Дыхательный клапан для резервуаров с легкоиспаряющимися жидкостями

 

Дыхательный клапан предназначен для герметизации газового пространства резервуаров с нефтью и нефтепродуктами. Клапан содержит корпус с затворами давления и вакуума. Тарелки затворов прикреплены при помощи гибких шарниров. Ось затвора вакуума наклонена относительно горизонтальной плоскости. Ось корпуса клапана наклонена относительно горизонтальной плоскости. Седло давления выполнено мембранного типа. Ось затвора давления наклонена относительно горизонтальной плоскости в противоположную сторону оси затвора вакуума. Тарелка давления является одновременно седлом затвора вакуума и нагружена статически моментом силы тяжести груза. Тарелка затвора вакуума прикреплена к тарелке давления. Тарелка вакуума нагружена комбинацией груза и положением гибкого шарнира. Изобретение позволяет уменьшить габариты и массу, облегчить техническое обслуживание, демонтировать клапан, не разбирая закрытую систему, упростить изготовление, повысить надежность работы в зимних условиях. 1 ил.

Устройство относится к оборудованию резервуаров в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и предназначено для герметизации газового пространства резервуаров с нефтью и нефтепродуктами с целью регулирования давления и вакуума в заданных пределах.

Известны дыхательные клапаны, содержащие корпус с затворами давления и вакуума: КД2 (ТУ 26-02-159-83), НДКМ (ТУ 26-02-491-73), КДМ (ТУ 26-02-1111-94), КДС (ТУ 26-02-1009-93) и другие. Оси затворов этих клапанов расположены вертикально (клапаны КД2, НКДМ) или под различными наклонами (КДМ, КДС), причем оси затворов вакуума в клапанах типа КДС наклонены относительно горизонтальной плоскости, а оси затворов давления - относительно вертикальной плоскости.

Преимущество расположения осей затворов близко к горизонтальной плоскости с точки зрения их непримерзаемости давно доказано практически. Клапаны типа КДС (прототип - а.с. СССР N 707855, МКИ B 65 D 87/32) с наклоном осей затворов вакуума относительно горизонтальной плоскости в пределах 15 ... 25^o работает из-за высокой надежности как в режиме дыхательных, так и в режиме предохранительных во всех климатических зонах. Приближение расположения осей затворов давления и вакуума к горизонтальной плоскости ограничено необходимостью их статического нагружения для обеспечения параметров срабатывания.

При вертикальном расположении осей затворов масса груза вместе с тарелкой равна m = S_пр · P_мп, где m - суммарная масса тарелки с грузом; S_пр - площадь проходного сечения седла; P - давление (вакуум) срабатывания.

При наклоне оси затвора масса груза значительно возрастает и при приближении к горизонтальной плоскости стремится к бесконечности, т.к. в этом случае где F - расчетная масса груза при наклоне; m - масса груза при вертикальном расположении оси затвора; ϕ - угол наклона оси.

Недостатком клапанов типа КДС является также их большие габариты из-за расположения затворов давления и вакуума в различных частях корпуса, а также невозможность применять их для дыхания в закрытые системы.

Предлагаемый клапан отличается тем, что ось корпуса клапана наклонена относительно горизонтальной плоскости, седло давления выполнено мембранного типа, причем ось затвора давления наклонена относительно горизонтальной плоскости в противоположную сторону оси затвора вакуума, тарелка давления является одновременно седлом затвора вакуума, тарелка затвора вакуума прикреплена к тарелке давления, при этом тарелка давления нагружена статически моментом силы тяжести груза, а тарелка вакуума комбинацией груза и положением гибкого шарнира.

На чертеже изображен дыхательный клапан. Корпус клапана состоит из двух рабочих камер 1 и 2, выполненных в виде цилиндров (чашек), соединенных между собой через уплотнительную прокладку 3. Ось корпуса клапана наклонена относительно горизонтальной плоскости на 4 ... 5^o за счет отбортованного под углом присоединительного патрубка на цилиндрической части камеры 1. Угол наклона корпуса обеспечивает наклон оси затвора 12 давления. На наружной поверхности дна камеры 1 установлено фторопластовое кольцо с резиновой прокладкой 4, служащее седлом затвора давления. Для придания седлу мембранного эффекта отверстие в дне камеры 1 выполнено большего диаметра по сравнению с наружным диаметром тарелки давления, а отверстие в фторопластовом кольце и резиновой прокладке меньшего диаметра относительно наружного диаметра тарелки 6 давления. Тарелка давления прикреплена к камере 1 при помощи гибкого шарнира 5. В тарелке 6 давления выполнен как одно целое патрубок, ось которого наклонена относительно оси тарелки давления на 7 ... 8^o. На торце патрубка установлена тарелка 7 вакуума, которая прикреплена к тарелке 6 давления при помощи гибкого шарнира 8.

Для обеспечения расчетного усилия прижатия тарелки давления к седлу (мембране) 4 она нагружена моментом силы тяжести груза 10, установленного на выносных кронштейнах 9, закрепленных жестко на тарелке давления.

Клапан работает следующим образом.

При повышении давления в резервуаре до предельно допустимого тарелка давления вместе с затвором вакуума поворачивается по дуге в сторону открытия и пропускает газовоздушную смесь в камеру 2, которая при помощи выходного патрубка может быть соединена с открытой или закрытой системой.

При падении давления ниже допустимого тарелка затвора давления вместе с затвором вакуума, как маятник под действием момента силы тяжести груза запирает проходное сечение затвора давления.

При возникновении в резервуаре вакуума ниже предельного тарелка давления дополнительно прижимается к седлу, а тарелка вакуума открывается и пропускает в резервуар необходимую порцию воздуха из атмосферы или газовоздушной смеси из закрытой системы.

Периодический осмотр клапана осуществляют путем снятия крышки 11.

Преимущества предлагаемого клапана: значительно меньшие габариты и масса, легкое техническое обслуживание, возможность демонтажа, не разбирая закрытую систему, простота изготовления, надежность работы в зимних условиях.

Формула изобретения

Дыхательный клапан для резервуаров с легкоиспаряющимися жидкостями, содержащий корпус с затворами давления и вакуума, тарелки которых прикреплены при помощи гибких шарниров, при этом ось затвора вакуума наклонена относительно горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что ось корпуса клапана наклонена относительно горизонтальной плоскости, седло давления выполнено мембранного типа, причем ось затвора давления наклонена относительно горизонтальной плоскости в противоположную сторону оси затвора вакуума, тарелка давления является одновременно седлом затвора вакуума, тарелка затвора вакуума прикреплена к тарелке давления, при этом тарелка давления нагружена статически моментом силы тяжести груза, а тарелка вакуума - комбинацией груза и положением гибкого шарнира.

РИСУНКИ

Рисунок 1