Клапан для емкости с легкоиспаряющейся жидкостью

 

Устройство предназначено для измерения количества вышедших из емкости паров легкоиспаряющейся жидкости и сигнализации о предельном уровне налива жидкости в емкость. Устройство содержит цилиндрический пустотелый корпус 1, подпружиненный впускной клапан 4 с конусным буртом 5 и выпускной клапан 8 с коническим буртом 11. Впускной клапан 4 имеет огневой предохранитель (решетку) 3. Выпускной клапан 8 выполнен в виде оси и имеет с одной стороны решетку 9 с крышкой 10, а с другой - подвижный относительно оси конусный буртик 11 с контактами 15,16. На оси закреплены контакты 17 и 18, а также размещен преобразователь расхода 12 жидкости в виде согнутого вдвое оптоволоконного световода , один конец которого подключен к источникусвета 13,а другойканализатору света 14. Контакт 17 подключен к первому выходу источника питания 19, второй выход которого соединен с входом блока включения 20, который первым выходом подключен к сигнализатору уровня 21, а вторым - через блок включения источника света 22 к контакту 18 оси 2. Дополнительный выход блока включения источника света 22 подсоединен к источнику света 13. 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (", О ,(л)

6д

Ю (21) 4815574/10 (22) 18.04.90 (46) 07,09,92. Бюл, М 33 (72) А,А.Магирко, М,А,Мусалев, B.È.Êàáàíîâ и А.Н.Литвиненко (56)1Справочник "Измерения в промышленности", M., Металлургия, 1980, Положительное решение о выдаче авторского свидетельства по заявке М

4810620/10 (038078) от 04,04.90 г, (прототип). (54) КЛАПАН ДЛЯ ЕМКОСТИ С ЛЕГКОИСПАРЯЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТЬЮ (57).Устройство предназначено для измерения количества вышедших из емкости паров легкоиспаряющейся жидкости и сигнализации о предельном уровне налива жидкости в емкость. Устройство содержит цилиндрический пустотелый корпус 1, подпружиненный впускной клапан 4 с конусным буртом 5

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства, в частности в нефтехимической отрасли промышленности для регулирования давления в емкостях и замера количества испаряющейся жидкости.

Известны клапаны, содержащие корпус, в котором установлены впускной и выпускной клапаны, перепускная камера и устройство управления клапанами, выполненное на электромагните (1).

Недостатками данных устройств является невозможность учета количества испарившихся в атмосферу через клапан паров жидкости и невозможность сигнализации о

Я2 1760332 А1 (я)5 G 01 F 1/34, F 16 К 15/14 и выпускной клапан 8 с коническим буртом

11. Впускной клапан 4 имеет огневой предохранитель (решетку) 3. Выпускной клапан 8 выполнен в виде оси и имеет с одной стороны решетку 9 с крышкой 10, а с другой— подвижный относительно оси конусный буртик 11 с контактами 15, 16, На оси закреплены контакты 17 и 18, а также размещен преобразователь расхода 12 жидкости в виде согнутого вдвое оптоволоконного световода, один конец которого подключен к источникусвета 13,а другой — к анализатору света 14. Контакт 17 подключен к первому выходу источника питания 19, второй выход которого соединен с входом блока включения 20, который первым выходом подключен к сигнализатору уровня 21, а вторым— через блок включения источника света 22 к контакту 18 оси 2. Дополнительный выход блока включения источника света 22 подсоединен к источнику света 13. 1 ил, предельно допустимом уровне налива жидкости. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является клапан, выбранный в качестве прототипа (2), содержащий цилиндрический пустотелый корпус, с размещенными в нем выпускным и впускными подпружиненными клапанами и преобразователь расхода паров жидкости в виде волоконного световода сложенного вдвое и помещенного внутрь густотелой пружины выпускного клапана, Устройство работает следующим образом, При повышении давления внутри емкости выше расчетной величины происходит

1760332 открывание выпускного клапана, Пары жидкости выходят в атмосферу через огневой предохранитель и выпускной клапан, При этом оптоволоконная петля изменяет радиус кривизны в зависимости от расхода.

При достижении расчетного значения вакууметрического давления открывается впускной клапан и воздух заполняет объем емкости, выравнивая давление.

Недостатком данного устройства является невозможность сигнализации о предельном уровне налива жидкости в емкость.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем одновременчого обеспечения возможности измерения количества вышедших паров жидкости и сигнализации о предельном уровне налива жидкости в емкость.

Указанная цель достигается тем, что клапан снабжен источником питания, блоком включения питания, блоком включения источника света и сигнализатором уровня, при этом впускной клапан выполнен пустотелым и снабжен конусным буртиком на наружной стороне для взаимодействия с корпусом со стороны фланцев крепления к емкости, а выпускной клапан размещен во впускном клапане и выполнен в виде оси, у которой на одном конце укреплена связанная с корпусом решетка с крышкой, а на другом подвижно относительно оси установлен конусный питательный буртик, причем подвижный питательный конусный буртик на внутренней поверхности имеет пару диаметрально противоположных кон тактов, ответная пара которых установлена на оси, при этом источник питания соединен первым входом с первым контактом оси, а вторым с входом блока включения, который первым выходом подключен к сигнализатору уровня, а вторым через блок включения источника света ко второму контакту оси, причем дополнительный выход блока выключения источника света подсоединен к источнику света.

На чертеже изображена принципиальная схема клапана.

Устройство содержит цилиндрический пустотелый корпус 1 с фланцами 2 для крепления к емкости. Внутри корпуса 1, в нижней его части, со стороны фланцев 2 в пазах установлен огневой предохранитель 3 в виде диска, в центральное отверстие которого с возможностью перемещения установлен впускной клапан 4 в виде пустотелого цилиндра с конусным буртиком 5 на наружной стороне для взаимодействия с корпусом 1 со стороны фланцев 2 крепления к емкости.

На наружной поверхности впускного клапана 4 установлена упорная шайба 6 и цилиндрическая упорная пружина 7. Внутри впускного клапана 4 установлен выпускной

5 клапан в виде оси 8, у которой на одном конце закреплена жестко связанная с корпусом 1 решетка 9 с крышкой 10, а на другом подвижно относительно оси 8 установлен конусный буртик (клапан) 11, за основание

10 которого закреплен преобразователь расхода 12 паров жидкости в виде согнутого вдвое оптоволоконного световода, один конец которого подключен к источнику света

13, например, светодиоду, а другой — к ана15 лизатору света 14 (например, к цифровому вольтметру, соединенному с суммирующим по времени устройством). Внутренняя поверхность буртика (клапана) 11 снабжена парой диаметрально противоположных кон20 тактов 15 и 16, ответная пара 17 и 18 которых установлена на оси 8.

Контакт 17 электрически подключен к первому выходу источника питания ИП 19 (аккумуляторная батарея, стабилизатор и

25 т.п.), второй выход которого соединен с входом блока включения БВ 20 (например устройства, представляющего собой электронный ключ, выполненный на транзисторах или микросхемах по известным уже

30 схемам), который первым выходом подключен к сигнализатору уровня СУ 21, (например, световому или звуковому излучателю), а вторым — через блок включения источника света БВИС 22 (собранному, например, на

35 транзисторе и представляющему собой электронный ключ) к контакту 18 оси 2. Дополнительный выход блока включения источника света 22 подсоединен к источнику света 13.

40 Клапан работает следующим образом, В исходном состоянии выпускной 11 и впускной 4 клапаны закрыты.

Соблюдаются условия:

1) для впускного клапана 4:

45 у тесен = Ра РА

Рвсен = Fynp От1,, (1) где у — удельный вес жидкости;

P — атмосферное давление;

Рд — абсолютное давление;

50 Gò1- сила тяжести клапана;

Fynp. сила упругости пружины 8, 2) для выпускного клапана 11:

Ризб.= (Ро+ P gh) Ратм= 6т2 (2) где PN36 избыточное давление в емкости;

55 Ро — атмосферное давление; р gh — secoeoe давление жидкости; Ратм — поверхностное давление;

Отг — сила тяжести конусного буртика клапана 11.

1760332

20

45

При достижении определенного давления вакуума в емкости равновесие (1) нарушается

Рвак. > Fynp. 6т1, и впускной клапан 4 перемещается вниз, открывая пространство для прохода воздуха. Воздух поступает через огневой предохранитель 3 и устанавливает равновесие (1), Клапан закрывается.

По достижении определенного избыточного давления в емкости происходит нарушение равенства (2) Рим. > GT2, конусный буртик (клапан) 11 смещается вверх, замыкает нижний контакт 18 и контакт 15 на вертикальной оси 8, включает тем самым датчик расхода, который за счет изменения интенсивности света, проходящего через оптоволокно, изменяющего радиус изгиба ввиду давления паров жидкости на клапан, дает показания о расходе (пропорциональном радиусу изгиба) на анализаторе света

14.

В режиме сигнализации о предельно допустимом уровне налива клапан работает следующим образом.

При начале заполнения емкости или доливе

РА = Ро pgh.

По мере заполнения Риаб = (Ра+ р gh)—

-Ратц возрастает (за счет увеличения h) и становится значительно больше Gт2. Выпускной клапан открывается и начинает двигаться вверх по вертикальной оси 8, замыкая сначала контакты 15 и 18 и регистрируя (как описано выше) расход паров жидкости.

Замыкание контактов 15 и 18 сигнализирует лишь о уровне наполнения емкости, Замыкание контактов 15 и 18 осуществляется постоянно при открытии выпускного клапана 11, путем электрического воздействия на БВИС (22), напряжение на который подается через БВП (20) с блока питания 19.

Таким образом при заполнении емкости жидкостью замыкание контактов 15 и 18 подключают питание к БВИС (22), т,е. включают все устройство, При размыкании этих контактов напряжение на БВИС (22) остается, а снимается напряжение лишь с СУ (21), Б ВИС (22) подает в блок источника света 13 напряжение питания, При достижении определенного уровня жидкостью, чему соответствует определенное избыточное давление Ри3б, происходит замыкание контактов 16 и 17, в результате чего на сигнал с них проходит на блок источника питания 19, а следовательно и блок включения питания 20, который отключает питание от блока включения источника света 22 и включает питание на сигналиэатор уровня 21, Происходит сигнализация о уровне наполнения (световая или звуковая), Формула изобретения

Клапан для емкости с легкоиспаряющейся жидкостью, содержащий цилиндрический пустотелый корпус с фланцами крепления к емкости, размещенные в нем коаксиально цилиндрический подпружиненный впускной клапан и цилиндрический выпускной клапан с коническим буртом на наружной поверхности, световод, сложенный вдвое и подключенный концами к источнику и анализатору света, и размещенный на выпускном клапане огневой предохранитель, расположенный со стороны фланцев крепления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного обеспечения возможности измерения количества вышедших паров жидкости и сигнализации о предельном уровне налива жидкости в емкость, он снабжен источником питания, блоком включения питания, блоком включения источника света и сигнализатором уровня, при этом впускной клапан выполнен пустотелым и снабжен конусным буртиком на наружной стороне для взаимодействия с корпусом со стороны фланцев крепления к емкости, а выпускной клапан размещен в впускном клапане и выполнен в виде оси, у которой на одном конце укреплена связанная с корпусом решетка с крышкой, а на другом подвижно относительно оси установлен подвижный конусный буртик, причем подвижный конусный буртик на внутренней поверхности имеет пару диаметрально противоположных контактов, ответная пара которых установлена на оси, при этом источник питания соединен первым выходом с первым контактом оси, а вторым — с входом блока включения, который первым выходом подключен к сигнализатору уровня, а вторым через блок включения источника света — к второму контакту оси, причем дополнительный выход блока включения источника света подсоединен к источнику света.

1760332

Составитель А.Магирко

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л.Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3178 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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