Клапан для сброса избыточного давления

 

Изобретение позволяет повысить надежность работы клапана для сброса избыточного давления путем использования дополнительного механизма принудительного вскрытия мембраны. Разрушаемый элемент в виде хлопающей мембраны 1 разделяет входной патрубок 6 и замембранный объем 8, сообщенный со сбросным трубопроводом 9. В объеме 8 размещена камера противодавления, выполненная в виде пустотелого цилиндра 10. В цилиндре 10 установлена резьбовая втулка 12, снабженная кольцевым буртом 13, опирающимся на торец цилиндра 10. Опорное кольцо 14 размещено на торце бурта 13 и связано с рычажной системой механизма 17 осевого смещения кольца 14. Мембрана 1 образована из выпуклых купольного участка 2 и периферийного, выполненного в виде гофра 3. Участок 2 размещен со стороны камеры. Участки снабжены плоской отбортовкой 4, опирающейся на торец кольца 14. Давление срабатывания мембраны может быть изменено от максимальных значений до близким к нулевым путем осевого смещения отбортовки 4 с помощью вывинчивания втулки 12, что вызывает искажение начальной геометрии мембраны. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 К 17 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Рр

СЛ 3

Cb 3

Cb

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4486239/31-29

1 (22) 26.09.88 (46) 07.07.90. Бюл. № 25 (71) Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики Ростовского государственного университета (72) Б. Г. Пьянков, А. М. Какурин, Г. Г. Руденко и Р. Г. Верещагина (53) 621.646 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 561827, кл. г 16 К !7/16, 1974.

Патент США № 3902515, кл. F 16 К 17/16, 1975. (54) КЛАПАН ДЛЯ СБРОСА ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить надежность работы клапана для сброса избыточного давления путем использования дополнительного механизма принудительного вскрытия мембраны. Разрушаемый элемент в виде хлопающей мембраны 1 разделяет

„„SU„„1576762 А 1

2 входной патрубок 6 и замембранный объем

8, сообщенный со сбросным трубопроводом 9.

В объеме 8 размещена камера противодавления, выполненная в виде пустотелого цилиндра 10. В цилиндре !О установлена резьбовая втулка 12, снабженная кольцевым буртом 13, опирающимся на торец цилиндра 10. Опорное кольцо 14 размещено на торце бурта 13 и связано с рычажной системой механизма 17 осевого смещения кольца 14. Мембрана 1 образована из выпуклых купольного участка 2 и периферийного, выполненного в виде гофра 3.

Участок 2 размещен со стороны камеры.

Участки снабжены плоской отбортовкой 4, опирающейся на торец кольца 14. Давление срабатывания мембраны м. б. изменено от максимальных значений до близким к нулевым путем осевого смещения отбортовки 4 с помощью вывинчивания втулки 12, что вызывает искажение начальной геометрии мембраны. 2 ил.

1576762

Изобретение относится к предохранительной трубопроводной арматуре для счстем ащиты оборудования, содержащих в качестве разрушаемого элемента хлопающие мембраны.

Цель изобретения — повышение надежНости работы путем использования дополнительного механизма принудительного вскрытия мембраны.

На фиг. 1 показан клапан для сброса избыточного давления, разрез; на фиг. 2— геометрия хлопающей мембраны, аксонометрия.

Клапан для сброса избыточного давления ,содержит хлопающую мембрану 1, состоящую из двух выпуклых участков — купольного 2 и периферийного 3, выполненого в виде гофра, разделенных между собой плоской отбортовкой 4. Мембрана 1 зажата периферийной отбортовкой 5 между вход ным патрубком 6 и корпусной деталью 7 и отделяет замембранный объем 8 от входного патрубка 6. Замембранный объем 8 соединен со сбросным трубопроводом 9. В замембранном объеме 8 расположена камера противодавления, выполненная в виде пустотелого цилиндра 10, сообщенного трубопроводом 11 с источником побудительного давления Р„.

В цилиндре 10 установлена резьбовая втулка 12 с кольцевым буртом 13, опирающимся на торец цилиндра 10, опорное кольцо 14 размещено на торце кольцевого бурта 13. Плоская отбортовка 4 мембраны 1 опирается на торец опорного кольца 14, которое с помощью консоли 15 и штанги 16 связано с рычажной системой 17 мсханизма осевого смещения опорного кольца 14. Пружина 18, опирающаяся на резьбовое кольцо 19 и через грибковое уплотнение 20 на крышку 21, фиксируют рычажную систему 17 в отжатом положении.

В данной компоновке показано, что между осью симметрии входного патрубка 6 00 и осью симметрии камеры противодавления NN имеется эксцентриситет .е, что является общим случаем реализации данного устройства. Г!ри 8=0 возникает центрированная компановка клапана сброса давления, являющаяся частным случаем данного устройства.

Пунктирной линией на перефирийном участке 3 мембраны 1 показана наибольшая ее высота, меридиальные линии показаны сплошными. Меридиальные линии купольного участка 2 сходятся в полюсе S. 11лоская 4 и периферийная 5 отбортовки показаны лежащими в одной полости (плоскости ABFG и С0!К совпадают).

Такая геометрия мембраны 1 соответствует технологии ее изготовления, предусматривающей свободнуют и одновременную вытяжку из плоской заготовки, жестко зажатой по контуру CIDER, внутри которого со стороны, противоположной формообразую5

55 щему давлению, находится промежуточная кольцевая проставка, имеющая контур, соответствую.;ций формируемой отбортовке 4 мембраны 1.

Давление срабатывания мембраны 1 может быть изменено от максимальных значений до близких к нулевым, путем осевого смещения плоской отбортовки 4 с помощью вывинчивания резьбовой втулки 12, что вызывает искажения начальной геометрии мембраны и соответствующее ему сННжение ее давления срабатывания (критического давления Р.p).

В состоянии нормальной эксплуатации клапан работает следующим образом.

Если рабочее давление Рр со стороны предохрайяемого агрегата не превышает значений, ссответствующих критическому давлению потери устойчивости купольного 2 или периферийного 3 участков мембраны 1, то устройство сохраняет герметичность и сброса давления Рр не происходит.

При превышении давления Рр критичес-. кого значения Р р, соответствующего потере устойчивости, один из участков мембраны i, теряя устойчивость, резко, с развитием динамического явления хлопка, выворачивается, в результате чего происходит вскрытие мембраны 1 либо при отрыве по ее периферийной отбортовке 5 (с развитием хлопка в периферийном участке 3 мембраны), либо с отрывом по плоской отбортовке 4 (с развитием хлопка по купольному участку 2). Кроме этих двух форм вскрытия мембраны 1, наблюдаются формы, соответствующие переходу явления потери устойчивости от купольного участка 2 мембраны 1 через промежуточную плоскую отбортовку 4 на периферийный участок 3 с последующим его развитием в виде хлопка этого участка мембраны и отрыва по периферийной отбортовке 5.

В режиме принудительного вскрытия от победительного давления клапан работает следующим образом.

При подаче в цилиндр 10 через трубопровод 11 импульса побудительного давления P„, величина которого обеспечивает отжатие отбортовки 4 мембраны 1 от поверхности опорного кольца 14 на расстояние, соответствующее 6 — 15 толщинам мембраны, по краю периферийного участка 3 мембраны 1, примыкающего к опорному контуру плоской отбортовки 4, возникают искажения геометрии краевого опирания с развитием явления потери устойчивости, распространяющегося на периферийный участок 3 мембраны 1, в результате чего следует ее хлопок, кончающийся раскрытием мембраны по периферичному опорному контуру в месте перехода участка 3 в отбортовку 5.

В режиме принудительного вскрытия, с помощьк> рычажного механизма осевого сме1576762 формула изобретения

Составитель М. Денисенко

Редактор Г. Гербер Техред А. Кравчук Корре кто р Г. Пал и и

Заказ 1840 Тираж 571 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и î-êðûòè,ÿ,ì г:ри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рауьпская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, у.. Гагарина, 101 щения опорного кольца, клапан работает следующим образом.

Резко вращают рукоятку рычажной системы 17 по направлению стрелки П (пуск) .

При этом штанга 16, преодолевая сопротивление пружины 18, входит своими консолями 15 в контакт с опорным кольцом 14 и толкает его вместе с прижатой к нему плоской отбортовкой 4. В результате принудительного смещения мембраны 1 в прикраевых зонах ее периферийной части 3, в первую очередь, а также по всей остальной ее поверхности возникают изгибные деформации и вскрытие мембраны 1. С целью обеспечения резкого толчка штанги 16, передаваемого на опорное кольцо 14, рычажная система 17 может быть снабжена одним из известных устройств, стопорящих ход штанги 16 при малых значениях усилий, например средным штифтом (не показан), и высвобождающих ход штанги при достаточно больших усилиях, обеспечивающих рывок.

Клапан для сброса избыточного давления, содержащий разрушаемый элемент в виде хлопающей мембраны, разделяющей входной патрубок и замембранный объем, сообщенный со сбросным трубопроводом, и размещенную в замембранном объеме камеру противодавления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, камера противодавления выполнена в виде пустотелого цилиндра, в котором установлена резьбовая втулка, снабженная кольцевым буртом, опирающимся на торец цилиндра, опорного кольца, размещенного на торце кольцевого бурта резьбовой втулки, и рычажного механизма осевого смещения опорного кольца, а мембрана образована из выпуклых купольного, размещенного со стороны камеры противодгвлення, и выполненного в виде гофра периферийного участков, причем участки мембраны разделены плоской отбортовкой, опирающейся на торец опорного кольца.