RU2779683C1 - Breaking clutch - Google Patents

Breaking clutch Download PDF

Info

Publication number
RU2779683C1
RU2779683C1 RU2022104361A RU2022104361A RU2779683C1 RU 2779683 C1 RU2779683 C1 RU 2779683C1 RU 2022104361 A RU2022104361 A RU 2022104361A RU 2022104361 A RU2022104361 A RU 2022104361A RU 2779683 C1 RU2779683 C1 RU 2779683C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seal
ball
circuit
seat
explosive
Prior art date
Application number
RU2022104361A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Михайлович Котиков
Александр Юрьевич Демченко
Эльдар Насимович Айдумов
Светлана Владимировна Милославская
Кирилл Владимирович Фролов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335"
Application granted granted Critical
Publication of RU2779683C1 publication Critical patent/RU2779683C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: liquefied natural gas transportation.
SUBSTANCE: invention relates to devices of systems for overflow and transportation of liquefied natural gas and is intended for automatic disconnection of a stander with inlet and outlet pipes of pipelines in case of an emergency. A breakaway clutch is proposed, which includes two valves connected to each other by a clamp, a mechanical disconnector with a drive, each valve contains a main and an auxiliary body; a ball with a fluid passageway; two sealing circuits - primary and secondary, consisting of a group of springs, a ball-seat seal and a ring-seat seal of a different configuration for each circuit, pressed by means of a group of springs to the surface of the ball, ring and seat, having a different configuration for each seal circuit. In case of loss of tightness of the primary seal circuit in the closed position, the secondary seal circuit is designed to maintain the tightness of the breakaway clutch due to the pressing force arising due to the pressure difference on the end faces of the elements and the gaps between the elements of the seal circuit that are structurally provided.
EFFECT: increasing the reliability of the hermetic connection when the coupling is disconnected and increasing the service life of the device by introducing a second seal circuit and equipping the clamp latch with a shear pin, and the different design of the primary and secondary seals allows them to work sequentially - if the primary seal loses tightness, the secondary circuit is triggered.
7 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой области, а именно к устройствам систем перелива и транспортировки сжиженного природного газа, в частности к стыковочным узлам стендера.The invention relates to the oil and gas field, and in particular to devices for overflow systems and transportation of liquefied natural gas, in particular to docking stations of the stander.

Разрывная муфта используется в системе аварийного разъединения и предназначена для автоматического разъединения стендера с приемно-отливными патрубками трубопроводов в случае аварийной ситуации, например, при возникновении значительных осевых усилий, вызванных дрейфом судна.The breakaway coupling is used in the emergency disconnection system and is designed to automatically disconnect the loader from the pipeline inlet and outlet pipes in the event of an emergency, for example, in the event of significant axial forces caused by the drift of the vessel.

Уровень техникиState of the art

Известна разрывная муфта, предназначенная для аварийного разъединения трубопроводов, содержащая запорный клапан, соединительную часть, открывающие и закрывающие клапаны, механизм отделения трубопровода для высвобождения соединения, направляющий элемент, прикрепленный к трубопроводу и выполненный с возможностью соединения с трубопроводом, блок управления для управления механизмом отделения (патент JP 2012184837, опубл. 27.09.2014 г.).Known rupture coupling designed for emergency disconnection of pipelines, containing a shut-off valve, a connecting part, opening and closing valves, a pipeline separation mechanism to release the connection, a guide element attached to the pipeline and configured to be connected to the pipeline, a control unit for controlling the separation mechanism ( patent JP 2012184837, published on September 27, 2014).

Недостатком этого устройства является высокая уязвимость исправности работы устройства из-за сложной системы взаимодействия двух гидроцилиндров для разъединения разрывной муфты. Первый гидроцилиндр поворачивает цапфы разъединителей шарового клапана, и тем самым закрывает их, когда под действием второго гидроцилиндра раскрывается хомут.The disadvantage of this device is the high vulnerability of the correct operation of the device due to the complex system of interaction between two hydraulic cylinders to disconnect the breakaway clutch. The first hydraulic cylinder rotates the pins of the ball valve disconnectors, and thereby closes them when the clamp opens under the action of the second hydraulic cylinder.

Также известен элемент системы аварийной остановки передачи текучей среды (патент WO 2016182066 A1, опубл. 19.03.2019). Система включает в себя корпус, шар, верхний и нижний шток, систему уплотнений с первичным и вторичным уплотнением, содержащую прижимной механизм.An element of the fluid transfer emergency stop system is also known (patent WO 2016182066 A1, publ. 03/19/2019). The system includes a body, a ball, an upper and lower stem, a sealing system with primary and secondary seals containing a clamping mechanism.

Недостатком этого устройства является высокий риск разгерметизации вторичного уплотнения в закрытом положении, и как следствие, всего устройства, поскольку в системе уплотнений используются одинаковые первичное и вторичное уплотнители, выполненные таким образом, что герметичность вторичного уплотнения будет определятся только усилием пружины, которая поджимает кольцо к уплотнению, а в случае превышения усилия от давления на кольцо над усилием пружины произойдет разгерметизация уплотнения. При попадании давления в полость муфты в закрытом положении при прорыве первичного уплотнения вторичное уплотнение разгерметизируется под воздействием давления на поверхность седла, поскольку, возникшая от давления сила, воздействующая на седло, превышает поджимное усилие от действия пружины.The disadvantage of this device is the high risk of depressurization of the secondary seal in the closed position, and as a result, the entire device, since the sealing system uses the same primary and secondary seals, made in such a way that the tightness of the secondary seal will be determined only by the force of the spring, which presses the ring to the seal , and if the force from the pressure on the ring exceeds the force of the spring, the seal will depressurize. When pressure enters the coupling cavity in the closed position when the primary seal is broken, the secondary seal is depressurized under the influence of pressure on the seat surface, since the force arising from the pressure acting on the seat exceeds the clamping force from the action of the spring.

Также, недостатком системы является затрудненное переключение шара из режима «Открыто» (прохождение текучей среды) в режим «Закрыто» (перекрытие потока текучей среды) из-за того, что давление не уравновешивается. Это объясняется тем, что давление из зоны проходного диаметра (зона транспортировки продукта) не попадает во внутреннюю полость изделия и не уравновешивается. Это уменьшает ресурс работы устройства.Also, the disadvantage of the system is the difficult switching of the ball from the "Open" mode (passage of the fluid medium) to the "Closed" mode (shut off the flow of the fluid medium) due to the fact that the pressure is not balanced. This is due to the fact that the pressure from the passage diameter zone (product transportation zone) does not enter the internal cavity of the product and is not balanced. This reduces the resource of the device.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство аварийного отсоединения системы перекачки текучей жидкости (патент KR 101649796 В1, опубл. 30.08.2016 г.). Устройство позволяет закрыть клапан в разрывной муфте, когда в устройстве для перекачки текучей среды возникает угроза неисправности из-за внешних факторов. Устройство представляет собой два шаровых клапана, соединенных между собой хомутом, каждый из которых содержит контур уплотнений перекрытия потока текучей среды. Работа контура уплотнений в шаровом клапане позволяет предотвратить утечку текучей среды, одновременно предотвращая повреждение системы путем разъединения муфты.Closest to the claimed invention in terms of technical essence and the achieved result (prototype) is a device for emergency disconnection of a fluid pumping system (patent KR 101649796 B1, publ. 30.08.2016). The device makes it possible to close the valve in the breakaway sleeve when the fluid transfer device is in danger of malfunction due to external factors. The device consists of two ball valves connected to each other by a clamp, each of which contains a sealing circuit for shutting off the fluid flow. The operation of the sealing circuit in the ball valve prevents fluid leakage while preventing damage to the system by disengaging the coupling.

Недостатком этого устройства является высокий риск разгерметизации контуров уплотнений шарового клапана в закрытом положении (перекрытие потока текучей среды) в случае аварийного разъединения клапанов ввиду отсутствия двухконтурной системы защиты. Также к недостаткам можно отнести высокий риск повреждения хомута и его возможность зацепления за элементы системы аварийного разъединения из-за отсутствия ограничения хода.The disadvantage of this device is the high risk of depressurization of the sealing circuits of the ball valve in the closed position (shutoff of the fluid flow) in the event of an emergency disconnection of the valves due to the lack of a two-circuit protection system. Also, the disadvantages include a high risk of damage to the clamp and its possibility of engagement with the elements of the emergency release system due to the lack of stroke limitation.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Предлагаемая разрывная муфта применяется в морских стендерах, которые используются в погрузочно-разгрузочных операциях сжиженного природного газа на морских/речных терминалах, обеспечивающих соединение береговых трубопроводов с приемно-отливными патрубками трубопроводов на судне. Разрывная муфта обеспечивает закрытие канала продукта при аварийном разрыве системы трубопровода.The proposed breakaway coupling is used in offshore loading arms, which are used in loading and unloading operations of liquefied natural gas at sea / river terminals, providing connection of onshore pipelines with the inlet and outlet pipes of pipelines on the ship. The rupture coupling ensures the closure of the product channel in the event of an emergency rupture of the pipeline system.

Задачей разрывной муфты является повышение надежности герметичного соединения при разъединении муфты и повышение ресурса работы устройства.The task of the breakable coupling is to increase the reliability of the hermetic connection when the coupling is disconnected and to increase the service life of the device.

Технический результат заключается в совместной и последовательной работе двух контуров уплотнений каждого из клапанов, создающей двойной барьер герметизации при осуществлении разъединения устройства и повышающей надежность герметичности, а также в снижении нагрузок при переключении клапанов в закрытое положение, что облегчает их переключение и исключает возможность перекоса шара (заклинивания), тем самым повышая ресурс работы устройства.The technical result consists in the joint and sequential operation of the two sealing circuits of each of the valves, which creates a double sealing barrier when the device is disconnected and increases the reliability of the tightness, as well as in reducing the loads when switching the valves to the closed position, which facilitates their switching and eliminates the possibility of ball misalignment ( jamming), thereby increasing the service life of the device.

Решение озвученной технической проблемы достигается тем, что в разрывной муфте с проходным каналом для текучей среды, имеющей в своем составе два клапана, соединенных между собой хомутом, механический разъединитель с приводом, который посредством толкателя обеспечивает закрытие и разъединение клапанов разрывной муфты, согласно изобретению, каждый клапан содержит:The solution to the mentioned technical problem is achieved by the fact that in a breakaway clutch with a through passage for a fluid medium, which has two valves connected to each other by a clamp, a mechanical disconnector with a drive, which by means of a pusher ensures closing and disconnection of the valves of the breakaway clutch, according to the invention, each valve contains:

основной и вспомогательный корпус, расположенные соосно с упором в торец и возможностью скрепления посредством резьбового соединения;the main and auxiliary body located coaxially with an emphasis on the end and the possibility of fastening by means of a threaded connection;

шар с проходным каналом для текучей среды, соединенный с основным корпусом посредством неподвижной и подвижной опор, зафиксированных в посадочных местах основного корпуса, при этом подвижная опора через установленную на нее цапфу входит в сопряжение с толкателем привода и осуществляет вращательное перемещение шара для перекрытия проходного канала;a ball with a passage channel for fluid, connected to the main body by means of fixed and movable supports fixed in the seats of the main body, while the movable support through the trunnion mounted on it enters into conjugation with the pusher of the drive and performs rotational movement of the ball to block the passage channel;

два контура уплотнений - первичный и вторичный, расположенных в посадочных местах основного и вспомогательного корпусов и состоящих из:two sealing circuits - primary and secondary, located in the seats of the main and auxiliary housings and consisting of:

группы пружин, расположенных эксцентрично к оси проходного канала;groups of springs located eccentrically to the axis of the passage channel;

уплотнения шар-седло и уплотнения кольцо-седло отличной конфигурации для каждого контура, прижимающихся посредством группы пружин к поверхности шара;ball-seat seals and ring-seat seals of a different configuration for each circuit, pressed against the surface of the ball by a group of springs;

кольца и седла, имеющих отличную конфигурацию для каждого контура уплотнений и расположенных концентрично оси проходного канала,rings and seats, having a different configuration for each sealing circuit and located concentrically to the axis of the bore,

при этом, в случае потери герметичности первичного контура уплотнений в закрытом положении, вторичный контур уплотнений выполнен с возможностью поддержания герметичности разрывной муфты за счет усилия поджима, возникающего благодаря разности давлений на торцевых гранях элементов и конструктивно обеспеченным зазорам между элементами контура уплотнений.at the same time, in case of loss of tightness of the primary seal circuit in the closed position, the secondary seal circuit is made with the ability to maintain the tightness of the breakaway clutch due to the pressing force arising due to the pressure difference on the end faces of the elements and the gaps between the elements of the seal circuit that are structurally provided.

В первичном контуре зазоры расположены между кольцом и седлом с одной стороны и кольцом и вспомогательным корпусом с другой, а во вторичном контуре зазоры расположены между седлом и основным корпусом с одной стороны, и седлом и шаром - с другой.In the primary circuit, the gaps are located between the ring and the seat on one side and the ring and the auxiliary body on the other, and in the secondary circuit the gaps are located between the seat and the main body on the one hand, and the seat and ball on the other.

В открытом положении (при прохождении продукта) первичный и вторичный контуры уплотнения позволяют осуществлять герметизацию соединения посредством поджима уплотнения шар-седло к шару за счет передачи усилия от группы пружин, причем в первичном уплотнении возможность герметизации одновременно обеспечивается усилием, возникающим вследствие разницы давлений на торцевых поверхностях кольца в обеспеченных зазорах между кольцом и седлом с одной стороны, и кольцом и вспомогательным корпусом - с другой стороны.In the open position (during the passage of the product), the primary and secondary seal circuits allow sealing of the connection by pressing the ball-seat seal against the ball due to the transfer of force from a group of springs, and in the primary seal, the possibility of sealing is simultaneously ensured by the force arising from the pressure difference on the end surfaces rings in the provided gaps between the ring and the seat on one side, and the ring and auxiliary body on the other side.

В закрытом положении устройства (при перекрытии потока текучей среды) осуществляется последовательная совместная работа контуров уплотнений за счет различной конфигурации, и при потере герметичности первичного уплотнения срабатывает контур вторичного, тем самым обеспечивая надежность герметизации всего устройства. Это обеспечивает надежность работы устройства и исключает возможную утечку транспортируемого материала во внешнюю среду.In the closed position of the device (when the fluid flow is shut off), the seal circuits work together sequentially due to different configurations, and if the primary seal is lost, the secondary circuit is activated, thereby ensuring the reliability of the sealing of the entire device. This ensures the reliability of the device and eliminates the possible leakage of the transported material into the environment.

Конфигурация первичного контура уплотнений отличается от конфигурации вторичного контура уплотнений формой кольца, седла и уплотнения кольцо-седло. Конструкция разрывной муфты содержит ловушку для хомута, которая позволяет ограничить ход хомута при его раскрытии и защитить тем самым от ударов, повреждений и зацепления элементов системы аварийного разъединения. Защелка хомута содержит срезной штифт для фиксации защелки, что обеспечивает ее защиту от самораскрытия. Сопрягаемые поверхности хомута и шайбы в месте их соединения выполнены в форме полусферы, что исключает заклинивание при разъединении.The configuration of the primary seal circuit differs from that of the secondary seal circuit in the shape of the ring, seat, and ring-to-seat seal. The design of the breakaway sleeve contains a trap for the yoke, which allows you to limit the travel of the yoke when it is opened and thereby protect against shock, damage and engagement of the elements of the emergency release system. The yoke latch contains a shear pin for locking the latch, which ensures its protection from self-opening. The mating surfaces of the clamp and the washer at the point of their connection are made in the form of a hemisphere, which eliminates jamming during separation.

Цапфы выполнены с возможностью реализации гидравлического и ручного управления ключом.The trunnions are made with the possibility of implementing hydraulic and manual key control.

В конструкции разрывной муфты предусмотрена возможность реализации контроля герметичности контуров уплотнений перекрытия потока текучей среды. В этом случае в корпусе муфты создается канал вывода с заглушкой и расположенным на ней датчиком давления.The design of the breakaway sleeve provides for the possibility of implementing the control of the tightness of the sealing circuits for shutting off the fluid flow. In this case, an output channel with a plug and a pressure sensor located on it is created in the clutch housing.

Седла первичного и вторичного контуров уплотнений подвижны и поджимаются к шару под воздействием пружины. Благодаря этому исключается возможный перекос установки уплотнений шар-седло относительно шара и обеспечивается плотный контакт в месте их прижима, в результате чего обеспечивается высокая герметичность соединенияThe seats of the primary and secondary seal circuits are movable and are pressed against the ball under the influence of a spring. Due to this, a possible misalignment of the installation of the ball-seat seals relative to the ball is excluded and tight contact is ensured at the place of their pressing, resulting in a high tightness of the connection.

В конструкции муфты предусмотрен срезной винт, предназначенный для фиксации цапфы от возможного поворота и закрытия клапана при воздействии толкателя.A shear screw is provided in the design of the coupling, designed to fix the trunnion from possible rotation and closing of the valve when exposed to the pusher.

В устройстве разрывной муфты существует возможность реализации канала для продувки азотом для криогенного исполнения. Низкая температура эксплуатации исключает использование смазки, поэтому следует использовать систему продувки азотом. Продувку азотом осуществляют в целях устранения конденсата, то есть обеспечивают выдувку конденсата, чтобы конденсат не кристаллизовался в лед. Продувку азотом осуществляют до начала перекачки продукта по трубопроводу стендера, а также во время перекачки и после. Цапфа (механизм поворота для перевода шара в положение открыто/закрыто) при этом содержится сухой и заполненной азотом.In the breakaway device, it is possible to implement a nitrogen purge channel for cryogenic applications. The low operating temperature precludes the use of lubrication, so a nitrogen purge system should be used. Nitrogen purge is carried out in order to eliminate condensate, that is, condensate is blown out so that the condensate does not crystallize into ice. Nitrogen purge is carried out before the product is pumped through the stander pipeline, as well as during pumping and after. The trunnion (the pivoting mechanism for turning the ball into the open/closed position) is kept dry and filled with nitrogen.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 приведен общий вид разрывной муфты;in fig. 1 shows a general view of the breakaway clutch;

на фиг. 2 - общий вид разрывной муфты, вид сбоку;in fig. 2 - general view of the breakaway coupling, side view;

на фиг. 3 - разрывная муфта в положении «Открыто»;in fig. 3 - bursting clutch in the "Open" position;

на фиг. 4 - Вид А. Первичный контур уплотнения;in fig. 4 - View A. Primary seal circuit;

на фиг. 5 - Вид Б. Вторичный контур уплотнения в положении «Открыто»;in fig. 5 - View B. Secondary seal circuit in the "Open" position;

на фиг. 6 показана разрывная муфта в положении «Закрыто», где Р - давление;in fig. 6 shows the breakaway clutch in the "Closed" position, where P is the pressure;

на фиг. 7 - Вид В. Вторичный контур уплотнения для положения «Закрыто».in fig. 7 - View B. Secondary seal circuit for the "Closed" position.

на фиг. 8 - увеличенное изображение вторичного контура уплотнений с выполненным скосом на уплотнителе кольцо-седло;in fig. 8 - an enlarged image of the secondary contour of the seals with a bevel on the ring-seat seal;

на фиг. 9 - сопрягаемые хомут и шайба.in fig. 9 - mating clamp and washer.

на фиг. 10 - общий вид разрывной муфты в варианте исполнения со вторым гидроцилиндром.in fig. 10 is a general view of the breakaway clutch in the version with the second hydraulic cylinder.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Разрывная муфта состоит из клапанов 1 и 2, скрепленных между собой хомутом 3 и защелкой 4 со срезным штифтом 5 (фиг. 1, 2). На корпусах клапанов установлены кронштейны 6, 7. На кронштейне 6 установлен гидроцилиндр 8, на штоке которого закреплен толкатель 9. На кронштейне 7 установлен толкатель 10 с упором толкателя 11, а также закреплены винт срезной 12 и винт упорный 13. На обратной стороне толкателей 9, 10 закреплены пластины упорные 14, 15 (показаны штрихпунктирной линией на фиг. 2). Цапфы 16, 17 установлены на подвижных опорах 18 клапанов 1, 2. На клапане 2 закреплена ловушка 19. Опоры зафиксированы в посадочных местах основного корпуса 20 (фиг. 3).Explosive clutch consists of valves 1 and 2, fastened together by a clamp 3 and a latch 4 with a shear pin 5 (Fig. 1, 2). Brackets 6, 7 are installed on the valve bodies. A hydraulic cylinder 8 is installed on the bracket 6, on the rod of which a pusher 9 is fixed. A pusher 10 with a stop of the pusher 11 is installed on the bracket 7, and a shear screw 12 and a thrust screw 13 are fixed. On the reverse side of the pushers 9 , 10 fixed thrust plates 14, 15 (shown by a dashed line in Fig. 2). The pins 16, 17 are mounted on movable supports 18 of the valves 1, 2. A trap 19 is fixed on the valve 2. The supports are fixed in the seats of the main body 20 (Fig. 3).

Устройство работает следующим образом. Продукт (например, сжиженный природный газ) прокачивается под давлением через внутренний проходной диаметр изделия. При возникновении экстренной ситуации, через управляющий сигнал срабатывает гидроцилиндр, шток гидроцилиндра выдвигается, при этом установленный на нем толкатель 9 упираясь в толкатель, 10 сдвигает их вниз. При движении толкателей вниз пластины упорные 14, 15 одновременно поворачивают цапфы 16, 17 до контакта с упорным винтом 13, при этом срезается винт срезной 12 и обеспечивается закрытие проходного диаметра изделия. Далее упор толкателя 11 входит в контакт с защелкой хомута 4 и, сдвигая ее вниз, срезает срезной штифт 5 и раскрывает хомут 3. Ловушка 19, установленная на клапан 2 служит для ограничения хода хомута 3 при его раскрытии (фиг. 1).The device works as follows. The product (for example, liquefied natural gas) is pumped under pressure through the inside diameter of the product. In the event of an emergency, a hydraulic cylinder is activated through a control signal, the hydraulic cylinder rod extends, while the pusher 9 mounted on it rests against the pusher, 10 moves them down. When the pushers move down, the thrust plates 14, 15 simultaneously rotate the pins 16, 17 until they contact the thrust screw 13, while the shear screw 12 is sheared and the through diameter of the product is closed. Further, the stop of the pusher 11 comes into contact with the latch of the clamp 4 and, moving it down, cuts off the shear pin 5 and opens the clamp 3. The trap 19 installed on the valve 2 serves to limit the travel of the clamp 3 when it is opened (Fig. 1).

Муфта в положении «Открыто» представлена на фиг. 3 и содержит систему уплотнений перекрытия потока текучей среды клапана, шар 21, основную полость клапана 22 и полость муфты 23. Шар зафиксирован с помощью подвижной 18 и неподвижной 24 опор, зафиксированных в посадочном месте основного корпуса 20.The clutch in the "Open" position is shown in Fig. 3 and contains a system of seals for shutting off the fluid flow of the valve, a ball 21, the main cavity of the valve 22 and the cavity of the coupling 23. The ball is fixed with the help of movable 18 and fixed 24 supports fixed in the seat of the main body 20.

Система уплотнений перекрытия потока текучей среды состоит из первичного (фиг. 4) и вторичного (фиг. 5) контуров уплотнений.The fluid shutoff seal system consists of a primary (FIG. 4) and secondary (FIG. 5) seal circuits.

Работа разрывной муфты в части уплотнений перекрытия потока текучей среды (без продукта) осуществляется следующим образом: группа пружин 25 поджимает кольцо 26 к уплотнению шар-седло 27, а то, в свою очередь, воздействуя на седло 28, поджимает уплотнение кольцо-седло 29 к шару 21, замыкая тем самым контур (фиг 4, 5).The operation of the breakaway clutch in terms of fluid flow seals (without product) is carried out as follows: a group of springs 25 presses the ring 26 against the ball-seat seal 27, and then, in turn, acting on the seat 28, presses the ring-seat seal 29 to ball 21, thereby closing the circuit (Fig. 4, 5).

В открытом положении герметичность в первичном контуре уплотнений обеспечивается поджимом и прилеганием уплотнения шар-седло 27, расположенного в седле 28 к шару 21 за счет передачи силы от группы пружин 25, расположенных в отверстиях (углублениях) вспомогательного корпуса 30 концентрично оси перетока продукта через кольцо 26 и за счет возникновения силы из-за разности давлений на торцевых гранях кольца 26, благодаря выполненным зазорам между кольцом 26 и седлом 28 с одной стороны и кольцом 26 и вспомогательным корпусом 30 - с другой. При этом эффект возникновения разницы давления достигается за счет расположения уплотнительного элемента кольцо-седло 29, расположенного линейно между кольцом 26 и седлом 28 и диаметрально между вспомогательным корпусом 30 и седлом 28 таким образом, что площадь S1 заведомо меньше площади S2.In the open position, tightness in the primary circuit of the seals is ensured by pressing and fitting the ball-seat seal 27 located in the seat 28 to the ball 21 due to the transfer of force from the group of springs 25 located in the holes (recesses) of the auxiliary body 30 concentric to the axis of the product flow through the ring 26 and due to the occurrence of force due to the pressure difference on the end faces of the ring 26, due to the clearances between the ring 26 and the seat 28 on the one hand and the ring 26 and the auxiliary body 30 on the other. In this case, the effect of the occurrence of a pressure difference is achieved due to the location of the sealing element ring-seat 29, located linearly between the ring 26 and the seat 28 and diametrically between the auxiliary body 30 and the seat 28 in such a way that the area S 1 is obviously less than the area S 2 .

Герметичность во вторичном контуре уплотнений при открытом положении разрывной муфты обеспечивается поджимом и прилеганием уплотнения шар-седло 27 расположенного в седле 28 к шару 21 за счет передачи силы от группы пружин 25, расположенных в отверстиях (углублениях) основного корпуса 20 концентрично оси перетока продукта через кольцо 26, благодаря выполненным зазорам между седлом 28 и основным корпусом 20 с одной стороны и седлом 28 и шаром 21 - с другой. При этом уплотнение кольцо-седло 29 расположено линейно между кольцом 26 седлом 28 и диаметрально между основным корпусом 20 и седлом 28, а форма торцевых поверхностей седла 28 выполнена таким образом, что площадь S3 сопоставима по размерам с площадью S4, в результате чего усилие поджима от давления продукта не образуется.Tightness in the secondary circuit of the seals in the open position of the bursting sleeve is ensured by pressing and fitting the ball-seat seal 27 located in the seat 28 to the ball 21 due to the transfer of force from the group of springs 25 located in the holes (recesses) of the main body 20 concentric to the axis of the product flow through the ring 26, due to the gaps between the seat 28 and the main body 20 on the one hand and the seat 28 and the ball 21 on the other. In this case, the ring-seat seal 29 is located linearly between the ring 26 and the seat 28 and diametrically between the main body 20 and the seat 28, and the shape of the end surfaces of the seat 28 is made in such a way that the area S3 is comparable in size to the area S4, as a result of which the pressing force from product pressure is not generated.

При закрытии клапана разрывной муфты первичный контур уплотнений перекрытия потока текучей среды работает аналогично положению «Открыто». В случае утечки (разгерметизации) в первичном контуре уплотнений продукт проникает в полость муфты 23 (фиг. 6), давление продукта Р через выполненные зазоры между кольцом 26 и седлом 29 с одной стороны, и кольцом 26 и основным корпусом 20 - с другой, воздействует на торцевые поверхности кольца 26, при этом площадь S6 выполнена заведомо больше площади S5 (фиг. 7).When the breakaway valve is closed, the primary fluid shutoff seal circuit operates similarly to the "Open" position. In the event of a leak (depressurization) in the primary seal circuit, the product penetrates into the cavity of the coupling 23 (Fig. 6), the pressure of the product P through the gaps between the ring 26 and the seat 29 on the one hand, and the ring 26 and the main body 20 - on the other, acts on the end surfaces of the ring 26, while the area S 6 is made obviously larger than the area S 5 (Fig. 7).

При этом герметичность вторичного контура уплотнений обеспечивается поджимом и прилеганием уплотнения шар-седло 27 расположенного в седле 28 к шару 21 за счет передачи силы от группы пружин 25, расположенных в отверстиях (углублениях) основного корпуса 20 концентрично оси перетока продукта через кольцо 26 и усилием поджима, образующимся из-за разности давлений на торцевых гранях кольца 26 (фиг. 7).At the same time, the tightness of the secondary circuit of the seals is ensured by pressing and fitting the ball-seat seal 27 located in the seat 28 to the ball 21 due to the transfer of force from the group of springs 25 located in the holes (recesses) of the main body 20 concentric to the axis of the product flow through the ring 26 and pressing force , formed due to the pressure difference on the end faces of the ring 26 (Fig. 7).

Это позволяет обеспечить двойной контур (барьер) защиты герметизации, когда один контур уплотнений дублирует функцию другого.This makes it possible to provide a double circuit (barrier) of sealing protection, when one seal circuit duplicates the function of another.

Во вторичном контуре уплотнений возможно исполнение уплотнения кольцо-седло 29, прилегающего к кольцу 26 со скосом (фиг. 8). В этом случае в открытом положении усилие давления за счет роста давления продукта на торцевую поверхность кольца превышает усилие от воздействия пружин на кольцо 26, что влечет за собой разгерметизация и образование зазора между седлом 28 и кольцом с уплотнением 29 и выравнивание давления в полости муфты 23. Это обеспечивает снятие нагрузки с шара 21 и его более плавное и не напряженное переключение в закрытое положение.In the secondary circuit of the seals, it is possible to perform the ring-seat seal 29 adjacent to the ring 26 with a bevel (Fig. 8). In this case, in the open position, the pressure force due to the increase in pressure of the product on the end surface of the ring exceeds the force from the action of the springs on the ring 26, which entails depressurization and the formation of a gap between the seat 28 and the ring with seal 29 and equalizes the pressure in the cavity of the coupling 23. This ensures that the load is removed from the ball 21 and its smoother and less stressful switching to the closed position.

Сопрягаемые поверхности хомута 3 и шайбы 31 в месте их соединения выполнены в форме полусферы, что исключает заклинивание при разъединении (фиг. 9).The mating surfaces of the clamp 3 and the washer 31 at the point of their connection are made in the form of a hemisphere, which eliminates jamming during separation (Fig. 9).

В конструкции разрывной муфты возможен вариант использования привода 32 (гидроцилиндра), который соединен с вилкой 33 с гнездом цапфы 10 и устанавливается на стойке 34, которая закреплена на кронштейне 5 (фиг. 10).In the design of the breakaway clutch, it is possible to use the drive 32 (hydraulic cylinder), which is connected to the plug 33 with the trunnion socket 10 and mounted on the rack 34, which is fixed on the bracket 5 (Fig. 10).

Также возможна установка на кронштейне 5 датчика положения 35, который будет определять положение штока гидроцилиндра 27.It is also possible to install a position sensor 35 on the bracket 5, which will determine the position of the hydraulic cylinder rod 27.

Таким образом, благодаря предлагаемому конструктивному решению разрывной муфты обеспечивается последовательная работа первичного и вторичного контуров уплотнений в закрытом положении, когда при потере герметичности первичного контура уплотнений срабатывает вторичный и в каждом клапане разрывной муфты обеспечивается надежная герметизация разрывной муфты, что позволяет разъединить трубопроводы, не теряя транспортируемого вещества и предотвращая его утечку во внешнюю среду, повышая таким образом надежность работы устройства. При этом при открытом проходном канале для потока текучей среды вторичный контур уплотнений обеспечивает возможность разгерметизации и выравнивания давления между пространством первичного и вторичного контуров уплотнений (полость муфты 23) и проходном канале для потока текучей среды (полость клапана 22) за счет превышения усилия группы пружин давлением текучей чреды, в результате чего снимается нагрузка на шар и происходит легкое и плавное вращательно перемещение, что позволяет увеличить ресурс работы устройства.Thus, thanks to the proposed design solution of the breakaway coupling, sequential operation of the primary and secondary seal circuits in the closed position is ensured, when, in the event of loss of tightness of the primary sealing circuit, the secondary one is activated and reliable sealing of the breakaway coupling is provided in each valve of the breakaway coupling, which makes it possible to disconnect the pipelines without losing the transported substance and prevent its leakage into the environment, thus increasing the reliability of the device. At the same time, with an open passage channel for fluid flow, the secondary seal circuit provides the possibility of depressurization and equalization of pressure between the space of the primary and secondary seal circuits (coupling cavity 23) and the passage channel for fluid flow (valve cavity 22) due to the pressure exceeding the force of the spring group fluid string, as a result of which the load on the ball is removed and there is an easy and smooth rotational movement, which allows to increase the service life of the device.

Claims (7)

1. Разрывная муфта с проходным каналом для текучей среды, имеющая в своем составе два клапана, соединенных между собой хомутом, механический разъединитель с приводом, который посредством толкателя обеспечивает закрытие и разъединение клапанов разрывной муфты, причем каждый клапан содержит: основной и вспомогательный корпусы, расположенные соосно с упором в торец и возможностью скрепления посредством резьбового соединения; шар с проходным каналом для текучей среды, соединенный с основным корпусом посредством неподвижной и подвижной опор, зафиксированных в посадочных местах основного корпуса, при этом подвижная опора через установленную на нее цапфу входит в сопряжение с толкателем привода и осуществляет вращательное перемещение шара для перекрытия проходного канала; два контура уплотнений - первичный и вторичный, расположенных в посадочных местах основного и вспомогательного корпусов и состоящих из: группы пружин, расположенных эксцентрично к оси проходного канала; уплотнения шар-седло и уплотнения кольцо-седло отличной конфигурации для каждого контура, прижимающихся посредством группы пружин к поверхности шара; кольца и седла, имеющих отличную конфигурацию для каждого контура уплотнений и расположенных концентрично оси проходного канала, при этом, в случае потери герметичности первичного контура уплотнений в закрытом положении, вторичный контур уплотнений выполнен с возможностью поддержания герметичности разрывной муфты за счет усилия поджима, возникающего благодаря разности давлений на торцевых гранях элементов и конструктивно обеспеченным зазорам между элементами контура уплотнений.1. Explosive clutch with a through channel for a fluid medium, which has two valves connected to each other by a clamp, a mechanical disconnector with a drive, which by means of a pusher ensures closing and disconnection of the valves of the explosive clutch, each valve contains: the main and auxiliary housings located coaxially with an emphasis on the end and the possibility of fastening by means of a threaded connection; a ball with a passage channel for fluid, connected to the main body by means of fixed and movable supports fixed in the seats of the main body, while the movable support through the trunnion mounted on it enters into conjugation with the pusher of the drive and performs rotational movement of the ball to block the passage channel; two sealing circuits - primary and secondary, located in the seats of the main and auxiliary housings and consisting of: a group of springs located eccentrically to the axis of the passage channel; ball-seat seals and ring-seat seals of a different configuration for each circuit, pressed against the surface of the ball by a group of springs; rings and seats, having a different configuration for each sealing circuit and located concentrically to the axis of the passage channel, while, in the event of loss of tightness of the primary sealing circuit in the closed position, the secondary sealing circuit is designed to maintain the tightness of the bursting coupling due to the pressing force arising due to the difference pressure on the end faces of the elements and structurally provided gaps between the elements of the seal contour. 2. Разрывная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что на корпусе шарового крана содержится ловушка для хомута.2. Explosive coupling according to claim 1, characterized in that the body of the ball valve contains a trap for the clamp. 3. Разрывная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя торцевая поверхность уплотнения кольцо-седло, прилегающего к кольцу во вторичном уплотнителе, выполнена со скосом.3. Explosive coupling according to claim 1, characterized in that the lower end surface of the ring-seat seal adjacent to the ring in the secondary seal is made with a bevel. 4. Разрывная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что в конструкции муфты предусмотрен срезной штифт, предназначенный для фиксации защелки хомута от предотвращения ее самораскрытия.4. Explosive clutch according to claim 1, characterized in that the design of the clutch has a shear pin designed to fix the clamp latch from preventing its self-opening. 5. Разрывная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что в устройстве разрывной муфты выполнен канал для продувки азотом для криогенного исполнения.5. Explosive clutch according to claim 1, characterized in that the device of the explosive clutch has a channel for purging with nitrogen for cryogenic performance. 6. Разрывная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что сопрягаемые поверхности хомута и шайбы в месте их соединения выполнены в форме полусферы.6. Explosive coupling according to claim 1, characterized in that the mating surfaces of the clamp and the washer at the point of their connection are made in the form of a hemisphere. 7. Разрывная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что в конструкции содержится второй привод с датчиками положения, соединенный с вилкой и с гнездом цапфы, позволяющий управлять открытием/закрытием клапана.7. Explosive clutch according to claim 1, characterized in that the design contains a second actuator with position sensors connected to the plug and to the trunnion socket, which allows you to control the opening / closing of the valve.
RU2022104361A 2022-02-17 Breaking clutch RU2779683C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2779683C1 true RU2779683C1 (en) 2022-09-12

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813001C1 (en) * 2023-06-14 2024-02-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сириус Инновационные Технологии" Emergency release coupling

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4622997A (en) * 1984-07-27 1986-11-18 Bridon P.L.C. Emergency release couplers
JP2009185881A (en) * 2008-02-05 2009-08-20 Niigata Loading Systems Ltd Emergency release device for fluid handling device
JP2012184837A (en) * 2011-03-08 2012-09-27 Niigata Loading Systems Ltd Emergency separation device for conduit pipe
KR101649796B1 (en) * 2014-09-26 2016-08-30 제일기술산업(주) Emergency separation apparatus for fluid loading system
WO2016182066A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 株式会社キッツ Trunnion-type ball valve, sealing structure of valve, and packing for valve
RU185643U1 (en) * 2017-12-12 2018-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Пермнефтепродукт" Burst coupling

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4622997A (en) * 1984-07-27 1986-11-18 Bridon P.L.C. Emergency release couplers
JP2009185881A (en) * 2008-02-05 2009-08-20 Niigata Loading Systems Ltd Emergency release device for fluid handling device
JP2012184837A (en) * 2011-03-08 2012-09-27 Niigata Loading Systems Ltd Emergency separation device for conduit pipe
KR101649796B1 (en) * 2014-09-26 2016-08-30 제일기술산업(주) Emergency separation apparatus for fluid loading system
WO2016182066A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 株式会社キッツ Trunnion-type ball valve, sealing structure of valve, and packing for valve
RU185643U1 (en) * 2017-12-12 2018-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Пермнефтепродукт" Burst coupling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813001C1 (en) * 2023-06-14 2024-02-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сириус Инновационные Технологии" Emergency release coupling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4361165A (en) Breakaway pipe coupling with automatically closed valves
US4281819A (en) Balanced stem gate valve
US4622997A (en) Emergency release couplers
US9140410B2 (en) Isolating valve
CA2859230C (en) Valve assembly
EP0842376B1 (en) Dual pilot manifold assembly for a safety relief valve
US4434967A (en) Valve self-relieving seats
US5265845A (en) Cam-actuated split ball valve
US6202668B1 (en) Valve with fire-resistant seal
AU2015212883A1 (en) Connection device for connecting two fluid circuits
EP0528934B1 (en) Arrangement in closing valves
RU2779683C1 (en) Breaking clutch
EP3289252B1 (en) Improved coupling and method thereof
US4515174A (en) Gate valve with internal pressure relief means
US6543468B2 (en) Instrument installation and method for testing imperviousness in a high pressure process
US4519416A (en) Safety connection connecting a vessel containing a gas under pressure to a discharge system
GB2514996A (en) Couplings and valves
RU2779806C1 (en) Emergency disconnection drive coupling
WO2007056865A1 (en) Valve assembly
RU2813001C1 (en) Emergency release coupling
RU2771112C1 (en) Safety apparatus
US11913557B2 (en) Protection device for a fluid flow line, related installation and process
WO2023121508A1 (en) Emergency release coupling
US6145807A (en) By-pass stud with integral safety valve
EP1507112A1 (en) Device for connecting two conduits with destruction means