Предохранительное устройство

Предохранительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистическик

Вес ублик о1,872889

-а w (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 180777 (2() 2511757/25-08 с присоединением заявки HP (23) Приоритет—

Опубликовано. 15,1081, бюллетень HP 38

Дата опубликования описания 15,1081 (51)М. Кл З

F 16 К 17/14

F 16 К 17/40

Государствеиный комитет

СССР яо аелам изобретений и открытий (53) УДК 621.646 (088. 8) (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к предохра-. нительным устройствам для аппаратов, работающих под давлением.

Известен клапан с мембранным пре5 дохранительным устройством хлопающего типа, основным элементом которого является хлопающая мембрана (1).

Недостатком таких устройств является сложность в изготовлении мембран, которые являются одновременно и герметизирующим элементом и датчиком предельно допустимого давления. Кроме того, при контакте с жидкой средой энергия хлопка настолько незначительна, что хлопающая мембрана может не сработать. Поэтому для надежности работы мембраны необходимо наличиЕ., воздушного пространства между собой в аппарате и поверхностью мембраны.

Известны устройства, в которых гер-еО метизирующим элементом является мембрана, а датчиком предельно допустимого давления другой элемент, например разрывной стержень или проволока с калиброванным сечением (2).

Такое исполнение устройства обладает в ряде случаев преимуществами по сравнению с ранее упомянутыми устройствами, так как разделение функций, которыми в этих устройствах 30 должна обладать мембрана, упрощает изготовление устройств вследствие сокращения работ по доводке мембран на заданное давление срабатывания.

Однако необходимость крепления разрываемого элемента к мембране накладывает дополнительнительные ограничения на предохранительное устройство. Если при креплении разрываемого элемента в мембране делается отверстие, то конструкция устройства усложняется, так как требуется ряд дополнительных элементов для герметизации места крепления. При необходимости соединения разрываемого элемента с мембраной при помощи пайки или сварки необходимо подбирать соответствующие материалы, позволяющие осуществлять эти операции и снимать остаточные напряжения. Расположение разрываемого элемента с той стороны мембраны, где выше давление (непременное условие, чтобы разрываемый элемент работал на разрыв) является существенным недостатком, так как в этом случае при защите от повышения давления в аппарате разрываемый элемент находится внутри него и может подвергаться воздействию высоких температур и агрессивных сред, находя872889 щихся в этом аппарате. так как при температурных колебаниях изменяются предельные напряжения в разрываемом элементе, то давление срабатывания устройства существенно колеблется.

Агрессивные среды, например кислоты, щелочи и т.п., могут уменьшить прочность разрушаемого элемента,что приводит к преждевременному срабатыванию устройства.

Кроме того, расположение разрываемого элемента с держателями внутри аппарата является нежелательным в некоторых производствах, например, при асептическом консервировании,продуктов с хранением в крупных резервуарах.

Предназначенные для хранения продук- !5 тов резервуары проходят санитарную обработку, которая должна гарантироовать стерильность их внутренних полостей. Если же разрываемый элемент и детали крепления находятся внутри ап- gg парата, то для выполнения качественной санитарной обработки требуются дополнительные затраты времени и пара, а также. повышаются требования к качеству изготовления и конструктивному использованию деталей устройства.

Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение эксплуатационных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройетво снабжено подвижным упором, один конец которого выполнен по форме мембраны и прилегает к ее вогнутой поверхности, а второй конец нагружает разрушаемый элемент. 35

Устройство содержит подвижный упор, один конец которого выполнен по форме мембраны и прилегает к ее вогнутой поверхности, а второй жестко связан с помощью держателя с раз- 40 рывным элементом, выполненным, например, в виде стержня. В упоре выполнены пазы для установки в них ножевых лезвий с возможностью свободного перемещения упора.

Устройство снабжено неподвижным 4 кронштейном и шарнирно связанной с ним траверсой, другой конец которой подвижно связан с упором, -а разрывной элемент подвижно установлен с помощью держателя между траверсой и 50 кронштейном.

На фиг. 1 приведена схема герметнческого исполнения;устройства.

Защищаемый аппарат снабжен патруб- з5 ком с фланцем 1, кольцом 2, мембраной 3, прижимным фланцем 4, корпусом

5 с патрубком б, по крайней мерез одним ножом 7, упором 8, верхним 9 и нижним 10 держателями, разрываемым элементом 11, прокладкой 12 и крышкой 13. Упор 8 имеет паз 14, канал

15 и хвостовик 16.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

На защищаемом аппарате между фланцами 1 и 4 устанавливается кольцо 2 мембраны 3 и нож, состоящий из одного или нескольких лезвий. К присоединенному к ножу 7 нижнему держателю

10 крепится разрываемый элемент 11, который пропускается через канал 15 упора 8 и крепится к верхнему держателю 9. При установке упора 8 в его паз входит нож 7. Затем укладывается прокладка 12 и устройство герметизируется крышкой 13. К патрубку б присоединяется трубопровод для сброса среды. При нормальном рабочем режиме в защищаемом аппарате мембрана остается неподвижной. Если же давление в аппарате достигает заданного предельного значения, то передаваемое через мембрану 3 на упор 8 и далее на разрываемый элемент 11 усилие разрушает разрываемый элемент 11, при этом происходит быстрое перемещение упора 8 и мембраны 3, которая разрезается ножом 7. Среда из аппарата сбрасывается через патрубок б. Направление движения упора 8 определяется конфигурацией хвостовика lб, скользящего в крышке 13 °

Для того, чтобы до срабатывания устройства не произошло смятия мембраны, поверхность упора, контактирующая с мембраной, имеет талую же конфигурацию, как и мембрана. Упор целесообразно делать облегченным, например из легкого материала, чтобы его вес не оказывал существенного влияния на срабатывание устройства. При необходимости срабатывания устройства при другом давлении устанавливают, соответствующий разрываемый элемент,! прочность и сечение которого расчитаны на заданное давление. При изготовлении разрываемого элемента следует использовать материалы, которые не склонны к ползучести над нагрузкой, блпзкой к нагрузке срабатывания, т.е. у которых близки пределы прочности и текучести, например каленая стальная проволока. Расположение разрываемого элемента внутри упора делает устройство компактным, что позволяет его легко герметизировать.

На фиг. 2 изображен вариант предлагаемого устройства.

Данное устройство включает фланец

1, кольцо 2, мембрану 3, прижимной фланец 4, траверсу 17, шарнир 18, нож (или ножи) 7, упор 8, верхний 9 и нижний 10 держатели, разрываемый элемент 11, кронштейн 19. Упор 8 имеет паз 20 для траверсы 17, паз

14 для ножа 7, ось 21.

Устройство работает следующим образом.

На аппарате зажимаются фланцами

1 и 4 и кольцом 2 мембрана 3 и нож

7. К мембране 3 подводится упор 8, в пазах 14 которого располагается нож 7. Закрепленная на кронштейне

872889

19 траверса 17 фиксируется осью 21 в пазе 20 упора 8. В свободном сос- l тоянии траверса 17 может поворачиваться относительно шарнира 18. При превышении допустимого значения давления разрываемый элемент разрывается, траверса с упором перемеща ется, позволяя прохлопнуть мембране

3, которая разрезается на ноже 7.

При этом среда из аппарата удаляется.

В отличие от устройства (фиг.;1), данное устройство имеет то преимущество, что верхний 9 и нижний 10 держатели могут перемещаться по траверсе 17 и кронштейну 19. Это позволяет при наличии разрываемого элемента, рассчитанного на какое-либо одно давление, обеспечивать срабатывание устройства при различных требованиях, т.е. расширяет возможности применения устройства.

Предлагаемые варианты устройства обладают целым рядом преимуществ по сравнению с известным. Исключаются трудности, связанные с необходимостью жесткого крепления мембраны и разрываемого элемента. Срабатывание g$ устройства практически не зависит от температуры и свойств находящейся в аппарате среды, все элементы устройства находятся вне аппарата. Кроме того, наличие двух взаимодействующих элементов (мембрана — упор), позволяет испольэовать для изготовления мембран материалы, ранее непригодные для подобных устройств ввиду срабатывания мембран из этих материалов при заниженном по сравнению с требуемым давлении. Например, если при диаметре условного прохода

80 мм использовать в качестве мембраны полиэтиленовую пленку толщиной

0,2 мм, то она "прохлопнет" уже при 40 давлении порядка 0,1 кг с/см . Если же перемещение мембраны ограничить упором, то давление срабатывания. устройства можно увеличить в несколько десятков и даже сотен раз.

Это позволяет применять в качестве мембран дешевые материалы, например полимерные, что приводит к удешевлению всего предохранительного уст- ройства. При необходимости сохране. — р ния герметичности системы после срабатывания предохранительного устройства целесообразно применять первый вариант, как более компактный.

Второй вариант рекомендуется применять в условиях, когда отвод среды после срабатывания безопасен, а также для установки на аппаратуре, где возможна перенастройка на разнсе давление.

Формула изобретения

1. Предохранительное устройство, в корпусе которого размещена хлопающая разрывная мембрана, взаимодействующая с неподвижно установленным ножом, снабженное дополнительным разрушаемым элементом с калиброванным сечением, установленным с помощью держателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения эксплуатационных воэможностей, устройство снабжено подвижным упором, один конец которого выполнен по орме мембраны и прилегает к ее вогнутой поверхности, а второй нагружает разрушаемый элемент.

2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,оно снабжено подвижным упором, один конец которого выполнен по форме мембраны и прилегает к ее вогнутой поверхности, а второй жестко связан с помощью держателя с разрывным элементом, выполненным, например, в виде стержня, причем s упоре выполнены пазы для установки в них ножевых лезвий с возможностью свободного перемещения уп8ра.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,оно снабжено неподвижным кронштейном и шарнирно связанной с ним траверсой, другой конец которой подвижно связан с упором, а разрывной элемент подвижно установлен с помощью держателя между травереой и кронштейном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 140647, кл. F 16 К 17/40, 1961.

2. Патент Великобритании Р 1273358,. кл. P 2 У, 1972.

872889

uz.1

Составитель И.Шевелько

Техред A.càâêà Корректор М yaPom"

Редактор M.Õoìà

Заказ 8998/58 Тираж 1009 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4