HU212788B

HU212788B - Combined regulator of liquid level and pressure for a separator

Info

Publication number: HU212788B
Application number: HU881146A
Authority: HU
Inventors: Kalman Pinter
Original assignee: Pinter Merrill E
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1996-11-28
Also published as: EP0339187A2; HUH3335A; RU2032204C1; EP0339187A3; US5035346A

Description

(57) KIVONAT

A találmány egyesített folyadékszint- és nyomásszabályozó szeparátorokhoz, amelynek egy, a folyadékszintet érzékelő úszója van, amellyel egy merev függőleges tengelyen át két kifolyó-keresztmetszetet szabályozó szerv együttmozgó kényszerkapcsolatban áll, amelynél a kifolyó-keresztmetszetet szabályozó szervek nyomáskiegyenlített tolattyúként (8, 9) vannak kialakítva, ahol az egyik tolattyú (8) a szeparátor gázkifolyójában (2), a másik tolattyú (9) pedig a folyadékkifolyójában (3) van elhelyezve, és a gázkifolyó (2) és a folyadékkifolyó (3) kifolyási keresztmetszete a tolattyúk (8, ill. 9) által van szabályozva.

HU 212 788 B

A leírás terjedelme: 6 oldal (ezen belül 3 lap ábra)

HU 212 788 Β

A találmány tárgya egyesített folyadékszint- és nyomásszabályozó szeparátorokhoz, amely pl. az olajiparban és a vegyiparban szokásos, különböző fázisú közegeknek a szétválasztására szolgáló szeparátoroknál alkalmazható.

A szeparálás az olajiparban, a vegyiparban és más iparágakban egy széleskörűen alkalmazott munkafolyamatot jelent, amelynek során különböző fázisú közegeket egymástól szétválasztanak. Folyékony és gázállapotú közegeket általában túlnyomás alatti szeparátorokban választanak szét.

Az ismert szeparátorok álló helyzetű vagy vízszintes elrendezésű berendezések. A folyamatos működés alapfeltétele, hogy a leválasztott fázisok folyamatosan elvezetésre kerüljenek, éspedig oly módon, hogy a folyadékszint és a nyomás eközben állandó maradjon. Az állandó szint biztosítására szokásos a folyadék és gázállapotú fázisok kifolyóinál szabályozó szerelvényeket elhelyezni, amelyek vagy mechanikai konstrukció révén vagy pedig segédenergia segítségével, egy segédenergiát használó átalakító közbekapcsolása által vannak működtetve. A két célul tűzött feladatot - azaz a folyadékszintnek, valamint a nyomásnak a szabályozását - általában két egymástól független egység biztosítja.

A mechanikus nyomásszabályozás esetében a gázelvezető vezetékbe többnyire egy pillangószelepként kialakított fojtóelem van elhelyezve, amelyet pl. a folyadékszintet érzékelő úszó mozgat.

Mechanikus folyadékszint-érzékelők és nyomásszabályozók ismeretesek pl. a „Sbor. Transport i podgotovka nefti” (Nedra kiadó, Moszkva, 1975) című szakkönyvből. A 122. oldal 48. ábrája egy úszós mechanizmust mutat, amely merev rudakon keresztül mozgatja a folyadék- és a gázkifolyó-vezetékekben elhelyezett pillangószelepeket, és ezáltal szabályozza a szeparátorban levő folyadékszintet.

E megoldás egyik hátránya, hogy a pillangószelep mozgatásához jelentős erő szükséges, és hogy a szükséges erő a pillangószelep szöghelyzetéből és a mérendő folyadékhozamtól függ. Az úszót ezért a lehető legnagyobb forgatónyomatékra kell méretezni. A szükséges forgatónyomaték ráadásul a súrlódó erők miatt a pillangószelep kifolyócsapjainak blokkhüvelyeinél és a működtető mechanizmus csapjainál jelentős. E hátrányok miatt a fenti megoldás csak korlátozottan alkalmazható.

A pillangószelepek hátrányos tulajdonságait küszöböli ki az US 1 670 728 (1928. május 22.) szabadalom szerinti megoldás. Itt a szabályozó szerelvények speciális forgó csapok. Ezen szabadalom szerinti berendezésnél négy kivezető tömszelence és négy súrlódó csap van. Az itt fellépő tetemes súrlódó erők legyőzéséhez nagyméretű úszó szükséges, ami szintén korlátozza ezen megoldás alkalmazhatóságát.

Az említett hiányosságok kiküszöbölésére segédenergiával működtetett szabályozó egységek kerültek alkalmazásra. E megoldások hátránya pedig éppen abban van, hogy segédenergiát használnak.

A találmány célja egy egyszerű felépítésű önszabályozó rendszer kifejlesztése, amely a nyomás- és folyadékszint-szabályozás feladatait egyidejűleg teljesíti, optimális nyomásesést biztosít és nem segédenergiát, sem pedig állandó felügyeletet nem igényel.

A feladat megoldására egy egyesített folyadékszintés nyomásszabályozót fejlesztettünk ki szeparátorokhoz, amelynek egy, a folyadékszintet érzékelő úszója van, amellyel egy merev függőleges tengelyen át két, kifolyó-keresztmetszetet szabályozó szerv együttmozgó kényszerkapcsolatban áll, ahol a kifolyó-keresztmetszetet szabályozó szervek nyomásmentesített tolattyúként vannak kialakítva, ahol az egyik tolattyú a szeparátor gázkifolyójában, a másik tolattyú pedig a folyadékkifolyójában van elhelyezve, és a gázkifolyó és a folyadékkifolyó (3) kifolyási keresztmetszete a tolattyúk által van szabályozva.

A nyomásmentesített tolattyúknak egy, legalább egy nyitott homlokfelülettel rendelkező hengeres hüvelye és a hengeres hüvelyben tengelyirányban eltolhatóan csapágyazott, egyoldalt zárt hengeres szabályozóteste van,

- a szabályozótest zárt homlokfelülete a hengeres hüvelybe benyúlik,

- a hengeres hüvely a függőleges tengellyel össze van kötve,

- a hengeres hüvelynek a szabályozótesttel szemközti homlokfelületének tartományában legalább egy átmenőfurat van a gáz, ill. folyadékbelépés számára,

- a szabályozótest köpenyfalában, a hengeres hüvely nyitott homlokfelületének a magasságában legalább egy rés van kialakítva a gáz-, ill. folyadékbelépés számára, és

- a hengeres szabályozótest a gázkifolyó, ill. folyadékkifolyó végtámaszát képezi.

Az úszó lehet a szeparátor belsejében vagy azon kívül, egy külön szerelvényben elhelyezve.

A találmány szerinti szeparátor adott esetben ki lehet egészítve egy önmagában ismert, tömegkiegyenlítő és/vagy erőfokozó szerkezettel.

A találmányt közelebbről a mellékek rajzok segítségével magyarázzuk. A rajzok a következőket mutatják:

1. ábra a találmány szerinti konstrukció kiviteli alakjának sematikus hosszmetszetét,

2. és 3. ábra a találmány szerinti konstrukció további előnyös kiviteli alakjainak részleteit sematikus ábrázolásban,

4. ábra a találmány szerinti konstrukció egy további kiviteli alakjának sematikus hosszmetszetét,

5. ábra a nyomásmentesített tolattyú egy kiviteli alakjának hosszmetszetét.

Mint ahogyan az az 1. ábrából kitűnik, a találmány szerinti szerkezet az 1 szeparátorhoz van csatlakoztatva. A szerkezet a 12 úszóból és a két, 8 és 9 tolattyúból áll, amelyek a 12 úszóval a függőleges 13 tengelyen át együttmozgó kényszerkapcsolatban állnak. A felső 8 tolattyú az 1 szeparátor 2 gázkifolyójához, az alsó 9 tolattyú az 1 szeparátor 3 folyadékkifolyójához van csatlakoztatva.

A 8 és 9 tolattyúk a találmány szerinti nyomáskiegyenlített tolattyúként vannak kialakítva, ahogy az az 5. ábrán látható. Az 5. ábra példaképpen bemutatja a szabá2

HU 212 788 Β lyozó 8 tolattyú 2 gázkifolyójának kifolyási keresztmetszetét, a 9 tolattyúnak is ugyanez a konstrukciója.

A 8 (ill. 9) tolattyúnak egy hengeres 18 hüvelye van, amely a függőleges 13 tengelynek a megfelelő tengely felével van összekötve. A hengeres 18 hüvelynek az alsó homlokfelülete zárt, a hengeres 18 hüvelynek az alsó tartományában 10 (ill. 11) átmenőfuratok vannak, amelyeken keresztül a gáz (ill. a folyadék) a 20 térbe be tud lépni. A hengeres 18 hüvelyben a hengeres 19 szabályozótest tengelyirányban eltolhatóan van csapágyazva. A 19 szabályozótestnek a hengeres 18 hüvelybe benyúló homlokfelülete zárt. A 19 szabályozótest köpenyfalában négy darab tengelyirányú 4 (ill. 5) rés van kialakítva, amelyeken keresztül a gáz (ill. a folyadék) a 21 térbe be tud lépni. Mivel a 19 szabályozótest az 1 szeparátor 2 gázkifolyójának (ill. 3 folyadékkifolyójának) a végtámaszát képezi, a kifolyási keresztmetszetet a tengelyirányú 4 (ill. 5) rések szabályozzák. A 4 (ill. 5) réseknek a számát és nagyságát a szükséges terhelésnek megfelelően kell méretezni.

A 10 és 11 átmenőfuratoknak köszönhetően a 20 és a 21 terekben a nyomás azonos. A függőleges 13 tengelyen keresztül a 12 úszóval összekötött hengeres 18 hüvelynek a 19 szabályozótesthez viszonyított tengelyirányú eltolása közben csupán az ütköző hengerfelületek közötti súrlódó erőket kell leküzdeni. A 8, ill. 9 tolattyúknak az alkalmas kialakítása mellett ezek a súrlódó erők nem jelentősek.

Amennyiben a folyadékhozam növekszik, a 12 úszó felemelkedik, mire a 9 tolattyú az 5 réseknek a kifolyási keresztmetszetét megnöveli és egyidejűleg a 8 tolattyú a 4 réseknek a kifolyási keresztmetszetét lecsökkenti. Ez azt jelenti, hogy a 3 folyadékkifolyónak a kifolyási keresztmetszetének növekedésével egyidejűleg a 2 gázkifolyó kifolyási keresztmetszete csökkenni fog. A nyomás nő a rendszerben, a megnőtt folyadékhozam elszállításra kerül.

A 2 gázkifolyónak, ill. 3 folyadékkifolyónak a támaszai a 6, ill. 7 tömítésekkel vannak ellátva, amelyek zárt 8, ill. 9 tolattyú esetén a kifolyást megakadályozzák.

A 2. ábra egy erőfokozó szerkezettel kiegészített kialakítását mutatja a találmány szerinti folyadékszintés nyomásszabályozónak. Az erőfokozó szerkezet egy 14 egykarú emelő formájában van kialakítva. A 14 egykarú emelő karjának szabad vége a 12 úszóhoz, a kar egy belső pontja a 13 tengelyhez van rögzítve.

A 3. ábrán a 12 úszó egy erőfokozó és tömegkiegyenlítő szerkezettel van ellátva, amely egyik karjára rögzített 16 kiegyenlítősúllyal rendelkező 15 kétkarú emelő formájában van kialakítva. A 15 kétkarú emelő másik karjának vége a 12 úszóhoz, a kar egy másik pontja a 13 tengelyhez van rögzítve.

Az 1. ábra szerint a találmány szerinti konstrukció az 1 szeparátornak a belsejében van kialakítva.

A 4. ábra egy olyan kialakítási példát mutat, ahol a találmány szerinti egyesített folyadékszint- és nyomásszabályozó nem magában az 1 szeparátorban helyezkedik el, hanem a szeparátoron kívül egy önálló nyomástartó edényben, a 17 szabályozó házban, melynek felső tere az 1 szeparátor gázterével van összekötve a 22 összekötő gázcsővel, míg az alsó tere a 23 összekötő folyadékcsővel az 1. szeparátor folyadékterével. A 17 szabályozó házban helyezkedik el a találmány szerinti, az 1 ábrával ismertetett egyesített folyadékszint- és nyomásszabályozó, és értelemszerűen azzal megegyező módon működik. A 22 összekötő gázcső és 23 összekötő folyadékcsőbe elzáró szerelvények is beépíthetők, így a szabályozó karbantartása vagy átállítása esetén nem kell a szeparátort leüríteni.

A fentiekből egyértelműen látszik, hogy a találmány szerinti megoldás egy egyszerű felépítést nyújt, a nyomás-, ill. folyadékszint-szabályozásnak mind a két funkciója teljesül és külső segédenergiára egyáltalán nincs szükség. További előnyt jelent az, hogy a rendszer önszabályozása folytán az állandó felügyelet feleslegessé válik.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Egyesített folyadékszint- és nyomásszabályozó szeparátorokhoz, amelynek egy, a folyadékszintet érzékelő úszója van, amellyel egy merev függőleges tengelyen át két, kifolyó-keresztmetszetet szabályozó szerv együttmozgó kényszerkapcsolatban áll, azzal jellemezve, hogy a kifolyó-keresztmetszetet szabályozó szervek nyomásmentesített tolattyúként (8, 9) vannak kialakítva, ahol az egyik tolattyú (8) a szeparátor gázkifolyójában (2), a másik tolattyú (9) pedig a folyadékkifolyójában (3) van elhelyezve, és a gázkifolyó (2) és a folyadékkifolyó (3) kifolyási keresztmetszete a tolattyúk (8, ill. 9) által van szabályozva.

2. Az 1. igénypont szerinti egyesített folyadékszintés nyomásszabályozó szeparátorokhoz, azzal jellemezve, hogy

- a nyomásmentesített tolattyúknak (8, 9) egy, legalább egy nyitott homlokfelülettel rendelkező hengeres hüvelye (18) és a hengeres hüvelyben (18) tengelyirányban eltolhatóan csapágyazott, egyoldalt zárt hengeres szabályozóteste (19) van,

- a szabályozótest (19) zárt homlokfelülete a hengeres hüvelybe (18) benyúlik,

- a hengeres hüvely (18) a függőleges tengellyel (13) össze van kötve,

- a hengeres hüvelynek (18) a szabályozótesttel (19) szemközti homlokfelületének tartományában legalább egy átmenőfurat (10, 11) van a gáz-, ill. folyadékbelépés számára,

- a szabályozótest (19) köpenyfalában, a hengeres hüvely (19) nyitott homlokfelületének a magasságában legalább egy rés (4, 5) van kialakítva a gáz-, ill. folyadékbelépés számára, és

- a hengeres szabályozótest (18) a gázkifolyó (2), ill. folyadékkifolyó (3) végtámaszát képezi.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti egyesített folyadékszint- és nyomásszabályozó szeparátorokhoz, azzal jellemezve, hogy az úszó (12) a szeparátornak (1) a belsejében van elhelyezve.

4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti egyesített folya3

HU 212 788 B dékszint- és nyomásszabályozó szeparátorokhoz, azzal jellemezve, hogy az úszó (12) egy, a szeparátoron (1) kívüli, külön szabályozó házban (17) van elhelyezve.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti egyesített folyadékszint- és nyomásszabályozó szeparátorokhoz, azzal jellemezve, hogy az úszóval (12) egy tömegkiegyenlítő és/vagy egy erőfokozó szerkezet van összekapcsolva.

HU 212 788 Β Int. Cl.⁶: G 05 D 9/02

y