自动管线挡板

技术领域

本公开总体上涉及一种自动管线挡板。更具体地，本公开涉及一种用于密封工艺流的阀。

背景技术

隔离阀用于隔离炼油厂的各个部分，诸如可以在1400F的温度下运行的流体化催化剂裂化单元。隔离阀的尺寸根据输送液体的管道直径而变化，并且在直径上可达12英尺大，其中操作必须与液体隔离。由于它们不经常使用，因此它们手动操作通常很麻烦，并且由相对便宜的材料制成。如果蝶形隔离阀密封不够紧密，则操作可能需要第二阀来完全阻断管线以形成良好紧密的切断。第二阀可以是挡板阀，并且长度可以大到40英尺。一些原始的隔离阀需要链式升降机，通过将板用螺栓固定在开放管线上方的位置来安装板。这些解决方案虽然成本较低且需要的空间较小，但由于将工人暴露在热流体过程中，以及手动操作设备来将重型阻断板放入管线中所带来的风险，从而造成严重的健康危害。

发明内容

本文公开的系统和方法的一般目的是提供一种改进的隔离阀。具体来说，良好的切断对于工人安全和下游设备的正确维修来说都很重要。自动管线挡板阀提供隔离下游所需的密封，同时需要最少的材料和空间来操作和制造。整个装置包含带有挡板的阀体，该挡板滑动穿过阀体以密封阀。该装置设计成与各种现有炼油厂环境结合工作，但也可以与任何需要隔离阀的环境结合地包括有该装置。

在一个非限制性实施例中，自动管线挡板装置105包括阀体110。在一些实施例中，阀体110包括在内侧壁120上的环形凹部115，其中，该环形凹部的一部分包括穿过阀侧壁形成的接收通道125，并且该环形凹部的一部分包括接收凹槽130。在一些实施例中，管线挡板包括密封机构135，密封机构135包括环140和配合表面155，该环140处于环形凹部115的第一侧145上，其中环140构造成沿着阀的长轴线150双向滑动，并且配合表面155处于环形凹部115的与环140相对的第二侧160上。在一些实施例中，该管线挡板包括与环形凹部115相邻的偏压机构165，其中偏压机构165被构造成有选择地沿着阀105的长轴线150致动环140。在一些实施例中，该管线挡板包括挡板170，该挡板170构造成有选择地横向于阀的长轴线双向地致动通过接收通道125，其中，在关闭位置，该挡板被构造成有选择地嵌套在环形凹部中，并且当偏压机构被激活时与密封表面形成密封。在一些实施例中，挡板170的前边缘包括有角度的刀形边缘或凿形边缘，该有角度的刀形边缘或凿形边缘构造成清洁密封表面175。

在整个本说明书中对特征、优点或类似语言的引用并不意味着可以通过本公开实现的所有特征和优点都应该在或存在于本发明的任何单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言被理解为意味着结合实施例描述的特定特征、优点或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的特征和优点的讨论以及类似的语言可以但不一定指代相同的实施例，而是可以指代每个实施例。

此外，本发明的所描述的特征、优点和特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实践本发明。在其它情况下，可以在可能不存在于本发明的所有实施例中的某些实施例中认识到附加的特征和优点。

因此，需要能够将下游部分与上游部分隔离的管线挡板阀。

本公开的特征和优点将通过以下描述和所附权利要求书变得更加明显，或者可以通过如下文阐述的本发明的实践而获知。

附图说明

为了描述能够获得本发明的优点和特征的方式，将参考附图中示出的本发明的具体实施例对上文简要描述的本发明进行更具体的描述。应当理解的是，这些附图仅描述了本发明的典型实施例并且因此不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图以附加的具体性和细节来描述和解释本发明，在附图中：

图1示出了精炼过程的示例性部分；

图2示出了自动管线挡板的透视图；

图3示出了处于第一打开位置和第二关闭位置的自动管线挡板的透视图；

图4示出了接收通道、偏压机构和密封机构的详细剖视图；

图5示出了接收通道、偏压机构和密封机构的详细剖视图；

图6示出了接收通道、偏压机构和密封机构的详细剖视图；并且

图7示出了接收通道、偏压机构和密封机构的详细剖视图；并且

图8示出了刀形片。

具体实施方式

参考附图将最好地理解本公开的当前实施例，其中相同的部件自始至终由相同的数字表示。将容易理解的是，如本文附图中一般描述和示出的，所公开的发明的部件可以以各种不同的构造来布置和设计。因此，如图1-图8所示的装置的实施例的以下更详细的描述并不旨在限制如所要求保护的本发明的范围，而仅代表本发明的当前实施例。

总体上，附图公开了提供管线隔离阀的发明。

在以下描述中，将多次提及管线阀和下游流，但这些项目未在图中详细示出。然而，应当理解的是，本领域并且拥有本公开内容的普通技术人员，将容易理解本公开内容和现有炼油厂结构可以如何结合。

图1总体上描绘了具有当前的若干元件和系统(已标出，但未讨论)的石油制造和精炼过程8。除了这些元件之外，石油制造和精炼过程8可以分别包括第一焦炭鼓18和第二焦炭鼓22，以及附接到其上的去头阀14-a和14-b。在典型的延迟焦化操作中，至少有两个焦炭鼓同时操作，以允许石油及其焦炭副产品的连续的、分批连续的制造和精炼。

现在将对所公开的发明的优选实施例进行详细参考，其示例在图2-图7示出，其示出了根据本发明的一个或多个实施例的自动管线挡板105的各种视图。在一个非限制性实施例中，自动管线挡板装置105包括阀体10。在一些实施例中，阀体110包括在内侧壁120上的环形凹部115，其中，该环形凹部的一部分包括穿过阀侧壁形成的接收通道125，并且该环形凹部的一部分包括接收凹槽30。在一些实施例中，管线挡板包括密封机构135，该密封机构135包括环140和配合表面155，该环在环形凹部115的第一侧145上，其中环140被构造成沿阀的长轴线150双向滑动，并且该配合表面在环形凹部115的与环40相对的第二侧160上。在一些实施例中，管线挡板包括与环形凹部115相邻的偏压机构165，其中偏压机构165被构造成沿着阀105的长轴线150有选择地致动环140。在一些实施例中，管线挡板105包括挡板170，该挡板被构造成有选择地横向于该阀的长轴线双向地致动通过接收通道125，其中，在关闭位置，该挡板被构造成有选择地嵌套在该环形凹部中，并且当偏压机构被激活时与密封表面形成密封。

在一些实施例中，自动管线挡板包括致动器180，致动器180联接到阀110的外部并且被构造成有选择地致动挡板使之进入和离开接收通道25。在一些实施例中，致动器180是升杆致动器。在一些实施例中，使用非上升杆致动器以节省空间。在一些实施例中，伸缩致动器致动挡板170。本发明的一个优点是挡板的简单性。在一些实施例中，当阀105处于打开位置时，不需要阀盖或其它支撑结构来支撑挡板。这降低了制造时间、制造材料的花费以及容纳本发明所需的操作空间。随着挡板170从关闭位置致动到打开位置和从打开位置致动到关闭位置，该接收通道提供将挡板170维持在正确定向所需的支撑。在一些实施例中，支撑轨道用于定向该挡板。在一些实施例中，使用替代致动器，诸如从不同结构悬挂的齿条和小齿轮或升降机。

在一些实施例中，管线挡板105包括偏压机构165。在一些实施例中，该偏压机构包括多个活塞185，所述多个活塞185在远侧环形地间隔开以便与所述环的远侧部分对齐。在一些实施例中，活塞185以十英寸的间距间隔开。在一些实施例中，该活塞联接到环140。在一些实施例中，活塞185悬臂地连接到该环。在一些实施例中，当阀105处于打开位置时，活塞185可以被有选择地激活以沿着该阀的纵向轴线150偏压该环，以使该环接合在挡板170上。在一些实施例中，活塞185被有选择地激活以使该环140接合在设置在环形凹部115的第二侧160上的配合表面155上。该环的表面和配合表面155形成密封表面75，该密封表面密封阀体110并且防止工艺流体逃逸到该环的第一侧200或环的第二侧110，或逃逸到环境中。在一些实施例中，配合表面155被斜切以接收该环并且改善环140和配合表面155之间的密封。在一些实施例中，该环包括多个密封件125，所述多个密封件被构造成进一步防止工艺流体离开该阀的中央通道。

在一些实施例中，偏压机构包括弹簧，该弹簧构造成将环偏压向环形凹部。在一些实施例中，偏压机构包括多个弹簧190，所述多个弹簧190在远侧环形地间隔开，以便与该环的远侧部分对齐。在一些实施例中，该弹簧联接到环140。在一些实施例中，弹簧190悬臂地连接到环。在一些实施例中，当阀105处于打开位置时，弹簧190可以被有选择地激活以沿着阀的长轴线150偏压该环，以使该环接合在挡板170上。在一些实施例中，弹簧190被有选择地激活以使该环140接合在设置在环形凹部115的第二侧60上的配合表面155上。该环的表面和配合表面155形成密封表面175，该密封表面密封阀体110并且防止工艺流体逃逸到环的第一侧200或环的第二侧210，或逃逸到环境中。在一些实施例中，配合表面155被斜切以接收环并且改善环140和配合表面155之间的密封。在一些实施例中，配合表面155是高耐磨材料。在一些实施例中，该环包括多个密封件125，所述多个密封件被构造成进一步防止工艺流体离开该阀的中央通道。

现在参考图4-图5，在一些实施例中，本发明包括由环140和配合表面155组成的密封机构135。密封机构135包括具有密封唇142的环140。在一些实施例中，密封唇142可以是斜切的。在一些实施例中，密封唇142被斜切以增加密封唇142和配合表面55之间的接触。在一些实施例中，密封唇142和配合表面155被构造成形成密封表面175。

现在参考图6，在一些实施例中，密封机构135包括具有密封唇142的环140。在一些实施例中，密封唇142可以是斜切的。在一些实施例中，密封唇142是平的。在一些实施例中，密封唇142被斜切以增加密封唇142和挡板170之间的接触。在一些实施例中，密封唇142和挡板170表面被构造成形成挡板密封表面。在一些实施例中，本发明被构造成当挡板170处于打开位置时和当该挡板处于关闭位置时形成密封(见图3)。在一些实施例中，密封机构135处于挡板阀105的上游侧。

在一些实施例中，主通道中的压力为约5PSI。在一些实施例中，偏压机构165在环140和挡板170或该环和配合表面155之间产生大于5PSI的偏压力。在一些实施例中，偏压机构包括蒸汽输入195，其中，蒸汽填充在该环的第一侧200上以顺应弹簧力的方向。在一些实施例中，该环的第一侧200被构造成维持压力以允许第一侧200随着环140沿着长轴线150延伸而扩展以使环140与表面接合。在一些实施例中，由第一侧的附加蒸汽产生的力超过10PSI。

在一些实施例中，蒸汽被引入到该环的第二侧105中。在一些实施例中，该环的第二侧105被构造成维持足够的压力以抵消弹簧的力并且扩展第二拱形部105以将环140移动到允许挡板170在打开位置和关闭位置之间，或者从关闭位置到打开位置移动的位置。

接收通道进一步包括从阀体110的外侧表面延伸的套环110，套环110包括填料115和内部通道120。在一些实施例中，该填料是石墨填料。在一些实施例中，填料115被构造成防止工艺流体和气体逸出系统。在一些实施例中，该填料有助于由环140执行的封堵。在一些实施例中，该填料防止气体和工艺流体的逸出，其中该环处于缩回位置以允许挡板170移动。

在一些实施例中，套环110包括内部通道，以通风到接收通道125中。在一些实施例中，该内部通道引导蒸汽、氮气或其它流体通过套环110并且进入接收通道125。在一些实施例中，这些通道中的压力大于该阀中的主通道中的压力，从而防止该主通道中的工艺流体沿着接收通道125向上移动，或离开接收通道125进入大气。

在一些实施例中，第一侧100、第二侧105和套环可以各自用蒸汽、氮气、来自耐火塔的产品或一些其它净化剂净化。

在一些实施例中，自动管线挡板105可以替代多个阀，诸如目前用于隔离炼油厂各个部分的挡板阀和蝶形阀。

在一些实施例中，挡板170构造有圆形边缘。在一些实施例中，该阀被设计成自清洁的。在一些实施例中，挡板170的前边缘包括被构造成清洁密封表面175的有角度的刀形边缘或凿形边缘235。在一些实施例中，被刮掉的沉积物是来自工艺流体的催化剂。在一些实施例中，刮擦发生在下游侧。在一些实施例中，随着该阀进行冲程运动，挡板170将去除堆积的碎屑。在一些实施例中，仅在可以是每月、每年、每五年或更长的延长间隔之后，该阀才进行冲程运动。在一些实施例中，挡板170从配合表面155刮掉碎屑。在一些实施例中，阀105是自清洁的。在一些实施例中，闸门必须延伸超过环140以提供足够的表面积来密封。在一些实施例中，挡板170包括全部半径。在一些实施例中，挡板170是扁平的或方形的。

最后，应当理解的是，这里公开的本公开的实施例是对本公开的原理的说明。可以采用的其它修改在本公开的范围内。因此，通过示例而非限制的方式，可以根据本文的教导使用本公开的替代构造。因此，本公开不限于精确地如所示和所描述的构造。