Система многократного двойного блокирования и выпуска для крепления диафрагмы - RU2694168C2

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке США U.S. No. 62/091,122, поданной 12 декабря 2014 г. под названием "Multi-Double Block and Bleed System for an Orifice Fitting", которая полностью включена в данном документе посредством ссылки.

ИНФОРМАЦИЯ ПО ФИНАНСИРОВАНИЮ НИОКР ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО БЮДЖЕТА

[0002] Не применимо.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] В эксплуатации трубопроводов и других вариантах промышленного применения применяют диафрагменные расходомеры для измерения объемного расхода газообразного или жидкого потока, перемещающегося через сечение трубной системы. Давление в расходомере может быть высоким, поэтому существует необходимость обеспечения дополнительного барьера защиты между работающим под давлением потоком и окружающей средой снаружи расходомера.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В одном варианте осуществления система многократного двойного блокирования и выпуска для применения с креплением диафрагмы включает в себя перепускной канал измерительной диафрагмы, через который измерительная диафрагма перемещается в расходомере, и четыре блокирующих клапана, установленных последовательно в перепускном канале измерительной диафрагмы, каждый из блокирующих клапанов выполнен с возможностью блокирования ухода текучей среды из расходомера через перепускной канал измерительной диафрагмы. Система многократного двойного блокирования и выпуска дополнительно включает в себя три выпускных клапана, каждый из выпускных клапанов установлен между двумя примыкающими к ним блокирующими клапанами, и выполнен с возможностью обеспечения выпуска для текучей среды в проходном канале измерительной диафрагмы. В дополнение, четыре блокирующих клапана включают в себя самый нижний клапан, примыкающий к нижней камере расходомера, нижний клапан, примыкающий к самому нижнему клапану, самый верхний клапан, самый дальний от нижней камеры из блокирующих клапанов, и верхний клапан, который установлен между нижним клапаном и самым верхним клапаном.

[0005] В одном варианте осуществления, способ обеспечения конфигурации многократного двойного блокирования и выпуска для крепления диафрагмы включает в себя открытие самого нижнего клапана первой пары клапанов, расположенного между верхней камерой расходомера и нижней камерой расходомера, и выше измерительной диафрагмы, расположенной в нижней камере, где измерительная диафрагма сообщается по текучей среде с трубопроводом. Способ дополнительно включает в себя поддержание нижнего клапана первой пары клапанов в закрытом положении и поддержание второй пары клапанов, расположенных выше первой пары клапанов и в верхней камере расходомера, в закрытом положении. Способ также включает в себя поддержание первого выпускного клапана, расположенного между нижним и самым нижним клапанами первой пары клапанов, в закрытом положении, и открытие второго выпускного клапана, расположенного между клапанами второй пары клапанов. Способ дополнительно включает поддержание третьего выпускного клапана, расположенного в верхней камере, выше первой пары клапанов и ниже второй пары клапанов, в закрытом положении.

[0006] В одном варианте осуществления крепление диафрагмы, имеющей систему многократного двойного блокирования и выпуска, включает в себя корпус, имеющий нижнюю камеру и верхнюю камеру, и измерительную диафрагму, расположенную в нижней камере и в сообщении текучей средой с трубопроводом. Крепление диафрагмы дополнительно включает в себя четыре блокирующих клапана, расположенных последовательно в перепускном канале измерительной диафрагмы, который проходит от трубопровода через нижнюю и верхнюю камеры, каждый из блокирующих клапанов выполнен с возможностью блокирования ухода текучей среды из расходомера через перепускной канал измерительной диафрагмы. Крепление диафрагмы также включает в себя три выпускных клапана, каждый из выпускных клапанов установлен между двумя примыкающими к ним блокирующими клапанами, и выполнен с возможностью обеспечения выпуска для текучей среды в перепускном канале измерительной диафрагмы. Кроме того, четыре блокирующих клапана включают в себя самый нижний клапан, примыкающий к трубопроводу, нижний клапан, примыкающий к самому нижнему клапану, самый верхний клапан, который является самым дальним от трубопровода из блокирующих клапанов, и верхний клапан, расположенный между нижним клапаном и самым верхним клапаном.

[0007] Варианты осуществления, описанные в данном документе, содержат комбинацию признаков и преимуществ, для устранения различных недостатков, связанных с некоторыми устройствами, системами и способами известной техники. Выше описаны весьма широко признаки и технические преимущества изобретения для лучшего понимания приведенного ниже подробного описания изобретения. Различные отличия, описанные выше, а также другие признаки должны стать понятными специалисту в данной области техники после прочтения следующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи. Специалисту в данной области техники понятно, что раскрытые концепция и конкретные варианты осуществления можно применять, как основу для модификации или разработки других конструкций для осуществления целей, аналогичных изобретению. Специалисту в данной области техники также должно быть понятно, что такие эквивалентные конструкции не отходят от сущности и объема изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Для подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения должны даваться ссылки на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.

[0009] На фиг. 1 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления диафрагмы с системой многократного двойного блокирования и выпуска согласно принципам, описанным в данном документе.

[0010] На фиг. 2 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 1.

[0011] На фиг. 3 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с открытым самым нижним блокирующим клапаном.

[0012] На фиг. 4 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с открытыми нижним блокирующим клапаном и самым нижним блокирующим клапаном.

[0013] На фиг. 5 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с измерительной диафрагмой, установленной в верхней камере крепления.

[0014] На фиг. 6 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с закрытым самым нижним блокирующим клапаном.

[0015] На фиг. 7 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с закрытыми нижним блокирующим клапаном и самым нижним блокирующим клапаном.

[0016] На фиг. 8 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с открытым первым выпускным клапаном.

[0017] На фиг. 9 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с открытым третьим выпускным клапаном.

[0018] На фиг. 10 вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с открытым верхним блокирующим клапаном.

[0019] На фиг. 11 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с открытыми самым верхним блокирующим клапаном и верхним блокирующим клапаном.

[0020] На фиг. 12 показан вид сбоку, частично в разрезе, крепления и системы многократного двойного блокирования и выпуска фиг. 2 с измерительной диафрагмой, удаленной из крепления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0021] Ниже рассмотрены различные, являющиеся примерами, варианты осуществления изобретения. Вместе с тем, специалисту в данной области техники понятно, что примеры, раскрытые в данном документе, имеют широкое применение, и что рассмотрение любого варианта осуществления дает только пример варианта осуществления и не предполагает ограничения объема рассмотрения, включающего в себя формулу изобретения, вариантами осуществления.

[0022] Некоторые термины применяются по всему следующему описанию и формуле изобретения для частных элементов или компонентов. Как должно быть понятно специалисту в данной области техники, разные люди могут давать одинаковому элементу или компоненту отличающиеся названия. Данный документ не имеет тенденции к установлению различий между компонентами или элементами, отличающимися названием, но не функцией. Чертежи на фигурах не обязательно выполнены с соблюдением масштаба. Некоторые элементы и компоненты в данном документе могут быть показаны с искажением масштаба или в несколько схематичном виде, и некоторые детали обычных элементов могут быть не показаны в интересах ясности и лаконизма.

[0023] В следующем рассмотрении и в формуле изобретения, термины "включающий в себя" и "содержащий" применяются в виде с открытым концом и, следовательно, должны интерпретироваться, означающими "включающий в себя, но без ограничения этим…". Также, термин "соединяют" или "соединяет" служит для указания либо непрямого или прямого соединения. Таким образом, если первое устройство соединено со вторым устройством, указанное соединение может быть прямым соединением, или непрямым соединением через другие устройства, компоненты и соединения. В дополнение, при использовании в данном документе, термины "осевой" и "по оси" в общем означают вдоль или параллельно центральной осевой линии (например, центральной осевой линии корпуса или окна), а термины "радиальный" и "радиально" в общем означают перпендикулярно центральной осевой линии. Например, осевое расстояние относится к расстоянию, измеренному вдоль или параллельно центральной осевой линии, и радиальное расстояние означает расстояние, измеренное перпендикулярно центральной осевой линии.

[0024] На фиг. 1 показан вид в разрезе примера крепления диафрагмы или диафрагменного расходомера 12. Система 100 многократного двойного блокирования и выпуска установлена на диафрагменном расходомере 12. Система 100 многократного двойного блокирования и выпуска обеспечивает доступ с регулируемым давлением в расходомер 12.

[0025] Как также показано на фиг. 1, диафрагменный расходомер 12 установлен в рабочей зоне или окружающей среде 5 и включает в себя корпус 16 и верхнюю часть 18. Верхняя часть 18 вмещает верхнюю камеру 26 и соединена с корпусом 16 болтами 17. Корпус 16 вмещает нижнюю камеру 22, которая сообщается по текучей среде с внутренним пространством трубопровода 34. Струйное течение или источник 10 энергии проходит через трубопровод 34. Диафрагма 31 установлена на измерительной диафрагме 33, поддерживаемой несущим устройством 32 измерительной диафрагмы. Несущее устройство 32 измерительной диафрагмы показано в измерительном положении в нижней камере 22 расходомера 12 и выставленным по оси трубопровода 34.

[0026] Система 100 многократного двойного блокирования и выпуска включает в себя первую или нижнюю пару 101 блокирующих клапанов, вторую или верхнюю пару 102 блокирующих клапанов, а также первый, второй и третий выпускной клапан 51, 52, 53, соответственно. Первая или нижняя пара 101 блокирующих клапанов установлена в нижней камере 22 расходомера 12 и содержит расположенный выше нижний блокирующий клапан 25 и расположенный ниже нижний блокирующий клапан 29, которые образуют нижнюю блокирующую клапанную камеру 23 между собой. Для простоты, расположенный выше нижний блокирующий клапан 25 ниже в данном документе называется нижним блокирующим клапаном 25, и расположенный ниже нижний блокирующий клапан 29 ниже в данном документе называется самым нижним блокирующим клапаном 29. Вторая или верхняя пара 102 блокирующих клапанов расположена в верхней камере 26 расходомера 12 и содержит расположенный выше верхний блокирующий клапан 45 и расположенный ниже верхний блокирующий клапан 49, которые образуют верхнюю блокирующую клапанную камеру 27 между собой. Для простоты, расположенный выше верхний блокирующий клапан 45 ниже в данном документе называется самым верхним блокирующим клапаном 45, а расположенный ниже верхний блокирующий клапан 49 ниже в данном документе называется верхним блокирующим клапаном 49. Перепускной канал 20 измерительной диафрагмы проходит от нижней камеры 22, через нижнюю камеру 23 блокирующих клапанов, верхнюю камеру 26 и верхнюю камеру 27 блокирующих клапанов и соединяет их с проемом 60. Несущее устройство 32 измерительной диафрагмы перемещается в перепускном канале 20 измерительной диафрагмы расходомера 12 с помощью приводного механизма (не показано) с одновременным управлением трубопроводным давлением и его сбросом в нижней камере 22, нижней камере 23 блокирующих клапанов посредством первого выпускного клапана 51, в верхней камере 27 блокирующих клапанов посредством второго выпускного клапана 52 и в верхней камере 26 посредством третьего выпускного клапана 53.

[0027] Первая или нижняя пара 101 блокирующих клапанов дополнительно включает в себя нижнее клапанное седло 28, установленное в перепускном канале 20 измерительной диафрагмы и соединенное с корпусом 16 для обеспечения уплотнительного взаимодействия с самым нижним блокирующим клапаном 29, который сообщается по текучей среде с источником 10 энергии, проходящей через внутреннее пространство трубопровода 34 и нижнюю камеру 22. Когда самый нижний блокирующий клапан 29 закрыт, он блокирует или предотвращает проход струйного течения 10 в трубопроводе 34 за самый нижний блокирующий клапан 29. Нижнее клапанное седло 24 установлено в перепускном канале 20 измерительной диафрагмы выше самого нижнего блокирующего клапана 29 и соединено с верхней частью 18 для обеспечения уплотнительного взаимодействия с расположенным выше блокирующим клапаном 25. Когда нижний блокирующий клапан 25 закрыт, он блокирует или предотвращает проход струйного течения 10 в трубопроводе 34 за нижний блокирующий клапан 25. Нижний блокирующий клапан 25 и самый нижний блокирующий клапан 29 приводятся в действие для скользящего перемещения вращением зубчатых валов (не показано).

[0028] Самое верхнее клапанное седло 44 установлено в перепускном канале 20 измерительной диафрагмы и соединено с верхней частью 18 для обеспечения уплотнительного взаимодействия с самым верхним блокирующим клапаном 45, который расположен вблизи проема 60 и установлен самым дальним от трубопровода 34. Когда самый верхний блокирующий клапан 45 закрыт, он блокирует или предотвращает проход струйного потока 10 из трубопровода 34 за самый верхний блокирующий клапан 45. Верхнее клапанное седло 48 установлено в перепускном канале 20 измерительной диафрагмы ниже самого верхнего блокирующего клапана 45 и соединено с верхней частью 18 для обеспечения уплотнительного взаимодействия с верхним блокирующим клапаном 49. Когда верхний блокирующий клапан 49 закрыт, он блокирует или предотвращает проход струйного потока 10 из трубопровода 34 за верхний блокирующий клапан 49. Самый верхний блокирующий клапан 45 и верхний блокирующий клапан 49 приводятся в действие для скользящего перемещения с помощью вращения зубчатых валов (не показано). Выпускные клапаны 51, 52, 53, нижний и самый нижний блокирующие клапаны 25, 29, соответственно, и самый верхний и верхний блокирующие клапаны 45, 49, соответственно, могут являться любыми подходящими клапанами, известными в технике, в том числе, но без ограничения этим, пробковыми клапанами, задвижками, вращающимися клапанами и шаровыми клапанами.

[0029] Как показано на фиг. 2-4, для удаления несущего устройства 32 измерительной диафрагмы из расходомера 12 вращающиеся зубчатые валы приводятся в действие для скользящего перемещения нижнего и самого нижнего блокирующих клапанов 25, 29, соответственно, вбок и от нижнего и самого нижнего клапанных седел 24, 28, соответственно. В первую очередь открывается второй выпускной клапан 52 для сброса давления в верхней камере 27 блокирующих клапанов между самым верхним и верхним блокирующими клапанами 45, 49, соответственно. Открывается самый нижний блокирующий клапан 29 (фиг. 3), и затем открывается нижний блокирующий клапан 25 (фиг. 4), устанавливая сообщение по текучей среде внутреннего пространства трубопровода 34 с нижней камерой 22, нижней камерой 27 блокирующих клапанов и верхней камерой 26 под второй парой 102 блокирующих клапанов. Самый верхний блокирующий клапан 45 и верхний блокирующий клапан 49 закрыты, обеспечивая защиту с двойным блокированием и выпуском между окружающей средой 5 и источником 10 энергии в трубопроводе 34.

[0030] Как показано на фиг. 5-9, несущее устройство 32 измерительной диафрагмы перемещается в верхнюю камеру 26 (фиг. 5). Когда все несущее устройство 32 измерительной диафрагмы расположено в верхней камере 26 и между верхним блокирующим клапаном 49 и нижним блокирующим клапаном 25, самый нижний блокирующий клапан 29 закрывают (фиг. 6), затем следует закрытие нижнего блокирующего клапана 25 (фиг. 7). Верхняя камера 26 при этом изолирована от трубопровода 34 и нижней камеры 22. Выпускной клапан 51 открывают для сброса любого давления в нижней камере 23 блокирующих клапанов между нижним и самым нижним блокирующими клапанами 25, 29, соответственно (фиг. 8), и выпускной клапан 53 открывают для сброса любого давления в верхней камере 26 между верхним и нижним блокирующими клапанами 49, 25, соответственно (фиг. 9).

[0031] Как показано на фиг. 10-12, третий выпускной клапан 53 закрывают (фиг. 10). Вращающиеся зубчатые валы приводят в действие для скользящего перемещения самого верхнего и верхнего блокирующих клапанов 45, 49, соответственно, вбок и от самого верхнего и верхнего клапанных седел 44, 48, соответственно. Верхний блокирующий клапан 49 открывают (фиг. 10) и затем открывают самый верхний блокирующий клапан 45 (фиг. 11), устанавливая сообщение текучей средой верхней камеры 26 выше нижнего блокирующего клапана 25, верхней камеры 27 блокирующих клапанов и проема 60 с окружающей средой или рабочей зоной 5. Нижний блокирующий клапан 25 и самый нижний блокирующий клапан 29 закрыты, обеспечивая защиту с двойным блокированием и выпуском между источником 10 энергии в трубопроводе 34 и окружающей средой 5. Несущее устройство 32 измерительной диафрагмы удалено из перепускного канала 20 измерительной диафрагмы в верхней камере 26 (фиг. 12). Несущее устройство 32 измерительной диафрагмы может быть удалено из расходомера 12 с помощью приведения в действие вращающихся зубчатых валов (не показано) для скользящего перемещения самого верхнего и верхнего скользящих клапанов 45, 49, соответственно, вбок и от седел 44, 48 самого верхнего и верхнего клапанов, соответственно, и открытия воздействию проема 60.

[0032] Для повторной установки несущего устройства 32 измерительной диафрагмы с измерительной диафрагмой 33 все, первый, второй и третий выпускные клапаны 51, 52, 53, соответственно, закрывают. Описанные выше этапы выполняют в обратном порядке, с первым, вторым и третьим выпускными клапанами 51, 52, 53, соответственно, остающимися закрытыми по ходу всего процесса.

[0033] Система 100 многократного двойного блокирования и выпуска обеспечивает конфигурацию двойного блокирования и выпуска во время каждого этапа удаления или установки измерительной диафрагмы 32 в диафрагменном расходомере с двойной камерой. Либо первая или нижняя пара 101 блокирующих клапанов или вторая или верхняя пара 102 блокирующих клапанов закрыта с соответствующим подключением к процессу выпускных клапанов 51, 52, соответственно, открываемым для сброса в конфигурации двойного блокирования и выпуска во время каждой фазы удаления или установки измерительной диафрагмы 32. Например, как показано на фиг. 3-9, самый верхний блокирующий клапан 45 и верхний блокирующий клапан 49 закрыты, и второй выпускной клапан 52 открыт, обеспечивая конфигурацию двойного блокирования и выпуска между по меньшей мере струйным течением или источником 10 энергии и рабочей зоной или окружающей средой 5, и в некоторых случаях дополнительные включающиеся в работу клапаны (нижний блокирующий клапан 25 на фиг 3; нижний и самый нижний блокирующие клапаны 25, 29 на фиг. 9) также закрыты. Понятно, что конфигурация клапанов 25, 29, 45, 49, 51, 52, 53 представляет конфигурацию четырехкратного блокирования и выпуска. Дополнительно, как показано на фиг. 8-12, нижний блокирующий клапан 25 и самый нижний блокирующий клапан 29 закрыты, и первый выпускной клапан 51 открыт, обеспечивая конфигурацию двойного блокирования и выпуска между струйным течением или источником 10 энергии и участком перепускного канала 20 измерительной диафрагмы, расположенным выше нижнего блокирующего клапана 25.

[0034] Система 100 многократного двойного блокирования и выпуска дополнительно обеспечивает идентификацию протечек в клапанах. Когда включающийся в работу выпускной клапан (например, позиция 51 или 52) открыт между парой закрытых блокирующих клапанов (например, позиция 101 или 102), любая дополнительная текучая среда, которая входит в соответствующий участок перепускного канала 20 измерительной диафрагмы между парой закрытых блокирующих клапанов из струйного течения 10, проходит, как протечка в блокирующем клапане смежном со струйным течением 10.

[0035] Хотя показаны и описаны предпочтительные варианты осуществления, их модификации могут быть выполнены специалистом в данной области техники без отхода от объема или идей данного документа. Варианты осуществления, описанные в данном документе, являются только примерами и не налагают ограничений. Многочисленные вариации и модификации систем, устройств и способов, описанных в данном документе, являются возможными и относятся к объему изобретения. Например, относительные размеры различных частей, материалы, из которых различные части изготовлены, и другие параметры можно варьировать. Соответственно, объем защиты не ограничен вариантами осуществления, описанными в данном документе, но только ограничен приведенной ниже формулой изобретения, объем которой должен включать в себя все эквиваленты объекта изобретения по формуле изобретения. Если иное специально не оговорено, этапы по пункту способа можно выполнять в любом порядке. Указание идентификаторов, таких как (а), (b), (с) или (1), (2), (3) перед этапами в пункте способа не служит для определения и не определяет конкретный порядок этапов, а применяется для упрощения последующих ссылок на такие этапы.

Реферат

Система и способ обеспечения конфигурации многократного двойного блокирования и выпуска в креплении диафрагмы для обеспечения дополнительного барьера защиты между работающим под давлением потоком и окружающей средой снаружи расходомера. Система многократного двойного блокирования и выпуска включает в себя первую пару блокирующих клапанов, установленных ниже второй пары блокирующих клапанов. Система многократного двойного блокирования и выпуска дополнительно включает в себя первый выпускной клапан, установленный между блокирующими клапанами первой пары блокирующих клапанов, второй выпускной клапан, установленный между блокирующими клапанами второй пары блокирующих клапанов, и третий выпускной клапан, установленный между первой и второй парами блокирующих клапанов. Пары блокирующих клапанов и выпускные клапаны выполнены с возможностью обеспечения двойного блокирования и выпуска во время всех фаз установки и удаления измерительной диафрагмы. Технический результат - обеспечение конфигурации двойного блокирования и выпуска во время каждого этапа удаления или установки измерительной диафрагмы в диафрагменном расходомере с двойной камерой, обеспечение идентификации протечек в клапанах. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 12 ил.

Формула