Способ сборки предохранительного клапана с мембраной свободного прорыва и предохранительный клапан

 

Изобретение позволяет повысить надежность работы предохранительного клапана . Мембрану (М) 6 устанавливают на седло 7, расположенное в корпусе 1. После установки М 6 осуществляют ее предварительное натяжение выпуклостью в сторону подачи газа до величины напряжения, устанавливаемого из условия он - flfe - Oq, где сгн - напряжение, возникающее в М при предварительном натяжении; (7в - предел прочности материала М; Oq - напряжения, возникающие в М при воздействии прорыва . Устр-во регулировки положения седла 7 выполнено в виде соосно установленной в корпусе 1 обоймы 8 с внутренней кольцевой расточкой 9 и резьбовыми отверстиями 10 на торцовой части. В корпусе 1 равномерно закреплены регулировочные винты 11, взаимодействующие с отверстиями 10. Седло 7 закреплено в расточке 9. После достижения требуемого давления срабатывания замеряют окончательный вылет седла 7 и по нему осуществляют все последующие сборки М данной партии. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. (Л 1 VI ю СА) О Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 К 17/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4749289/29 (22) 18.07.89 (46) 23.03,92, Бюл. N 11 (71) Научно-производственное объединение

"Энергия" (72) А.М.Ракитин, Г.В,Перов, И.B,Øàðëàé, И.А, Славин и Г.M. Назаркин (53) 621,646 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11111177442200, кл. F 16 К 17/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1548573, кл. F 16 К 17/16, 1988. (54) СПОСОБ СБОРКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА С МЕМБРАНОЙ

СВОБОДНОГО ПРОРЫВА И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН (57) Изобретение позволяет повысить надежность работы предохранительного клапана. Мембрану (М) 6 устанавливают на седло 7, расположенное в корпусе 1. После установки М 6 осуществляют ее предвари. Ж 1721361 А1 тельное натяжение выпуклостью в сторону подачи газа до величины напряжения, устанавливаемого из УсловиЯ ОН = ав — оя, гДе он — напряжение, возникающее в М при предварительном натяжении; о — предел прочности материала М; сто — напряжения, возникающие в М при воздействии прорыва. Устр-во регулировки положения седла

7 выполнено в виде соосно установленной в корпусе 1 обоймы 8 с внутренней кольцевой расточкой 9 и резьбовыми отверстиями 10 на торцовой части, B корпусе 1 равномерно закреплены регулировочные винты 11, взаимодействующие с отверстиями 10. Седло 7 закреплено в расточке 9.

После достижения требуемого давления срабатывания замеряют окончательный вылет седла 7 и по нему осуществляют все последующие сборки М данной партии, 2 с,п.ф-лы, 1721361

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам разового действия.

Цель изобретения — повышение надежности в работе путем обеспечения регулирования давления срабатывания, На фиг.1 изображен предохранительный клапан, разрез, общий вид; на фиг.2— схема нагружения мембраны; на фиг.3 — диаграмма определения значения он.

Способ сборки предохранительного клапана осуществляется следующим образом.

Так как предел прочности материала мембраны имеет большой разброс, а также при наличии допуска на ее толщину, необходимо при выборе мембраны это учитывать и выбирать мембрану с перекрытием этих факторов. Допуск на разрушение мембраны составляет не менее 50 /, т.е, пои давлении разрушения 0,5 кг/см, разрушение ее может произойти как при 0,5 кг/см, так и при 0,75 кг/см .

Согласно предлагаемому способу мембрану необходимо выбирать для установки в клапан с минимальным давлением разрушения (Prjp), большим максимального допуска на расчетное заданное давление разрушения (Рд), и тем самым полностью исключить произвольное неуправляемое ее разрушение. Поэтому мембрану выбирают с характеристиками из соотношения

Рпр > 1,5Рд, (1) где 1,5 — коэффициент запаса, учитывающий погрешности механических характеристик материала мембраны и допуски на изготовление, После установки мембраны осуществляют ее предварительное натяжение выпуклостью в сторону подачи газа до величины напряжения, выбираемого из условия он =oa-oq где oH — напряжение, возникающее в мембране при предварительном натяжении; пв — предел прочности материала мембраны;

oq — напряжения, возникающие в мембране от действия давления, Задача нахождения напряжения для предварительного натяжения мембраны сводится к построению зависимости напряжений G, возникающих в мембране от величины выступа седла w относительно фланца и от величины давления прорыва q, В общем случае это условие можно записать в виде функции

a = f(w,q). (2)

Исходя из критерия прорыва мембраны, т,е. достижения максимально возможo Mr

Он/г=б = г где Mr/r=d =- Р Y

Q b - d j я д.bã (5) (б) (1+v)» d

4т b

30 8л: D

Х

1 3/ ьг 02

X=(b — д )(1+ )+

1 +1

+ 20 Зп —;

2 ! ,9)

0 — цилиндрическая жесткость пластины

Е пз

D= (10)

40 12(1 — р)

Группируя приведенные уравнения. получают

4лччйУ Е (1 -Р)х где tj — толщина мембраны;

v — коэффициент Пуансона;

Š— модуль упругости;

У, Х вЂ” коэффициенты, определяющиеся радиусом седла d и радиусом b прижимного кол ьца (фла н ца).

Для определения напряжения (Jq e мембране от воздействия давлечия рассматривают расчетную схему на фиг,2 (круглая пластина радиусом r=d защемлена по контуру, нагрузка распределена равномерно).

К моменту разрушения плоская мембрана первоначально прогибается и приближаных напряжений в материале мембраны, т.е, G = Gb, получают формулу для расчета

ob =- f(w,q). (3)

Применяя принцип независимости дей5 ствия сил, получают сг -UH+ oq (4)

Максимальное значение о< достигается при r = d, о, определяется силой натяжения Р мембраны на седло при его поднятии, 10 Для определения предварительного напряжения в мембране, вызванного заневоливанием ее при выступе седла на высоту w, рассматривают расчетную схему: круглая пластина шарнирно оперта по контуру, а

15 сила P равномерно распределена по соосной окружности d, Сила Р— приложенная к мембране нагрузка, вызванная реакцией седла при натяжении мембраны, Исходя из схемы (фиг,2), решают обрат20 ную задачу, Зная прогиб w npu r = d, определяют силу Р и тем самым напряжение о„

1721361 пц = —, 2 h> sin р (12) (14) 3 (16) оь =К1 w+ 2

4R h Е Y где К =

1 Я л (17) ется к участку сферы радиуса R = d/sin p u толщина ее уменьшается от h до h>. Максимальное напряжение от давления q npu г=о

2 (1 — cos p)

Угол ф зависит только от свойств материала и зависит от относительного удлинения о. Следовательно

Подставляя (11) и (13) в (4), получают — (15)

Выражение (15) представляется в виде

- я (1 8) пз

Выражение (16) представляет линейное уравнение. При q = 0, увеличивая высоту седла w, напряжение он увеличивается и при о =оЬ мембрана разрушается. С другой стороны, при w = 0 повышая давление р при достижении oq =- ob, мембрана также разрушается, Поэтому график уравнения (16) характеризуется прямой линией, проходящей через оси X u Y с координатами

X = сг„= ob при Y = 0;

Y= оя=оЬ при X =О, т,е. будет определять максимально возможные значения для данной мембраны (фиг.3).

При заданном значении нагрузки р и принимая любую независимо конструктивную толщину h мембраны с учетом выражения (1) по выражению (14) определяют напряжение, возникающее в мембране от нагрузки q. Затем из выражения (4) определяют он =оь- о, (19)

Определив о по (11), определяют требуемый выступ w для обеспечения предварительного натяга.

Если использовать диаграмму на фиг,3, то задача упрощается. Отложив по осям X и Y значение (ть и задаваясь oq, определяют он (пунктирные линии по диаграмме).

После определения требуемого вылета седла производят установку мембраны с требуемым натяжением по заданному давлению прорыва, Предохранительный клапан состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и фланцами 4 и 5, между которыми закреплена мембрана 6. Со стороны выходного канала 3 подвижно установлено контактирующее с мембраной 6 седло 7. которое размещено в устройстве регулировки его положения, выполненного в виде обоймы 8 с кольцевой расточкой 9 и резьбовыми отверстиями 10 регулировочных винтов 11, равномерно укрепленных на корпусе 1, После установки мембраны 6 между фланцами 4 и 5 регулировочными винтами

11 выдвигают обойму 8 с седлом 7 на расчетный вылет w. Затем винты 11 фиксируют в таком положении, а предохранительный клапан проверяют на срабатывание мембраны, В случае отклонения давления срабатывания в ту или иную сторону осуществляют юстировку вылета седла 7 и повторную проверку предохранительного клапана. После достижения требуемого давления срабатывания замеряют окончательно вылет седла 7 и по этому юстированному вылету осуществляют все последующие сборки мембран данной партии в клапане.

Формула изобретения

1, Способ сборки предохранительного клапана с мембраной свободного прорыва. включающий установку мембраны на седло, расположенное в корпусе клапана, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, после установки мембраны на седло осуществляют ее предварительное натяжение выпуклостью в сторону подачи газа до величины напряжения. устанавливаемой из условия

%=oB- oq где он — напряжения, возникающие в мембране при предварительном натяжении; ов — предел прочности материала мембраны;

oq — напряжения, возникающие в мембране при воздействии прорыва.

2. Предохранительный клапан, содержащий корпус с входным и выходным каналами, закрепленную между фланцами мембрану и контактирующее с мембраной со стороны выходного канала подвижно установленное седло с устройством регулировки его положения, от л и ч а ю шийся тем, что устройство регулировки положения

1721361

15

25

XÅêã/ ."; -

@иг. 5

Составитель А, Денисенко

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор А, Мотыль

Заказ 942 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выполнено в виде соосно установленной в корпусе обоймы с внутренней кольцевой расточкой и резьбовыми отверстиями на торцовой части, а в корпусе равномерно заФиг.Я g (кг ) ds креплены регулировочные винты, взаимодействующие с резьбовыми отверстиями обоймы. при этом седло закреплено в указанной кольцевой расточке.