CN202252808U - 高压天然气疏水阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压天然气疏水阀，它主要由疏水阀体、安装于疏水阀体的进液管、回气管、排水阀、竖直拉杆、启闭杠杆和倒置式浮子构成，其显著的结构特点是：将倒置式浮子底端设置成开放式的敞口结构，利用水封原理在倒置式浮子底端构成严密的水密封面形成全封闭的水封气腔结构，使倒置式浮子内外压力相等而成为一个受力相互抵消合力为零的“等压体”，它特别适合在高压工况下对天然气进行脱排水作业，能彻底避免因压力过高发生压瘪浮子的设备事故，也可用于对中低压天然气进行排水作业，本实用新型具有结构简捷、制造成本低、排水效率高、使用寿命长、安全性能高和运行费用低的优点，有极佳的推广使用前景。
Description
技术领域：
本实用新型涉及气水分离装置，尤其涉及一种高压天然气疏水阀，它特别适用于对高压天然气进行自动脱水、排水作业。
背景技术：
就我国地质基本结构而言，现行的天然气矿井中都普遍沉积有大量的地下水，石化企业在进行天然气采集作业过程中，一般都会有一些地下水伴随着被采集的天然气一同进入管道和储罐设备系统内，这些混杂于天然气中的水体会严重影响输气管道、储罐设备系统的输送贮运生产效能。为了解决这个问题，目前，一般都是采用疏水阀设备来对其进行脱水、排水作业。它的工作原理是利用天然气气体与水体的密度差对浮子所形成不同的浮力来适时地推动排水阀启闭进行阻气排水作业。根据调查了解：现行疏水阀对中低压天然气储罐进行脱排水作业是有很好使用效果的。但是，当天然气的压力较高时就极容易发生浮子被压瘪变形损坏的设备事故。为了满足对较高压力矿井气源的天然气进行疏排水作业的需求，本申请人曾提出了一种可有效避免浮子被压瘪变形的“天然气高压疏水阀”(专利号：ZL200420060304.9)设备，它是采用一组浮球构成组合式浮子结构，一方面，它能根据压力情况适当地调节搭配浮球的数量，可为排水阀的开启提供所需浮力；另一方面，由于单个浮球的表面积较小，即使在较高气压的环境中，单个浮球实际承受的压力也是较小的。因此，它能避免压损浮子的设备事故。但是，无需讳言，这种组合式浮子结构的高压疏水阀在实际运行中也存在一些结构性缺陷，其主要表现为：它在实际使用中调节浮球的数量和组装搭配的具体操作较为麻烦；当天然气矿井气源的压力达到或高于16MPa时，也同样存在浮球被压瘪损坏的事故风险。而目前现行的天然气矿井中就有一些为高压气源井，有的矿井气源压力就已经高达16MPa以上，另外，有的地方为了提高设备的储运能力，也人为地将储气罐的压力升至16MPa以上。怎样保证疏水阀能在如此高压工况下正常地进行脱排水作业，这正是本实用新型所想要解决的技术课题。
实用新型内容：
本实用新型的目的旨在提出一种高压天然气疏水阀，它能在高压工况下对天然气进行脱排水作业，它是对现有疏水阀作出的进一步改进和完善。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：
一种高压天然气疏水阀，它包括疏水阀体、进液管、回气管、排水阀和倒置式浮子，所说的排水阀固定安装于疏水阀体的内侧壁下部位置，排水阀的启闭阀杆铰连接于启闭杠杆，启闭杠杆的另一端连接于竖直拉杆，其特征在于：竖直拉杆的顶端连接于倒置式浮子，所说的倒置式浮子的底端设置成敞口结构。它是利用水封原理在倒置式浮子底端的敞口结构位置处形成水面密封结构，使其能在倒置式浮子内部形成一个全密闭的水封气腔，并使水封气腔内的气压与疏水阀体分离气腔内的气体压力相等。即是说，这时倒置式浮子实质上是一个内、外压力相同、受力相互抵消所承载合力为零的“等压体”。配装这种倒置式浮子的疏水阀可在高压工况下对高压天然气介质安全无损地进行排水作业，能彻底避免因压力过高发生浮子被压瘪造成设备损坏的事故。
本实用新型还有如下技术特征：
在倒置式浮子的内壁连接安装平衡环套，所说的竖直拉杆穿装于平衡环套的防倾定位孔内，这种结构设计能有效地防止倒置式浮子发生侧向倾斜，能使倒置式浮子始终保持竖直稳定的工位状态，这对保证疏水阀设备正常工作具有明显效果。
在倒置式浮子的底端连接安装有缩颈水封环，缩颈水封环的底端设置成敞口结构，使其能在缩颈水封环的底端形成很好的严密稳定的水面密封结构，这种缩颈水封环结构对提高倒置式浮子水面密封结构的密闭性能和密封安全稳定性能都有明显作用。
竖直拉杆的顶端是采用螺栓连接方式固定连接于倒置式浮子的内顶壁中央位置，这种连接结构特别方便于安装操作。
竖直拉杆的顶端是采用焊连接方式固定连接于倒置式浮子的内顶壁中央位置，这种连接具有结构简捷、连接牢固稳定的优点，这对维持倒置式浮子保持竖直的工位状态具有很好的作用。
所说倒置式浮子的顶部设置成球面圆弧状结构，能较好地改善受力工作状态，这对提高倒置式浮子承载能力、延长工作寿命都有一定作用。
在进液管上安装有进液控制阀，在回气管上安装有回气控制阀，特别方便于控制脱排水作业的操作。
本实用新型同现有技术相比具有如下实质性特点和进步：
本实用新型首创了“底端敞口的倒置式浮子”结构，它利用水封原理在倒置式浮子底端形成全封闭的水密封面，能使倒置式浮子内的气压与分离气腔内天然气压力相等而成为一个受力相互抵消合力为零的“等压体”，特别适合对高压天然气介质进行脱排水安全作业，具有结构简捷、生产成本低、安装使用方便、密封性能好、排水流畅自动化程度高和工作寿命长的显著优点。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的倒置式浮子的结构示意图。
附图中的标记说明：
1 为进液控制阀，2 为进液管，3 为回气管，4 为回气控制阀，5 为倒置式浮子，6 为竖直拉杆，7 为敞口结构，8 为水封气腔，9 为分离气腔，10 为疏水阀体，11 为水体，12 为启闭阀杆，13 为排水阀，14 为排水控制阀，15 为排水管，16 为启闭杠杆，17 为过渡连接环，18 为缩颈水封环，19 为防倾定位孔，20 为平衡环套。
具体实施方式：
下面结合附图进一步描述本实用新型的实施例：
一种高压天然气疏水阀，它主要由疏水阀体10、安装于疏水阀体10的进液管2、回气管3、排水阀13和倒置式浮子5构成，在进液管2上安装有进液控制阀1，在回气管3上安装有回气控制阀4，所说的排水阀13是固定安装于疏水阀体10的内侧壁下部位置，连接于排水阀13的排水管15上安装有排水控制阀14，排水阀13的启闭阀杆12铰连接于启闭杠杆16的一端，启闭杠杆16的另一端连接于竖直拉杆6的底端，竖直拉杆6的顶端可采用螺栓连接或者焊连接方式固定连接于倒置式浮子5成球面圆弧状结构的内顶壁中央位置，所说的倒置式浮子5的底端设置成敞口结构7，也可在倒置式浮子5的底端由过渡连接环17再连接安装一个缩颈水封环18，并将缩颈水封环18的底端设置成敞口结构7，可在倒置式浮子5的内壁连接安装一个平衡环套20，并将竖直拉杆6穿装于平衡环套20的防倾定位孔19内，使竖直拉杆6只能沿竖直方向上下移动，还可在疏水阀体10的内壁再连接安装一个平衡环套，这对进一步确保倒置式浮子5维持竖直的密封工位状态也有一定作用。它是按如下方式连接安装和进行排水作业的：先关闭进液控制阀1、回气控制阀4和排水控制阀14，将进液管2连接于待疏排脱水的天然气分离器排液管口上，再将回气管3连接于分离器的输气管即可。当需要进行脱排水作业时：首先打开回气管3上的回气控制阀4，输气管内的天然气将通过回气管3进入疏水阀体10内并充满倒置式浮子5。这时，倒置式浮子5内的气体压力与疏水阀体10内的气体压力和所连通的输气管网系统的压力是相同的。然后再依次地打开进液控制阀1、排水控制阀14，即可将天然气分离器内的水体输入疏水阀体10内，当疏水阀体10内的水体11缓缓上升至倒置式浮子5的缩颈水封环18底端位置的高度时，水体11将对缩颈水封环18底端的敞口结构7进行封闭并在敞口结构7位置处形成严密的水面密封结构，即能在倒置式浮子5内形成一个全密闭的水封气腔8，与此同时，混杂于水体11中的天然气气体也会不断地逸出水面进入疏水阀体10上部的分离气腔9，并最终由回气管3输回至分离器的输气管，随着水位的不断上升并逐渐地淹住倒置式浮子5后，倒置式浮子5将会获得一个逐渐增大的向上浮力，当水位继续上升至能使倒置式浮子5所获得的浮力克服倒置式浮子5的自身重力时，倒置式浮子5将带动竖直拉杆6一同沿竖直方向向上移动，随着竖直拉杆6的上移将通过启闭杠杆16拉动启闭阀杆12开启排水阀13，即可由排水管15向外进行排水作业。随着排水作业的不断进行，疏水阀体10内的水位逐渐下降，倒置式浮子5获得的浮力也会逐渐减小，当倒置式浮子5所获得的浮力不足以克服倒置式浮子5的自身重力时，倒置式浮子5将沿竖直方向向下移动，并通过启闭杠杆16推动启闭阀杆12关闭排水阀13停止排水，能有效地阻止天然气气体在较低水位的情况下经排水阀13逸出。如此循环反复，即可实现自动阻气的排水作业。而在进行自动排水作业的过程中，由水面密封结构封闭倒置式浮子5底端所形成的水封气腔8内是一直充满带压气体的，其压力与疏水阀体10上部分离气腔9内的气体压力是相等的。即是说，倒置式浮子5的壁体内、外表面所受压力相同，倒置式浮子5是一个内外受力相互抵消、承载合力为零的“等压体”。因此，它能安全无损地在高压工况下对高压天然气介质进行脱排水作业。
Claims (7)
1.一种高压天然气疏水阀，它包括疏水阀体(10)、进液管(2)、回气管(3)、排水阀(13)和倒置式浮子(5)，所说的排水阀(13)固定安装于疏水阀体(10)的内侧壁下部位置，排水阀(13)的启闭阀杆(12)铰连接于启闭杠杆(16)，启闭杠杆(16)的另一端连接于竖直拉杆(6)，其特征在于：竖直拉杆(6)的顶端连接于倒置式浮子(5)，所说的倒置式浮子(5)的底端设置成敞口结构(7)。
2.根据权利要求1所述的高压天然气疏水阀，其特征在于：在倒置式浮子(5)的内壁连接安装平衡环套(20)，所说的竖直拉杆(6)穿装于平衡环套(20)的防倾定位孔(19)内。
3.根据权利要求1或2所述的高压天然气疏水阀，其特征在于：在倒置式浮子(5)的底端连接安装有缩颈水封环(18)，缩颈水封环(18)的底端设置成敞口结构(7)。
4.根据权利要求1或2所述的高压天然气疏水阀，其特征在于：竖直拉杆(6)的顶端是采用螺栓连接方式固定连接于倒置式浮子(5)的内顶壁中央位置。
5.根据权利要求1或2所述的高压天然气疏水阀，其特征在于：竖直拉杆(6)的顶端是采用焊连接方式固定连接于倒置式浮子(5)的内顶壁中央位置。
6.根据权利要求1或2所述的高压天然气疏水阀，其特征在于：所说倒置式浮子(5)的顶部设置成球面圆弧状结构。
7.根据权利要求1或2所述的高压天然气疏水阀，其特征在于：在进液管(2)上安装有进液控制阀(1)，在回气管(3)上安装有回气控制阀(4)。
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| CN112742142A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-05-04 | 合肥高新区太空科技研究中心 | 一种高压气液分离器连续性自动排水装置 |
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