NO333688B1 - Armatur for montering av en anordning i et prosessror eller beholder - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen er relatert til en monteringsarmatur for innfesting av en anordning (6c), slik som en probe, i en prosessrørledning eller beholder som inneholder fluider. Monteringsarmaturen omfatter en plugg (1c), en armatur (2c) og en tetning (3c) arrangert i et ringformet spor i overflata av pluggen (1c) for å danne en tetteeffekt mellom armaturen (2c) og pluggen (1c). Pluggen (1c) er forspent mot armaturen (2c) ved hjelp av en momentindusert klemkraft. Pluggen (1c) er forspent av de gjengede tappene (5) opptatt inne i tilsvarende radielt ragende åpninger (8) formet i armaturen (2c) for å etablere en kontakt metall mot metall mellom tappene (5) og pluggen (1c). Den radielt føyelige tetningen (3c) blir selvaktivert av selve ledningstrykket inne i røret eller beholderen. Monteringsarmaturen framskaffer en rørarmatur som øker tetteeffekten og sikkerheten, reduserer påkrevd moment til forspenning og forbedrer samtidig pluggens stivhet sideveis.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en monteringsarmatur for montering av en anordning i et prosessrør eller beholder i henhold til den innledende del av krav 1.

Nærmere bestemt er den foreliggende oppfinnelsen relatert til en framgangsmåte for tetting og forspenning av en konisk plugg i en rørarmatur. Pluggen er i seg selv en konvensjonell og akseptert måte for tetting av en rørarmatur. Nærmere bestemt dekker oppfinnelsen en ny tetteanordning som har til hensikt å øke tetteeffekten og -sikkerheten, med bedre støtte sideveis både for pluggen i seg selv og mulige forlengelser montert på samme.

Bakgrunn

Koniske plugger i rørarmatur har funnet bred anvendelse i olje-, gass- og prosessindustrien, for eksempel for tetting av ulike anordninger slik som prober for målings- og overvåkningsformål. Eksempler på dette er ER- og LPR-probene eller vekttapslapper som er montert i prosessbeholdere, brønnhoder eller vanninjeksjonssystemer. Ved å bruke en armatur forsynt med innvendige gjenger og en plugg forsynt med utvendige gjenger, kan en probe føres inn i et rør til direkte kontakt med prosessmediet, mens den tettes med en forspenning fra gjengene som virker på en konisk tetning mellom plugg og armatur. En annen måte å forspenne den koniske tetningen på er med klemkraft fra en dekkmutter med innvendige gjenger, som passer overens med tilsvarende på utsiden av armaturen.

Begge metodene foran mangler tetteeffekt, krever høy forspenning, har ingen innebygd sekundær tetningssikring og gir dårlig støtte for pluggforlengelser slik som en måleprobe beskrevet foran.

En konvensjonell tetning for en konisk plugg er typisk en ringformet pakning laget av et polymermateriale slik som fiberarmert PTFE. Slike pakninger må forspennes gjennom en aksialkraft på pluggen, for å overvinne motkraften fra ledningstrykket inne i røret på den motsatte siden av pluggen. Med et ledningstrykk på mer enn 400 bar og en pakningsdiameter på 40 mm, kan motkraften være så mye som 50 kN eller fem metriske tonn. Aksialkraften på pluggen bør derfor være betydelig høyere enn den forventede motkraften for å danne en margin mot lekkasje, som krever et massivt moment, så mye som 1000 Nm, enten på den gjengede pluggen med stor diameter eller gjenget dekke i løsningene beskrevet foran. I tilfellet det oppstår feil på tetningen, må det av sikkerhetshensyn brukes en separat sekundær tetning oppstrøms.

Et annet problem er at alle eksterne krefter som virker på pluggen fra angitte forlengelser passerer gjennom PTFE-pakningen, som i seg selv har en lav stivhet selv når den er forspent, som fører til lekkasje og mulige problemer med naturlige frekvenser på lange måleprober.

Formål

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er derfor å framskaffe en monteringsarmatur for montering av en anordning i et prosessrør eller -beholder, somøker tetteeffekt og sikkerhet, reduserer moment som kreves til forspenning og forbedrer anordningens stivhet i sideretning.

Oppfinnelsen

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen oppnås med en monteringsarmatur for montering av en anordning i et prosessrør eller -beholder, som beskrevet i den karakteriserende del av krav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de respektive uselvstendige kravene.

Den overraskende tekniske effekt oppnås ved en kombinasjon av en radielt føyelig selvaktivert tetning, og et flertall lav-moments bolter som virker direkte på anordningen, forspenner sistnevnte med en konisk kontakt metall mot metall direkte mot armaturen.

Betegnelsen «anordning» har her til hensikt å inkludere enhver fysisk anordning som kan opptas inne i armaturen, midlertidig så vel som permanent. Eksempler på anordninger av denne typen er: anordninger for uttak av prøver fra innsiden av røret eller beholderen, anordninger for injeksjon av kjemikalier, en vekttapslapp for måling av korrosjon inne i rørledningen eller beholderen, og en probe for målings- og overvåkningsformål. Andre anordninger er imidlertid også tenkbare og bør ligge innenfor rekkevidden for en fagperson.

Den koniske kontakten vil sikre at ingen eksterne belastninger eller vibrasjoner passerer gjennom tetningen når forspenningsveien er avgrenset innenfor en svært kort krets, mellom kontakten og boltene.

Denne monteringsarmaturen vil ha en innebygget sikkerhet mot utblåsninger ved at anordningen tvinges mot armaturen med et høyt kontakttrykk og skaper en tett åpning selv i tilfelle tetningen havarerer fullstendig.

Den foreliggende oppfinnelsen vil i tillegg tillate en tertiær tetning mellom den gjengede dekkmutteren og armaturen.

Figurer

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i nærmere detalj med henvisning til et eksempel på en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen med hjelp av figurer, der like henvisningstall har blitt brukt for å identifisere liknende eller identiske deler i de respektive figurene, tilføyd med et tegn ved behov: Figur 1 illustrerer et lengdesnitt av et eksempel på en monteringsarmatur fra den kjente teknikk for festing av en probe inne i et rør eller beholder som inneholder fluider; Figur 2 illustrerer et lengdesnitt av et annet eksempel på en kjent monteringsarmatur for montering av en probe inne i et rør eller beholder som inneholder fluider; Figur 3 illustrerer et lengdesnitt av en utførelsesform av en monteringsarmatur i henhold til den foreliggende oppfinnelsen for montering av en probe inne i en rørledning eller beholder som inneholder fluider; og Figur 4 illustrerer et delvis tverrsnitt av primærpakningen fra det innsirklede området indikert ved SD i figur 3.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Nå med henvisning til figur 1, illustrerer figuren en kjent monteringsarmatur for montering av en probe 6 inn i en fluidholdig rørledning eller beholder 7 i form av et tverrsnitt tatt langs lengdeaksen av proben 6 og dens festeanordning. En rør- eller tankarmatur 2, heretter også betegnet som «armatur», er tettet og forspent på kjent måte av en gjenget plugg 1, som passer en tilsvarende gjenget armatur 2, som til sammen forspenner en konisk ringformet tetning 3, arrangert i et ringformet spor forsynt i pluggen 1, mot armaturens koniske innside, for å tette proben 6 mot atmosfæren. Et deksel 4 er festet ved den bakre enden av pluggen 1 kun for beskyttelse mot omgivelsene.

Nå med henvisning til figur 2, illustrerer figuren en kjent monteringsarmatur for montering av en probe 6b på en tilsvarende måte som i figur 1. En rørarmatur 2b tettes og forspennes på en alternativ måte av et gjenget deksel 4b, som passer en tilsvarende gjenget armatur 2b, som til sammen klemmer pluggen lb mot armaturen og forspenner den koniske tetningen 3b mot armaturens koniske innside.

En utførelsesform av en monteringsarmatur for montering av en anordning, for eksempel en probe, i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er illustrert i figur 3, der

en rørarmatur 2c er tettet og forspent. Pluggen lc er forspent av utvendig gjengede tapper 5 opptatt inne i tilsvarende radielt ragende åpninger 8 formet i armaturen 2c. En tetning 5' er ført

inn i et ringformet spor 5" formet i overflata av åpningen 8. Pluggen lc er i området av åpningen 8 i armaturen 2c forsynt med ei skrå overflate lc'. Dette arrangementet gir en konisk metall mot metall-kontakt direkte mellom armaturen 2c, tappen 5 og pluggen lc. En radielt føyelig tetning 3c blir selvaktiverende av trykket inne i røret. Dekslet 4c er forsynt med en tetning 4c' arrangert mellom dekslet 4c og den bakre enden av armaturen 2c, for å tette mot atmosfæren sammen med armaturen 2c. Gapet S indikerer klaringen mellom pluggen lc og dekslet 4c etter installering.

Figur 3 illustrerer to gjengede tapper 5 arrangert i en vinkel mindre enn 90 grader med hensyn til lengdeaksen av pluggen lc og proben. Vinkelen mellom tappene 5 og lengdeaksen av pluggen lc inkludert antall tapper kan variere. Følgelig kan antall tapper være tre, fire, fem eller selv seks. En fagperson vil være i stand til å beregne antall tapper som kreves i lys av den foreliggende oppfinnelsen og det involverte ledningstrykket, tappdimensjoner, vinkel etc. Vinkelen mellom lengdeaksen av tappene 5 og lengdeaksen av pluggen lc og proben kan også variere med det valgte materialet, dimensjonene og det involverte trykket. Følgelig kan et eksempel på en vinkel mellom lengdeaksen av tappene 5 og lengdeaksen av pluggen lc og proben være 60 grader. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til noe spesifikt antall tapper 5 i overkant av 5 eller noen spesifikk vinkel under 90 grader.

Det innsirklede området (sirkel bare inkludert av illustrative formål) i figur 3 er detaljert i figur 4. Den radielt føyelige tetningen 3c i figur 3 omfatter en ytre tetningsdel 3c' av hovedsakelig ikke komprimerbart fast materiale, slik som et hardt polymermateriale, og en indre tetningsdel 3c" av et hovedsakelig komprimerbart eller elastisk materiale. Retningene «indre» og «ytre» har her til hensikt å indikere retningene med hensyn til den utvendige omkretsen av pluggen lc. Tetningen 3c er arrangert i et ringformet spor forsynt i den utvendige omkretsen av pluggen lc. Tetningsdelene 3c' og 3c" er i fluidkommunikasjon med den indre delen av røret eller beholderen (ikke illustrert i figur 4), slik at fluidtrykket virker på tetningsdelene 3c' og 3c" og tvinger på denne måten den elastiske tetningsdelen 3c" mot tetningsflata 2c' av proben. Nærværet av den hovedsakelig ikke komprimerbare tetningsdelen 3c' vil hindre at den elastiske tetningsdelen 3c" drives ut av fluidtrykket og vil på denne måten opprettholde sin tetteeffekt. Fagpersonen vil lett være i stand til å velge det aktuelle tetningsmaterialet med støtte i den foreliggende beskrivelsen. Eksempler på materialer for bruk med den elastiske tetningsdelen 3c" er: NBR, FCM og EPDM. Tilsvarende er eksempler på materialer for den hovedsakelig ikke-komprimerbare tetningsdelen 3c' PFTE-baserte polymerer armert med glass og/eller karbon.

Mens beskrivelsen foran har vært rettet mot de konstruksjonsmessige detaljene ved den foreliggende oppfinnelsen, vil beskrivelsen nedenfor klarlegge den overraskende tekniske effekt av monteringsarmaturen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

Mens monteringsarmaturen i henhold til oppfinnelsen blir satt sammen, blir flertallet vinkelmessig monterte og gjengede tapper 5 tettet med et forhåndsbestemt moment for å forspenne pluggen lc med en tilsvarende forhåndsbestemt kraft, mot konisk overflate 2c' av armaturen for å etablere en kontakt metall mot metall.

Momentet er framskaffet for å gi kontakten det passende forspenningsnivå, for å overvinne den forventede motkraft fra ledningstrykket for å danne en viss margin mot lekkasje.

Den selvaktiverende primærtetningen 3c kan ha mange utforminger, så lenge den ikke er avhengig av en mekanisk forspenning for å utøve sin tettefunksjon.

I tilfelle tetningen havarerer fullstendig, vil oppfinnelsen fremdeles ha en innebygget sekundærtetning mot dramatiske utblåsninger, ved at pluggen i seg selv tvinges mot armaturens tetteflate 2c' med et høyt kontakttrykk metall mot metall, og skaper en tett åpning som vil beholde sin integritet selv når den utsettes for de ekstreme temperaturene fra en petroleumsdrevet brann.

Tetningen 4c' mellom dekslet 4c, og armatur 2c (Fig. 3), danner sammen med de gjengede tappene 5' en tertiær tetning, som kan brukes til å detektere lekkasje ved å overvåke trykket på innsiden av dekslet, bygget opp mellom sekundær- og tertiærtetning.

Monteringsarmaturen vil også være sikret mot menneskelige feil dersom tappene 5 frigjøres utilsiktet under drift. Pluggen lc kan bare beveges en kort distanse «S» før den vil kontakte dekslet, for derved å begrense gapet mot tetningsflata 2c' og sikre tetningsfunksjonen.

Monteringsarmaturen ifølge den foreliggende oppfinnelsen framskaffer følgelig en tetning for et rør eller en beholder somøker tetteeffekten og sikkerheten, reduserer momentet som kreves til å oppnå nødvendig forspenning og samtidig forbedre pluggens stivhet i sideretning.

Claims (5)

1. Monteringsarmatur for montering av en anordning (6) inne i et prosessrør eller beholder (7), hvorved monteringsarmaturen omfatter en konisk plugg (1, lb, lc) opptatt inne i en armatur (2, 2b, 2c) festet til røret eller beholderen (7); og et deksel (4) arrangert ved den ytre enden av monteringsarmaturen mot omgivelsene; hvorved monteringsarmaturen oppviser en primær tetningsanordning (3) arrangert mellom armaturen (2) og pluggen (1) for å etablere en fluidtett primærtetning mellom det indre av røret eller beholderen og utsiden av samme,karakterisert vedat monteringsarmaturen omfatter to eller flere gjengede tapper (5) opptatt inne i tilsvarende radielt ragende åpninger (8) formet i armaturen (2c), hvorved tappene (5) rager fra omkretsen av armaturen (2) i en vinkel mindre enn 90 grader med lengdeaksen av anordningen (6c) og til kontakt metall mot metall med pluggen (1, lc) for på denne måten å framskaffe en forspenningskraft på pluggen (lc) og anordningen (6c), hvorved den primære tetningsanordningen (3c) er arrangert inne i den koniske delen av pluggen og omfatter et i det minste delvis elastisk materiale, for på denne måten å framskaffe selvaktivert tetting av fluidtrykket og forspenningskraften fra tappene (5) for å tette fluidet mot atmosfæren.

2. Monteringsarmatur ifølge krav 1,karakterisert vedat den oppviser en sekundærtetning framskaffet av et høyt kontakttrykk mellom pluggen (lc) og armaturen (2c), og danner en tett åpning.

3. Monteringsarmatur ifølge krav 1,karakterisert vedat den primære tetningsanordningen omfatter en første tetningsdel (3c") av et komprimerbart fast materiale arrangert i et ringformet spor i den utvendige overflata av pluggen (1), og en andre tetningsdel (3c') av et hovedsakelig ikke-komprimerbart fast materiale arrangert mellom den første tetningsdelen (3") og den innvendige overflata av den omgivende armaturen (2).

4. Monteringsarmatur ifølge et av kravene 1 til 3,karakterisert vedat en tertiær tetning (4c') er arrangert mellom dekslet (4c) og armaturen (2c) for på denne måten å muliggjøre detektering av trykket innenfor dekslet, som bygges opp mellom den sekundære og tertiære tetningen.

5. Monteringsarmatur ifølge et av kravene 1 til 4,karakterisert vedat pluggen (lc) er arrangert med en liten klaring (S) mellom den bakre enden av pluggen (lc) og den innvendige overflata av dekslet (4c) for på denne måten å tillate at pluggen kan beveges en kort distanse (S) i tilfelle de gjengede tappene (5) havarerer, før den kontakter dekslet (4c), og begrenser det koniske gapet mellom den koniske pluggen (lc) og tetningsflata (2c') som dannes av sekundærtetningen og sikrer primærtetningens (3c) funksjon.