介质入口端、清洗口、竖直通道之间的联通关系的球芯。

上述结构中，当注入机构在正常工作模式状态下打开开关阀，使得安装通道与承压容器上的介质入口通道导通，介质通过注入管入口端注入经注入管喷嘴输出到承压容器中，混合均匀；当长期注入带固体颗粒的介质或易粘结、易堵塞的介质时，会导致注入喷嘴中小孔部分堵塞，堵塞到一定程度会影响介质的有效注入，这时需要清理、维修或更换注入喷嘴，此时，将清洁用三通换向阀导通清洗口和竖直通道的联通，关闭介质注入口，通过清洗口注入无固体颗粒、对系统没有不良影响的干净介质对整个注入管的管内通道进行注射冲洗，直至将堵塞在注入喷嘴小孔中的固体颗粒介质和粘结介质完全冲洗干净，然后切换清洗用三通阀，将冲洗口关闭，介质注入口开启，使注入机构重新正常工作，采用上述冲洗方法来解决堵塞问题操作简便，而且不需要整个系统停止运行。

进一步的，所述注入管的入口端连接有可驱动注入管做升降运动的操作机构，所述操作机构和开关阀之间还设有导通或关闭安装通道的止回阀，所述注入机构通过开关阀和止回阀与介质入口通道之间形成介质流通路径上的双开关结构。

上述结构中，当采用从冲洗口注入干净介质对注入管的管内通道进行注射冲洗仍达不到将注入喷嘴小孔清洁干净的目的时，此时，通过操作机构驱动注入管升起，使得注入管从安装通道中升起移除，并对注入喷嘴进行拆卸更换维修；在注入喷嘴升降过程中需要注意防止承压容器中介质的倒流或泄露；故当注入管随着操作机构升起，且其注入喷嘴位置高于开关阀时，关闭开关阀，阻断安装通道与介质入口通道的联通，防止承压容器中混合了颗粒的介质倒流出来。

进一步的，所述止回阀包括阀体，阀体通道与阀腔联通，阀腔朝向开关阀一侧，阀体通道朝向操作机构一端，阀体通道与阀腔连接的一端端面铰接有阀瓣，阀瓣的铰接端设有驱使阀瓣自由端朝关闭阀体通道方向转动趋势的扭簧，所述注入管相对于喷嘴的另一端依次穿过阀腔、阀体通道于联通状态下的路径后伸出止回阀且与操作机构连接，所述阀瓣的自由端挤压于注入管管壁上。

上述止回阀的阀腔和阀体通道构成安装通道的出口部分，阀体通道与注入管之间通过填料以及填料压套密封连接，当注入管在操作机构的驱动下上升，注入管的喷嘴经过阀腔进入阀体通道中后，阀腔中的阀瓣受到扭簧作用而关闭阀体通道，进一步防止介质外漏。

进一步的，所述开关阀采用三通换向阀，三通换向阀包括阀体，阀体内腔中设有阀芯，阀芯设有T型三通通道，三通换向阀阀体通过过渡连接机构与止回阀阀体固接，过渡机构包括连接座，连接座设有导通止回阀阀腔与三通换向阀阀体内腔的连接座通道，所述过渡连接机构还设有与连接座通道联通的保护介质通道，所述三通换向阀通过连接法兰与承压容器开口端的法兰盘连接，连接法兰设有与三通换向阀阀体内腔以及与承压容器的介质入口通道联通的连接法兰通道，所述注入管穿过连接座通道且注入管与连接座通道之间通过填料以及填料压盖密封连接，所述止回阀阀体的开口端抵接于填料压盖上且通过密封圈密封配合，止回阀阀体开口端安装有螺柱，螺柱依次穿过止回阀阀体开口端端沿、填料压盖、过渡连接机构后与螺母锁紧。

上述结构中，操作机构驱动注入管升起使得注入管的喷嘴位置高于开关阀，关闭开关阀后，通过保护介质通道注入干净的介质，介质压力不低于承压容器中的介质压力，保持正常注入介质的同时，继续提升喷嘴。

进一步的，所述操作机构包括与注入管对接的导杆，导杆的中空通道与注入管的内管通道联通，导杆一端经防转法兰与安装于注入管端部的连接法兰固定连接，导杆另一端螺纹连接有导杆螺母，导杆螺母安装于驱动机构上。

上述结构中，导杆的中空腔一端与注入管对接联通，导杆的中空腔另一端则构成介质注入口供介质进入导杆、注入管，并由喷嘴喷入承压容器中，导杆与防转法兰焊接，防转法兰受到支柱周向的限制作用，只能沿着立柱轴向在驱动机构驱动下做升降运动，以便于对注入管及喷嘴做清洁、维修、更换等工作。

采用上述方案，本发明的介质注入装置能真正做到不需要系统停止运行就能对注入喷嘴及注入管进行在线清理、维修和更换的目的。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明具体实施例结构示意图；

附图2为本发明具体实施例正常注入介质时三通换向阀的状态示意图；

附图3为本发明具体实施例在线清理时三通换向阀的状态示意图；

附图4为本发明具体实施例的三通阀的结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施例如图1-4所示是可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置，其包括注入机构，承压容器开口端设有介质入口通道，注入机构包括与该介质入口通道联通的安装通道，注入机构还包括导通或关闭安装通道与介质入口通道联通的三通换向阀，安装通道内配合有注入管，注入管的出口端安装有穿过承压容器的介质入口通道而伸入承压容器内部的注入喷嘴，注入管的入口端安装有可用于清洁注入管内部通道的三通阀，三通阀包括阀体，阀体包括T型通道，T型通道包括水平通道和竖直通道，水平通道一端口为供介质进入的介质入口端，水平通道另一端口为供清洗介质进入的清洗口，竖直通道与注入管对接联通，该T型通道中设有用于转换介质入口端、清洗口、竖直通道之间的联通关系的球芯，注入管的该端还连接有可驱动注入管做升降运动的操作机构，注入管的内管通道以及与其对接的导杆的中空腔构成介质注入通道，介质通过注入管由注入喷嘴喷入承压容器中。其中，1是承压容器，2是注入喷嘴，3是注入管，4是承压容器的连接法兰，5是注入机构的连接法兰，6是三通换向阀，7是过渡连接机构，8是保护介质注入口，9是填料，10是填料压盖，11是止回阀，12是止回阀阀瓣，13是止回阀扭簧，14是填料，15是填料压套，16是限位套，17是导杆，18是支柱，19是导杆螺母，20是驱动装置，21是注入管对接口，22是三通阀、23是介质注入口、24是冲洗口。

上述结构中，承压容器的连接法兰4及注入机构的连接法兰5连接，可以将整个注入机构安装到承压容器1上。为了确保注入的介质与承压容器中的介质充分混合，在注入喷嘴2上开设很多小孔，介质通过注入喷嘴2上的很多小孔喷出，能够与承压容器1中的介质充分混合。注入管3的一端通常采用螺纹与注入喷嘴2连接在一起，注入管3的另一端设计成连接法兰。导杆17下端设计成防转法兰，注入管3的连接法兰与导杆的防转法兰通常采用螺栓螺母连接成一体，导杆17的上端具有对接口21，该对接扣21与三通阀22的竖直通道出口端对接，导杆17、注入管3、连接法兰、防转法兰及导杆17都是设计成中空的，因此在系统运行时可以通过三通阀22的介质注入口23、导杆17、防转法兰、连接法兰、注入管3以及注入喷嘴2向承压容器1中注入系统所需要的介质。在注入机构的连接法兰5的上方设置了三通换向阀6，通常三通换向阀6采用T型三通球阀，在注入机构正常使用时，三通换向阀6的直通道以及侧通道均开启，注入管3从三通换向阀6直通道穿过。另外，可以通过三通换向阀的侧通道向承压容器1中注入保护介质。在三通换向阀6的上方设置过渡连接机构7，在过渡连接机构7上设有保护介质注入口8。在过渡连接机构7的上方设置了填料9及填料压盖10，以防止承压容器1中的压力介质通过注入管3的外侧泄漏。在填料压盖10的上方设置了止回阀11。在止回阀的上方设置了填料14和填料压套15，填料14与填料9的双重密封，能够更有效地防止承压容器1中的压力介质通过注入管3的外侧（即安装通道）泄漏到大气中。

导杆17与导杆螺母19采用螺纹配合，通常采用T形螺纹配合，T形螺纹可以传递更大的力。导杆螺母19安装于驱动装置20上，驱动装置20可以使导杆螺母19旋转运动，驱动装置根据需要可以采用齿轮传动装置、电动装置、手轮或扳杆。支柱18与防转法兰的配合和限制，使防转法兰只能贴靠着支柱18做升降运动，而不能做旋转运动，与防转法兰固定连接在一起的导杆17、连接法兰、注入管3、注入喷嘴2同时做升降运动。驱动装置20带动导杆螺母19同时转动，通过导杆17与导杆螺母19的螺纹配合，由于导杆受限制不能随导杆螺母19做旋转运动，因此，导杆螺母19的旋转运动将转变为导杆17的升降运动。

限位套16与防转法兰的接触用于定位注入机构在正常工作时的位置。

在注入机构正常使用时，三通阀22的介质注入口23与导杆17的对接口21连通，而三通阀22的冲洗口24处于关闭状态。介质通过三通阀22的介质注入口23、对接口21、导杆17、注入管3及注入喷嘴2向承压容器1中注入介质。长期注入带固体颗粒的介质或易粘结、易堵塞的介质，会导致注入喷嘴2中小孔部分堵塞，当堵塞到一定程度时会影响介质的有效注入，这时需要冲洗，切换三通阀22，将三通阀22的介质注入口23关闭，开启三通阀22的冲洗口24，此时通过冲洗口24将无固体颗粒、对系统没有不良影响的干净介质对整个注入装置进行注射冲洗，直至将堵塞在注入喷嘴2小孔中的固体颗粒介质和粘结介质完全冲洗干净，然后切换三通阀22，将冲洗口24关闭，介质注入口23开启，使注入装置重新正常工作。采用上述冲洗的方法来解决堵塞问题操作简便，而且不需要整个系统停止运行。但是采用在线冲洗的方法不能完全确保解决堵塞的问题，一旦采用在线冲洗的方法不能解决堵塞问题，则采用在线清理、维修或更换注入喷嘴2的方法来解决问题，为了实施该方法，本装置通过驱动装置20来旋转导杆螺母19来提升导杆17以及与导杆17固定连接在一起的注入管3、注入喷嘴2，在提升过程中为了防止承压容器1中带有固体颗粒的介质以及易粘结、易堵塞的介质进入到注入装置中，通过保护介质注入口8注入干净的介质，介质压力不低于承压容器1中的介质压力。继续提升导杆17等部件，当注入喷嘴2提升到高于三通换向阀6时，将切换三通换向阀6，切换后，三通换向阀6的直通道关闭，三通换向阀6的侧通道仍与承压容器1相同，此时，通过侧通道注入干净介质，能够更好的防止带固体颗粒的介质或易粘结、易堵塞的介质进入到注入机构，进一步提升导杆17等部件，当注入喷嘴2提升到高于止回阀11时，止回阀阀瓣12在止回阀扭簧13作用下自动关闭，此时由于注入机构的三通换向阀6及止回阀11同时关闭，能够确保承压容器1中的介质不会通过注入装置外泄漏。进一步提升导杆17等部件，当注入喷嘴2提升到高于填料压套15时，包括注入喷嘴2和注入管3在内的介质注入机构已经脱离了整个注入装置的承压区，此时，拆除注入管3与导杆17之间连接法兰的螺栓螺母，即可将注入喷嘴2及注入管3整体从注入装置中拆下。从而可以对注入喷嘴2、注入管3进行清理、维修或更换，然后再重新安装复位到注入装置上，安装步骤与拆卸步骤相反即可。在注入机构的拆卸、清理、维修或更换以及安装复位的整个过程中，均不需要将整个系统停止运行。

本发明的注入装置不仅做到不需要系统停止运行就能对注入喷嘴2及注入管3进行在线清理、维修和更换，而且能够确保向系统注入介质的动作是连续不间断的。因此，本发明的介质注入装置能真正做到不需要系统停止运行就能对注入喷嘴及注入管进行在线清理、维修和更换的目的。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置，包括与承压容器开口端连接的注入机构，承压容器开口端设有介质入口通道，注入机构包括与该介质入口通道联通的安装通道，其特征在于：所述注入机构还包括导通或关闭安装通道与介质入口通道联通的开关阀，安装通道内配合有注入管，注入管的出口端安装有穿过承压容器的介质入口通道而伸入承压容器内部的注入喷嘴，注入管的入口端安装有能用于清洁注入管内部通道的三通阀，三通阀包括阀体，阀体包括T型通道，T型通道包括水平通道和竖直通道，水平通道一端口为供介质进入的介质入口端，水平通道另一端口为供清洗介质进入的清洗口，竖直通道与注入管对接联通，该T型通道中设有用于转换介质入口端、清洗口、竖直通道之间的联通关系的球芯；

所述注入管的入口端连接有能驱动注入管做升降运动的操作机构，所述操作机构和开关阀之间还设有导通或关闭安装通道的止回阀，所述注入机构通过开关阀和止回阀与介质入口通道之间形成介质流通路径上的双开关结构；

所述止回阀包括阀体，阀体通道与阀腔联通，阀腔朝向开关阀一侧，阀体通道朝向操作机构一端，阀体通道与阀腔连接的一端端面铰接有阀瓣，阀瓣的铰接端设有驱使阀瓣自由端朝关闭阀体通道方向转动趋势的扭簧，所述注入管相对于喷嘴的另一端依次穿过阀腔、阀体通道于联通状态下的路径后伸出止回阀且与操作机构连接，所述阀瓣的自由端挤压于注入管管壁上；

所述开关阀采用三通换向阀，三通换向阀包括阀体，阀体内腔中设有阀芯，阀芯设有T型三通通道，三通换向阀阀体通过过渡连接机构与止回阀阀体固接，过渡连接机构包括连接座，连接座设有导通止回阀阀腔与三通换向阀阀体内腔的连接座通道，所述过渡连接机构还设有与连接座通道联通的保护介质通道，所述三通换向阀通过连接法兰与承压容器开口端的法兰盘连接，连接法兰设有与三通换向阀阀体内腔以及与承压容器的介质入口通道联通的连接法兰通道，所述注入管穿过连接座通道且注入管与连接座通道之间通过填料以及填料压盖密封连接，所述止回阀阀体的开口端抵接于填料压盖上且通过密封圈密封配合，止回阀阀体开口端安装有螺柱，螺柱依次穿过止回阀阀体开口端端沿、填料压盖、过渡连接机构后与螺母锁紧。

2.根据权利要求1所述的可向压力系统注入介质并能在线冲洗和维修的装置，其特征在于：所述操作机构包括与注入管对接的导杆，导杆的中空通道与注入管的内管通道联通，导杆一端经防转法兰与安装于注入管端部的连接法兰固定连接，导杆另一端螺纹连接有导杆螺母，导杆螺母安装于驱动机构上。

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