CN1171015C - 自力式高压注醇泵 - Google Patents

Abstract

本发明提出的自力式高压注醇泵，它主要由安装有吸醇阀、注醇阀的高压柱塞缸、增压缸和安装有进气管、出气汇管的换向阀构成，换向阀内装置有换向阀芯和先导阀芯，利用输气管道内天然气自身压力能，由气动控制的换向阀芯和与增压缸活塞联动的先导阀芯往复交替移动，推动柱塞杆在高压柱塞缸内循环往复运动，即可将醇液源源不断地注入天然气输气管道内，该装置不消耗电能、热能和天然气、节约能源无污染，自动化程度高，运行安全可靠，无需专人管理，实现天然气输送管线系统防冻和正常输气的目的，可极大地降低天然气贮存输送的运行管理费用。

Description

自力式高压注醇泵

技术领域：

本发明涉及变容式机械泵，具体地说是一种自力式高压注醇泵，它特别适用于石化行业向天然气输气管线内注入醇液。

背景技术：

我们知道，在开采、贮存和输送天然气管线系统中，由于天然气逐级降压温度降低时，天然气中的某些化合物会与水份结合形成水化合物结冰堵塞输气管道设备，严重影响天然气输气管道系统正常的输气作业，就目前而言，在石化行业中防止天然气输气管道结冰堵塞的常用方法有两种：一是采用水套炉加热防止结冰的方法，它需修建水套炉设备，设备费用高、耗能较高，需要工人值班作业，这种水套炉加热的方法运行维修管理费用相当高；第二种方法是采用电动泵向天然气输气管道中注入醇液等防冻抑制剂，阻止天然气中水化合物的生成，可彻底杜绝输气管道中出现冰堵现象，能确保天然气管线系统正常输气作业，这种向输气管道注入醇液防冻抑制剂的方法也需建立泵站和输电线路设备，同样需要工人值班作业，特别是在我国石油天然气的采集、贮存和输送管线大都在边远荒漠野外无电的地区，要架设专用的输电线路设备费用也较高、且工人值班作业环境也极其恶劣，这样势必极大地增大天然气输送运行的管理费用。

发明内容：

本发明是在现有技术的基础上提出一种利用输气管道内天然气自身压力为动力来驱动高压注醇泵向输气管道注入醇液防冻抑制剂的自力式高压注醇泵，实现阻止天然气中形成水化合物结冰堵塞管道的目的，本发明提出的自力式高压注醇泵，它主要由安装有吸醇阀、注醇阀的高压柱塞缸、增压缸和安装有进气管、出气汇管的换向阀构成，高压柱塞缸的柱塞杆连接于增压缸内的活塞，增压缸两端的左增压缸盖、左增压缸盖分别做有第一通气道、第二通气道，换向阀的换向阀腔和先导阀腔内分别装置有换向阀芯和先导阀芯，铰接于先导阀芯的尾杆连接于增压缸的活塞，换向阀腔做有进气环腔、第一换向环腔、第二换向环腔、第一出气环腔和第二出气环腔，先导阀腔做有进气环腔、第一换向环腔、第二二换向环腔、第一出气环腔和第二出气环腔，换向阀两端的换向阀盖分别做有与换向阀腔两端相通的第一换向气道、第二换向气道，换向阀阀体内做有的与第一换向气道相通的第一换向气孔与先导阀腔的第二换向环腔相连通，换向阀阀体内做有的与第二换向气道相通的第二换向气孔与先导阀腔的第一换向环腔相连通，先导阀芯内做有平衡通气孔，连通于左增压缸盖第一通气道的第一气管与换向阀腔的第二换向环腔相连通，连通于右增压缸盖第二通气道的第二气管与换向阀腔的第一换向环腔相连通，换向阀腔的进气环腔和先导阀腔的进气环腔与进气管相连通，换向阀腔的第一出气环腔、第二出气环腔和先导阀腔的第一出气环腔、第二出气环腔与出气汇管相连通。安装时，首先将套入吸醇阀的吸醇管插入醇液贮罐内、将安装于天然气输气管道的注醇管连接于注醇阀，与高压柱塞缸构成封闭的注醇管路，然后将连通于天然气输气管道的高压气管连接于换向阀的进气管、将安装于换向阀出气汇管的回气管接通于天然气的输气管道，与换向阀和增压缸构成封闭的气压控制回路，利用输气管道内天然气自身压力能为动力，由气动控制的换向阀芯和与增压缸活塞联动的先导阀芯往复交替移动、相互切换，推动增压缸内的活塞循环往复运动，带动柱塞杆在高压柱塞缸内循环往复运动，即可将醇液源源不断地由吸醇阀吸入柱塞腔、再由注醇阀经注醇管喷注入天然气输气管道内，实现天然气输送管线系统防冻和正常输气的目的，本发明是利用输气管道内天然气自身压力能为动力驱动增压缸工作，带动安装有吸醇阀、注醇阀的高压柱塞缸工作，向输气管道内喷注入可防止天然气结冰堵塞管道的醇液，该装置不消耗电能、热能和天然气、节约能源无污染，自动化程度高，运行安全可靠，无需专人管理，可极大地降低天然气贮存输送的运行管理费用。

本发明还有如下技术特征：

在增压缸与换向阀之间安装有中间缸，中间缸内的连接杆的两端分别连接活塞和尾杆。

换向阀阀体和换向阀盖内做有的平衡通气孔与先导阀腔两端相连通，可确保先导阀芯两端的气压相等，使先导阀芯往复交替运动灵活自如。

增压缸内的活塞是由一组活塞片连接构成。

增压缸内的该组活塞片中的前后两片活塞片处安装有密封圈，并且在这两片活塞片上设有增压环凹槽，可使密封圈紧贴增压缸内壁，进一步提高密封性能。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的换向阀阀体的结构示意图(放大)：

图3是图2的A-A视图；

图4是图2的B-B视图；

图5是图4的C-C视图；

图6是图3的D-D视图(旋转)；

图7是图3的E-E视图(旋转)；

图8是本发明的先导阀芯结构示意图。

具体实施方式：

自力式高压注醇泵，它主要由安装有吸醇阀2、注醇阀5的高压柱塞缸3、增压缸10和安装有进气管60、出气汇管63的换向阀34构成，增压缸10内的活塞是由一组活塞片17、11、20、21连接构成，该组活塞片中的前后两片活塞片17、21处安装有密封圈12、19，在这两片活塞片17、21上设有增压环凹槽13、18，可使密封圈12、19紧贴增压缸10的内壁，进一步提高密封性能，高压柱塞缸3的柱塞杆7连接于增压缸10内的活塞17、11、20、21，增压缸10两端的左增压缸盖22、右增压缸盖25分别做有第一通气道8、第二通气道14，换向阀34的换向阀腔51和先导阀腔40内分别装置有换向阀芯31和先导阀芯38，铰接于先导阀芯38的尾杆28连接于增压缸10的活塞17、11、20、21，换向阀腔51做有进气环腔53、第一换向环腔52、第二换向环腔54、第一出气环腔50和第二出气环腔55，先导阀腔40做有进气环腔43、第一换向环腔42、第二换向环腔44、第一出气环腔41和第二出气环腔45，由螺栓35连接于换向阀34两端的换向阀盖29、36分别做有与换向阀腔51两端相通的第一换向气道30、第二换向气道37，换向阀34阀体内做有的与第一换向气道30相通的第一换向气孔56由第一孔68与先导阀腔40的第二换向环腔44相连通，换向阀34阀体内做有的与第二换向气道37相通的第二换向气孔57由第二孔67与先导阀腔40的第一换向环腔42相连通，先导阀芯38内做有平衡通气孔69，确保先导阀芯38两端的气压相等，使先导阀芯38往复交替运动灵活自如，连通于左增压缸盖22第一通气道8的第一气管15由第一气嘴接头32连通于换向阀腔51的第二换向环腔54，连通于右增压缸盖25第二通气道14的第二气管16由第二气嘴接头33连通于换向阀腔51的第一换向环腔52，换向阀腔51的进气环腔53和先导阀腔40的进气环腔43分别由第一进气孔58和第二进气孔62与进气管60相连通，换向阀腔51的第一出气环腔50、第二出气环腔55和先导阀腔40的第一出气环腔41、第二出气环腔45分别由第一出气孔49、第二出气孔48、第三出气孔47和第四出气孔46与出气汇管63相连通，可在增压缸10与换向阀34之间安装有中间缸27，中间缸27内的连接杆26的两端分别连接活塞17、11、20、21和尾杆28；还可在换向阀34阀体和换向阀盖29、36内做出与先导阀腔40两端相连通的平衡通气孔39，可确保先导阀芯38两端的气压相等，使先导阀芯38往复交替运动灵活自如。安装时，将本发明提出的自力式高压注醇泵整机安装于撬座24上，可方便于沿输气管线移动运输、安装使用极其方便，将整机搬运至所需位置时，先将套入吸醇阀2的吸醇管1插入醇液贮罐内、将安装于天然气输气管道的注醇管连接于注醇阀5的法兰6，与高压柱塞缸3的柱塞腔4构成封闭的注醇管路，然后将连通于天然气输气管道的高压气管连接于进气管60的法兰59、将安装于出气汇管63法兰66的回气管接通于天然气输气管道，与换向阀34和增压缸10构成封闭的气压控制回路，它是这样工作的：输气管道内带有压力的天然气由进气管60输入进气腔61、再由第一进气孔58和第二进气孔62分别进入换向阀腔51的进气环腔53和先导阀腔40的进气环腔43内，当其活塞17、11、20、21位于增压缸10的右端位置时，先导阀芯38也位于先导阀腔40的右端位置，先导阀芯38将先导阀腔40的第一出气环腔41与第一换向环腔42之间封闭、进气环腔43与第二换向环腔44之间封闭，进气环腔43与第一换向环腔42相通、第二换向环腔44与第二出气环腔45相通，这时，进入进气环腔43的带压天然气经第一换向环腔42、第二孔67、第二换向气孔57、换向阀盖36的第二换向气道37进入换向阀腔51的右端，推动换向阀芯31向左端移动，换向阀腔51左腔内的气体经换向阀盖29的第一换向气道30、第一换向气孔56、第一孔68进入先导阀腔40的第二换向环腔44，由相通的第二出气环腔45经第四出气孔46排入出气汇腔64，经出气汇管63的出气通道65排入回气管输回天然气输气管道内，换向阀芯31移至左端位置时，换向阀腔51的进气环腔53与第二换向环腔54之间封闭、第一换向环腔52与第一出气环腔50之间封闭，进气环腔53与第一换向环腔52相通、第二换向环腔54与第二出气环腔55相通，这时，进入进气环腔53的带压天然气经第一换向环腔52、第二气管16进入增压缸10的右腔23，推动活塞17、11、20、21向左移动，增压缸10的左腔9内的气体经第一气管15输入换向阀腔51的第二换向环腔54，由相通的第二出气环腔55经第二出气孔48排入出气汇腔64，经出气汇管63的出气通道65排入回气管输回天然气输气管道内，活塞17、11、20、21向左移动时，由于活塞17、11、20、21的截面积远比柱塞杆7的截面积大，推动柱塞杆7以增大的压力沿柱塞缸3的高压柱塞腔4向左运动，这时吸醇阀2关闭、顶开注醇阀5即可将已吸入柱塞腔4内的醇液经注醇管喷注入天然气输气管内，当活塞17、11、20、21向左移动至左端位置时，连接于活塞17、11、20、21的尾杆28拉动先导阀芯38移至先导阀腔40的左端位置，这时，先导阀芯38将先导阀腔40的第二出气环腔45与第二换向环腔44之间封闭、进气环腔43与第一换向环腔42之间封闭，进气环腔43与第二换向环腔44相通、第一换向环腔42与第一出气环腔41相通，进入进气环腔43的带压天然气经第二换向环腔44、第一孔68、第一换向气孔56、换向阀盖29的第一换向气道30进入换向阀腔51的左端，推动换向阀芯31向右端移动，换向阀腔51右腔内的气体经换向阀盖36的第二换向气道37、第二换向气孔57、第二孔67进入先导阀腔40的第一换向环腔42，由相通的第一出气环腔41经第三出气孔47排入出气汇腔64，经出气汇管63的出气通道65排入回气管输回天然气输气管道内，换向阀芯31移至右端位置时，换向阀腔51的进气环腔53与第一换向环腔52之间封闭、第二换向环腔54与第二出气环腔55之间封闭，进气环腔53与第二换向环腔54相通、第一换向环腔52与第一出气环腔50相通，这时，进入进气环腔53的带压天然气经第二换向环腔54、第一气管15进入增压缸10的左腔9，推动活塞17、11、20、21向右移动，增压缸10右腔23内的气体经第二气管16输入换向阀腔51的第一换向环腔52，由相通的第一出气环腔50经第一出气孔49排入出气汇腔64，经出气汇管63的出气通道65排入回气管输回天然气输气管道内，活塞17、11、20、21向右移动时，又拉动柱塞杆7沿高压柱塞缸3的柱塞腔4向右运动返回至右端位置，这时注醇阀3关闭、吸开吸醇阀2即可由吸醇管1将贮罐内的醇液吸入柱塞腔4内，当活塞17、11、20、21向右移动返回至右端位置时，连接于活塞17、11、20、21的尾杆28又推动先导阀芯38返回至先导阀腔40的右端位置，这时先导阀芯38又将先导阀腔40的第一出气环腔41与第一换向环腔42之间封闭、进气环腔43与第二换向环腔44之间封闭，进气环腔43与第一换向环腔42相通、第二换向环腔44与第二出气环腔45相通，这时，进入进气环腔43的带压天然气又经第一换向环腔42、第二孔67、第二换向气孔57、换向阀盖36的第二换向气道37进入换向阀腔51的右端，推动换向阀芯31向左移动返回至左端位置，至此完成一个由吸醇阀2吸入醇液和由注醇阀5向输气管道喷注醇液的循环，如此反复，即可利用输气管道内天然气自身压力能为动力，由气动控制的换向阀芯31和与增压缸10的活塞17、11、20、21联动的先导阀芯38往复交替移动、相互切换，推动增压缸10内的活塞17、11、20、21循环往复运动，带动柱塞杆7在高压柱塞腔4内循环往复运动，即可将醇液源源不断地由吸醇阀2吸入柱塞腔4、再由注醇阀5经注醇管喷注入天然气输气管道内，实现天然气输送管线系统防冻和正常输气的目的。

Claims (5)

1.一种自力式高压注醇泵，  它主要由安装有吸醇阀(2)、注醇阀(5)的高压柱塞缸(3)、增压缸(10)和安装有进气管(60)、出气汇管(63)的换向阀(34)构成，高压柱塞缸(3)的柱塞杆(7)连接于增压缸(10)内的活塞(11)，增压缸(10)两端的左增压缸盖(22)、右增压缸盖(25)分别做有第一通气道(8)、第二通气道(14)，换向阀(34)的换向阀腔(51)和先导阀腔(40)内分别装置有换向阀芯(31)和先导阀芯(38)，铰接于先导阀芯(38)的尾杆(28)连接于增压缸(10)的活塞(11)，其特征在于换向阀腔(51)做有进气环腔(53)、第一换向环腔(52)、第二换向环腔(54)、第一出气环腔(50)和第二出气环腔(55)，先导阀腔(40)做有进气环腔(43)、第一换向环腔(42)、第二换向环腔(44)、第一出气环腔(41)和第二出气环腔(45)，换向阀(34)两端的换向阀盖(29、36)分别做有与换向阀腔(51)两端相通的第一换向气道(30)、第二换向气道(37)，换向阀(34)阀体内做有的与第一换向气道(30)相通的第一换向气孔(56)与先导阀腔(40)的第二换向环腔(44)相连通，换向阀(34)阀体内做有的与第二换向气道(37)相通的第二换向气孔(57)与先导阀腔(40)的第一换向环腔(42)相连通，先导阀芯(38)内做有平衡通气孔(69)，连通于左增压缸盖(22)第一通气道(8)的第一气管(15)与换向阀腔(51)的第二换向环腔(54)相连通，连通于右增压缸盖(25)第二通气道(14)的第二气管(16)与换向阀腔(51)的第一换向环腔(52)相连通，换向阀腔(51)的进气环腔(53)和先导阀腔(40)的进气环腔(43)与进气管(60)相连通，换向阀腔(51)的第一出气环腔(50)、第二出气环腔(55)和先导阀腔(40)的第一出气环腔(41)、第二出气环腔(45)与出气汇管(63)相连通。

2.根据权利要求1所述的自力式高压注醇泵，其特征在于在增压缸(10)与换向阀(34)之间安装有中间缸(27)，中间缸(27)内的连接杆(26)的两端分别连接活塞(11)和尾杆(28)。

3.根据权利要求1或2所述的自力式高压注醇泵，其特征在于换向阀(34)阀体和换向阀盖(29、36)内做有的平衡通气孔(39)与先导阀腔(40)两端相连通。

4.根据权利要求1或2所述的自力式高压注醇泵，其特征在于增压缸(10)内的活塞是由一组活塞片(17、11、20、21)连接构成。

5.根据权利要求4所述的自力式高压注醇泵，其特征在于在增压缸(10)内的该组活塞片中的前后两片活塞片(17、21)处安装有密封圈(12、19)，并且在这两片活塞片(17、21)上设有增压环凹槽(13、18)。

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