Запорная арматура для трубопроводов
Запорная арматура в виде задвижек, заслонок, клапанов и т.п. занимает важное место в процессе строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов. Потребители предъявляют высокие требования к эксплуатационным характеристикам запорной арматуры, поскольку ей приходится работать в условиях высоких температур, давлений и агрессивных сред, особенно в случае аварийных ситуаций.
При аварийной ситуации требуется быстрое перекрытие трубопровода. В этом случае быстродействие запорной арматуры зачастую играет решающую роль. Существующие заслонки для перекрытия магистральных трубопроводов по тем или иным параметрам не отвечают предъявляемым к ним требованиям. Кроме недостаточного быстродействия, среди недостатков существующих заслонок следует отметить быстрое изнашивание трущихся уплотнений поворотного вала и других уплотнительных элементов, недостаточную герметичность в местах соединения, большой вес, достаточную сложность при управлении и сборке, а также ограниченную область применения.
Автором разработана конструкция быстродействующей заслонки (Патент РФ автора) для магистральных трубопроводов разных диаметров. К основным преимуществам разработанной заслонки по сравнению с существующими (например, поворотной заслонкой типа “Баттерфляй” производства швейцарской фирмы «Интер АП») можно отнести: высокое быстродействие, низкую себестоимость, малое сопротивление потоку жидкости или газа, малый вес, автоматическое срабатывание при аварийных ситуациях за 2-3 сек.
Предлагаемая быстродействующая герметичная заслонка содержит корпус (1) из двух одинаковых частей (отрезков) трубопровода с фланцами на концах. На внутренней поверхности одной из частей корпуса заслонки закрепляют запорный диск (2) на шарнирах (3), а уплотняющие элементы (4,5) из эластичного материала закрепляют между фланцами корпуса заслонки. При этом для размещения уплотняющих элементов по периметру фланцевого соединения изнутри корпуса сделаны кольцевые канавки. Запорно-распределительные элементы приводятся в действие от специального привода (11), расположенного на корпусе заслонки через герметичный ввод вращения (10). Управление приводом может быть ручное или автоматическое.
Диаметр заслонки зависит от диаметра трубопровода, а размеры в длину вместе с фланцами не превышают диаметр трубопровода. Для изготовления запорно-распределительных элементов заслонки могут быть использованы различные материалы: металлические, керамические, композиционные (углепластик, стеклопластик) и др.
В случае автоматического закрытия и открытия заслонки рукоятку соединяют с исполнительным механизмом, например, электромагнитом, который, в процессе притяжения якоря, открывает запорный диск, а при отпускании якоря, запорный диск под действием пружины возвращается в закрытое положение или наоборот.
Конструкция заслонки позволяет использовать ее как отсечной клапан при аварийных ситуациях. Так в случае разрыва трубопровода датчик, реагирующий на понижение давления, приводит в действие исполнительный механизм, и заслонка закрывается автоматически. В случае возникновения пожара в газонефтепроводе, или рядом с ним, датчик из материала с термической памятью формы срабатывает при заданной температуре и приводит исполнительный механизм в действие. Закрытие и открытие заслонки можно производить дистанционно с помощью тех же исполнительных механизмов и тех же датчиков.
Предлагаемая заслонка может быть использована в качестве запорной арматуры для газонефтепроводов различных диаметров, в частности, для быстрого перекрытия трубопроводов в аварийных ситуациях, а также может широко применяться в герметичных отсеках морских и воздушных аппаратов или в герметичных производственных боксах при работе с особо чистыми или экологически вредными веществами.
Вышеприведенные преимущества позволяют устанавливать заслонки предлагаемой конструкции, при незначительных затратах, практически через каждые 1000м по всей длине нефте или газопровода и, тем самым, предотвратить экологические бедствия от утечки большого количества нефти или газопродуктов из трубопроводов при аварийных ситуациях.
Необходимо еще раз подчеркнуть, что автором разработана конструкция быстродействующей заслонки для магистральных трубопроводов с широкой номенклатурой по размерам и областям применения. Основные преимущества разработанной заслонки перед существующими – это высокое быстродействие, низкая себестоимость, малое сопротивление потоку жидкости или газа, малый вес, автоматическое срабатывание при аварийных ситуациях за 2-3 сек.