Устройство для быстрого опорожнения источника сжатого или сжиженного газа

 

Изобретение относится к сосудам высокого давления и позволяет уменьшить необходимое усилие герметизации за счет выполнения концевого фланца источника в виде цилиндрической обечайки высокого давления, один конец которой имеет кольцевую выемку. При этом крышка выполнена в виде двух поршней разного диаметра, расположенных на расстоянии, жестко связанных между собой и установленных в обечайке с возможностью возвратно-поступательного движения, причем поршень большего диаметра размещен в кольцевой выемке и уплотнен по цилиндрической и торцевой поверхностям выемки. Перед заполнением полости между поршнями сжатым или сжиженным газом пневмоцилиндр прижимает больший поршень крышки к фланцу обечайки (при этом шток пневмоцилиндра соединен со стойкой штифтом). Таким образом обеспечивается герметичность полости между поршнями. После этого полость между поршнями заполняется сжатым или сжиженным газом. При необходимости быстрого опорожнения удаляется штифт, тем самым отсоединяется шток пневмоцилиндра от стойки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5! ) 5 F 17 С 13/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (с 4

О (Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696780/26 (22) 04.04,89 (46) 15.08.91. Бюл. ¹ 30 (72) Л,О.Балиев и А.Е.Черников (53) 621.59(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1076И4, кл, F 17 С 13/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОГО ОПОРОЖНЕНИЯ ИСТОЧНИКА СЖАТОГО ИЛИ

СЖИЖЕННОГО ГАЗА (57) Изобретение относится к сосудам высокого давления и позволяет уменьшить необходимое усилие герметизации эа счет выполнения концевого фланца источника в виде цилиндрической обечайки высокого давления, один конец которой имеет кольцевую выемку. При этом крышка выполнена в виде двух поршней разного диаметра, расИзобретение относится к химическому машиностроению, а именно к сосудам с быстросьемными крышками. работающим под давлением.

Целью изобретения является улучшение условий эксплуатации путем уменьшения необходимого усилия герметизации крышки.

На чертеже изображена конструктивная схема устройства для быстрого опорожнения источника сжатого или сжиженного газа.

Устройство для быстрого опорожнения источника сжатого или сжиженного газа содержит цилиндрическую обечайку 1 высокого давления, на одном конце которой имеется фланец с кольцевой выемкой 2.

Крышка выполнена в виде двух жестко свя50„„1670285 А1 положенных на расстоянии, жестко связанных между собой и установленных в обечайке с возможностью возвратно-поступательного движения, причем поршень большего диаметра размещен в кольцевой выемке и уплотнен по цилиндрической и торцовой поверхностям выемки. Перед заполнением полости между поршнями сжатым или сжиженным газом пневмоцилиндр прижимает больший поршень крышки к фланцу обечайки (при этом шток пневмоцилиндра соединен со стойкой штифтом), Таким образом обеспечивается герметичнос1 ь полости между поршнями. После этого полость между поршнями заполняется сжатым или сжиженным газом, При необходимости быстрого опорожнения удаляется штифт, отсоединяя тем самым шток пневмоцилиндра от стойки. 1 ил, эанных и расположенных на расстоянии поршней 3 и 4, которые имеют разные диаметры и жестко связаны между собой стяжкой 5 Крышка установлена в обечайке 1 с воэможностью возвратно-поступательного движения, Поршень 4 меньшего диаметра упло .Нен при помощи манжеты 6. Поршень

3 большего диаметра размещен в кольцевой выемке 2 и уплотнен по торцовой поверхности выемки при помощи уплотнения 7, по цилиндрической поверхности — при помощи манжеты 8, Полость между поршнями сообщена с источником 9 сжатого или сжиженного газа. Пневмоцилиндр 10, связанный с меньшим поршнем 4 посредством стойки 11 и штифта 12, обеспечивает необходимое усилие прижатия крышки к концевому фланцу. Пневмоцилиндр 13 обеспечивает возможность разъединения стоики 11 со

1670285

V= — х—

2Ь с h

15 штоком пневмоцилиндра 10 путем удаления штифта 12.

Устройство для быстрого опорожнения источника сжатого или сжиженного газа работает следующим образом, Перед заполнением полости между поршнями 3 и 4 сжатым или сжименным газом пневмоцилиндр 10 прижимает больший поршень 3 крышки к концевому фланцу обечайки 1 (при этом шток пневмоцилиндра 10 соединен со стойкой 11 штифтом 12). Усилие прижатия выбирается из соотношения б1>б6+ (Fg+Fg — F), Лр где di — внутренний диаметр обечайки; б2 — внутрен н ий диамет р уплотнен ия между большим поршнем крышки и фланцем обечайки; P — давление рабочего тела в источнике; F1 — сила обжатия уплотнения; F2— суммарная сила сопротивления движению;

F — сила герметизации, Это соотношение выводится из условия равенства сил, действующих на крышку, когда полость между поршнями заполнена сжатым или сжиженным газом. Таким образом обеспечивается герметичность полости. После этого полость между поршнями заполняется сжатым или сжиженным газом.

При необходимости быстрого опорожнения срабатывает пневмоцилиндр 13 и удаляет штифт 12, отсоединяя тем самым шток пневмоцилиндра 10 от стойки 11. Таким образом, равенство сил, действующих на крышку, оказывается нарушенным и, поскольку 02 > d1, крышка начинает перемещаться под действием давления сжатого или сжиженного газа. Когда величина перемещения становится такой, что уплотнение

7 перестает обеспечивать герметичность, давление сжатого .".."..". сжиженного газа воздействует на всю поверхность большего поршня 3, обращенную к полости между поршнями. При этом ускорение крышки резко возрастает и она быстро выдвигается, обеспечивая тем самым опорожнение источника сжатого или сжиженного газа. Время раскрытия крышки где d> — внутренний диаметр обечайки;

P — давление рабочего тела в источнике;

t — время раскрытия крышки; L — необходимый ход крышки; m — масса крышки;

55 высота обнижения в концевом фланце; D— диаметр большего фланца крышки.

Это соотношение выведено из условия равенства кинетической энергии крышки и работы, совершаемой силой давления сжатого или сжиженного газа на участке разгона, равном h, При этом предполагается, что . после прохождения этого участка крышка продолжает испытывать некоторое ускорение. Влияние этого ускорения учитывалось в формуле для определения средней скорости крышки

После опорожнения источника сжатого или сжиженного газа стойку 11 соединяют со штоком пневмоцилиндра 10 при помощи штифта 12 и при необходимости снова повторяют операции по заполнению полости между поршнями сжатым или сжиженным газом.

Использование изобретения позволяет значительно уменьшить силу, необходимую для герметизации крышки. Так, в спроектированном с использованием изобретения стенде для испытания взрывоопасных свойств пропана удалось достичь уменьшения указанной силы почти в 10 раэ. Это позволило увеличить надежность срабатывания системы аварийного опорожнения стенда.

Формула изобретения

Устройство для быстрого опорожнения источника сжатого или сжиженного газа, содержащее концевой фланец источника, на котором установлена крь.шка и уплотняющие и взаимодействующие с крышкой за-: порные элементы, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации путем уменьшени» необходимого усилия герметизации, флалец выполнен в виде цилиндрической обеч йки высокого давления, один конец которой имеет кольцевую выемку, крышка выполнена в виде двух поршней разного диаметра, расположенных на расстоянии, жестко связанных между собой и установленных в обечайке с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом поршень большего диаметра размещен в кольцевой выемке и уплотнен по цилиндрической и торцовой поверхностям выемки, а полость между поршнями сообщена с источником сжатого или сжиженного газа.

1670285

Составитель Г.Ольшанская

Техред М.Моргентал . Корректор М.Кучерявая

Редактор А.Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2732 Тираж 304 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5