Клапан сброса давления
Патент 889999
Авторы
Классы МПК
Клапан сброса давления
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („)889999 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.04,80 (21) 2916044/25-08 с присоединением заявки Йо
Р )М. К.
P K 17/40
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 15.3281, Бюллетень Hо 46
Дата опубликования описания 151283 (53) УДК 621. 646 (088.8) (72) Авторы изобретения
Б.Г.Пьянков, Л.Б.Царюк и Н.Е. Ольховский
Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (71) Заявитель (54) КЛАПАН СБРОСА ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к устройствам для защиты пневмо- и гидросис-,. тем от недопустимого повышения рабочего давления, в частности к устройствам принудительного разрушения, раэгерметиэирующим предохраняемую систему по воздействию извне, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в химической, нефтехимической, энергетике.
Известны устройства с принуди- тельным разрушением запорного элемента. В подобных устройствах разрушаемый элемент, как правило, мембрана, изготавливается из хрупкого материала и применяется совместно с индикатором давления и детонатором, который при замыкании контактов разрушает запорный элемент посредством подвижного ножевого устройства (31.
Недостатками такого рода устройств являются наличие в них кинематических элементов,а также сложность конструкции. кроме того, изго- 25 товление таких устройств во взрывобезопасном варианте достаточно затруднительно.
Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устрой- 30 ство,в котором" эапорный элемент разрушается под воздействием внешних источников нагрева, имеющее корпус с разрушаемым сечением в виде уплотняюцей проходной канал пробки иэ лекгоплавкого материала и источник нагрева в виде заключенного в пробку резистора. При пропускании тока через резистор происходит нагрев материала в зоне цилиндра, ограниченного витками резистора, вследствие чего центральная часть пробки отделяется от оставшейся части пробки и выталкивается давлением газа (2).
Недостатком указанного устройства является его инерционность, связанная с тем, что время прогрева легкоплавкой пробки до расчетной температуры с помощью резистора определяется относительно малой скоростью процессов теплопередачи. Кроме того, это устройство имеет недостаточно длительный срок эксплуатации в силу того, что легкоплавкие материалы, находящиеся поц механическбй нагрузкой, склонны к ползучести.
Это сокращает срок эксплуатации устройства и приводит к снижению его надежности из-за возможного ложного срабатывания.
889999
30
Мель изобретения — повышение быстродействия, надежности срабатывания и долговечности устройства. указанная цель достигается тем, что . разрушаемое сечение выполнено в виде ослабления, например канавки или проточки, полость которого запол; иена составом, выделяющим при нагре-, ве сверхкритической температуры расплав поверхностно-активного вещества.
Внешний источник нагрева выполнен в виде индукционного нагревателя.
Переход поверхностно-активного вещества в расплавленное состояние вызывает в месте ослабленного сечения резкое изменение физико-механических свойств материала За счет проявляющегося эффекта Ребиндера (понижение прочности и одновременное охрупчивание), что ведет к разрушению устройства по ослабленному сечению и последующему сбросу давления из предохраняемого аппарата.
На чертеже представлено схематическое изображение клапана сброса давления.
Клапан состоит из полого корпуса
1,приспособленного для крепления защищаемого аппарата 2. В корпусе 1 с наружной стороны выполнена канавка
3, заполненная составом из порошка химического соединения легкоплавкого металла и добавок, например, восстановителя и флюса. Площадь сечения корпуса 1 в месте канавки 3 рассчитана на заведомо большее давление разрушения, чем усилия, возникающие в нем от эксплуатационной нагрузки.
Канавка 3 закрыта снаружи с помощью обоймы 4, предохраняющей заполнение от механических воздействий . На корпусе устройства размещен источник
5 высокочастотного поля. Устройство находится под действием избыточного давления, действующего по стрелке P. . Устройство работает следующим образом.
При подаче высокочастотного напряжения на источник 5 электромагнитного поля происходит индукционный объемный нагрев зоны корпуса 1 вблизи канавки 3 и материала, размещенного в самой канавке. В результате нагрева состав, зайолняющий канавку 3, претерпевает фазовое или химическое превращение с образованием, жидкометаллической фазы, вступающей в контакт с примыкающими поверхностями канавки. В результате взаимо" действия жидкометаллической поверхностно-активной фазы с металлической основой корпуса происходит ее охрупчивание, чему способствует наличие растягивающих напряжений вблизи зоны взаимодействия (эффект Ребиндера).
При этом резко падает прочность материала и ослабленное сечение корпуса 1 в месте канавки 3 не выдерживает механических напряжений от приложенного давления Р и хрупко разрушается, Поэтому верхняя часть корпуса
1 под действием давления отрывается, освобождая сечение внутреннего канала для сброса содержащейся в аппарате среды.
Ввиду того, что охрупчивание ма((гериала - основы при попадании на ее поверхность жидкометаллической фазы происходит практически мгновенно, инерционность устройства определяется временем разогрева и скоростью вступления жидкометаллической фазы в контакт с материалом-основой, которое также весьма мало. Это обусловливает малое время срабатывания клапана в сравнении с известной конструкцией.
Формула изобретения
1. Клапан сброса давления, содержащий корпус, имеющий сечение, разрушающееся в результате нагрева, внешний источник нагрева, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности срабатывания, разрушаемое сечение выполнено в виде канавки, полость которой заполнена составом выделяющим при нагреве сверхкритической температуры расплав поверхностноактивного вещества.
2. Клапан по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что внешний источник нагрева выполнен в виде индукционного нагревателя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Ольховский Н.Е. Предохранительные мембраны для защиты оборудования в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Л., Химия, 1970, с.5.
2. Патент США Р 4046157, кл. 137-74, 1977.
889999
Составитель +.Åìåëüÿíoí
Редактор Л.Алексеенко Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Н р
Закаэ 10936/59 Тираж 1009 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, )X-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ЧПП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4