Мембранное предохранительное устройство

Мембранное предохранительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Совет сник

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»945561 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)За влено 23.12.80 (21) 3223415/25-08 (51) М. Кл.

F 16 К 17/16 с присоединением заявки М—

)Ьеударетпнны1 кемнтет

СССР

ho делам нэобретеннй н вткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82 Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23 07 82 (53) УДК 621.646 (088 8) Ольховский

1 (72) Авторы изобретения

Б.Г. Пьянков, А.С. Хомутов, Ростовский ордена Трудового К университет (71) Заявитель ударственныи (54) МЕМБРАННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, 1

Изобретение относится к устройствам, предохраняющим сосуды с жидкостями и газами от разрушающих давлений, преимущественно в нефтяной, газовой, химической, нефтехимической промышленности и в энергетике.

Известно мембранное предохранительное устройство, содержащее мембрану, окружная кромка которой плотно зажата между поверхностями двух кольцевых опорных элементов. При прогибании мембрана вытягивается из зажима, освобождая сечение для сброса среды (1 ).

Однако указанное устройство обладает недостаточной точностью срабаты-, вания и надежностью в длительной эксплуатации.

Известно также мембранное предохранительное устройство, которое содержит верхний и нижний держатели и gp зажатую между ними выпукло-вогнутую мембрану, снабженную линией ослабления, выполненной в виде концентричных куполу кольцевых канавок из части

2 отбортовки, нежестко фиксированной держателями. При срабатывании как со стороны купола (с прощелкиванием), так и со стороны вогнутости (на разрыв) мембрана раскрывается по линии ослабления, полностью освобождая сечение для сброса 1 2 j.

Однако точность и надежность срабатывания известного устройства при действии давления со стороны вогнутости (на разрыв) очень невелика. .Лини ю ослабления и границу купола мембраны разделяет кольцевая область, которая сильно влияет на усилия, передаваемые от купола к линии ослабления. Немеханический способ изготовления линии ослабления не исключает разброса прочностных свойств по этой линии. Вследствие образования и роста трещины по линии ослабления за счет движения дислокаций в материале и за счет возможного доступа технологических сред к поверхности линии ослабления надежность сраба94556 тывания устройства в допустимых пределах давления падает.

Целью изобретения является повышение надежности и точности срабатывания мембранного предохранительного устройства.

Указанная цель достигается тем, что выпукло-вогнутая мембрана, отбортовка которой зажата между верхним и нижним держателями, снабжена линией ослабле- 10 ния, выполненной в виде кольцевой шейки, расположенной на линии переги-. ба выпукло-вогнутой части в отбортовку мембраны и пластически сформированной в процессе зажатия устройства в 1$ зажимные фланцы,, при этом на рабочей поверхности нижнего держателя выпол" нена кольцевая проточка, ограниченная с внутренней стороны кольцевым формирующим выступом, высота которо- 20 го меньше глубины проточки на толщину кольцевой шейки, а внешние торцы держателей снабжены кольцевыми концентраторами усилий прижима, средний диаметр которых на 8-10 толщин мембраны 25 больше диаметра внешней границы кольцевой проточки.

Такая конструкция позволяет повысить точность срабатывания мембранного предохранительного устройства в зо среднем до + li, а также увеличить надежность эксплуатации.

На чертеже изображено устройство, общий вид, разрез.

Мембранное предохранительное устройство содержит выпукло-вогнутую мембрану 1, между отбортовкой 2 и выпукло-вогнутой частью 3 которой выполнена кольцевая шейка 4, зажатая между кромкой 5 рабочей площадки 6 верхнего держателя 7 и круговым формирующим выступом 8 нижнего держателя 9. При этом верхний держатель 7 и нижний держатель 9 снабжены кольцевыми концентраторами усилий прижима

10 и 11. средний диаметр которых на 8-10 толщин мембраны больше круговой границы 12 кольцевой проточки 13, и зафиксированы заодно с мембраной направляющими штифтами 14 и 15, парал- В лельными оси симметрии устройства, таким образом отбортовка 2 оказывается вложенной в кольцевую проточку 13 в нижнем держателе 9.

Мембрана 1, предварительно пласти- 55 чески вытянутая в верхнем держателе

7 с применением равномерного защемления всей отбортовки 2, ставится на

1 ф направляющие штифты 14 и 15, зафиксированные в нижнем держателе 9, вкла- дывается в кольцевую проточку 13 и прижимается верхним держателем 7.

При осуществлении монтажа устройства в рабочее положение концентраторы усилий прижима 10 и 11 принимают на себя давление рабочих фланцев посадочного места и за счет момента упругих сил в верхнем 7 и нижнем 9 держателях передают усилие прижима на кромку 5 и круговой формирующий выступ 8, в результате чего между кромкой 5 и формирующим выступом 8 выштамповывается кольцевая шейка 4 заданной толщины, так как пластическое вдавливание прекращается при соединении рабочей площадки 6 и опорной площадки 16.

Кольцевая шейка 4, являющаяся линией ослабления, равномерно напряженной по всей длине и герметичности закрытой от воздействия жидких и газообразных сред.

Таким образом, образование трещин в кольцевой шайке за счет дислокаций и воздействия поверхностно-активных сред значительно уменьшается, а за счет изменения прочностных свойств материала в результате глубокого пластического формирования шейки, ее прочность становится практически независимой от дефектов проката.

При этом давление разрушения шейки составляет 904 от давления вытяжки купола, что исключает пластическое изменение геометрии купола во время эксплуатации.

Устройство работает следующим образом.

Давление среды создает в куполе мембраны растягивающие напряжения, которые передаются на кольцевую шейку 4, находящуюся под давлением упругих сил держателей 7 и 9. По достижении критического давления величина растягивающих напряжений оказывается достаточно для преодоления предела текучести материала в области кольцевой шейки 4, в результате чего происходит резкое утончение и разрыв кольцевой шейки 4, при этом выпукловогнутая част.ь мембраны освобождает сечение для сброса среды;

Использование данного мембранного предохранительного устройства обеспечивает повышение точности срабатывания при работе на разрыв вплоть до среднего статистического отклонения

9455

Формула изобретения

Составитель Ф. Емельянов

Техред К.Мыцьо Корректор А. Дзятко

Редактор Г. Ус

Заказ 5300/53 Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 давления срабатывания порядка 13, увеличение срока эксплуатации (при работе с жидкостями срок эксплуатации устройства возрастает на порядок); простота изготовления мембраны и высокая 5 надежность сохранения ее основных параметров при установке и в эксплуатации, независимость от качества проката, использованного для изготовления мембран, возможность использования мембранного устройства для сброса среды как со стороны выпуклости, так и со стороны вогнутости с одинаково высокой точностью срабатывания.

Мембранное предохранительное устройство, содержащее устанавливаемые 20 в зажимные фланцы верхний и нижний держатели и имеющую ослабленное сечение выпукло-вогнутую мембрану, отбортовка которой закреплена между рабочими поверхностями держателей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це61 6 лью повышения надежности и точности срабатывания устройства, ослабленное сечение выполнено в виде кольцевой шейки, расположенной на линии перегиба выпукло-вогнутой части мембраны в ее отбортовку и пластически сформированной в процессе зажатия устройства в зажимные фланцы, на рабочей поверхности нижнего держателя выполнена кольцевая проточка, ограниченная с внутренней стороны кольцевым формирующим выступом, высота которого меньше глубины проточки на толщину кольцевой шейки мембраны, а внешние торцы держателей снабжены кольцевыми кон;. центраторами усилий прижима, средний размер которых на 8-10 толщин мембраны больше диаметра внешней границы кольцевой проточки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ и 2260200, кл. F 16 К 12/40, 1977.

2. Патент США У 4072160, кл. F 16 К 17/16, опублик. 1978.