Клапан для емкости с легкоиспаряющейся жидкостью

 

Использование: в нефтехимической промышленности для регулирования давления. Сущность изобретения: корпус клапана выполнен в виде колена с разной длиной сторон, в средней части большей стороны колена расположена рабочая камера с днищем криволинейной формы, внутри камеры установлены цилиндрическая втулка с осью и запорный орган. Запорный орган выполнен в виде лопасти двухстороннего действия. Один конец лопасти жестко соединен с цилиндрической втулкой, втулка установлена с возможностью вращения на оси, закрепленной в верхней образующей рабочей камеры. В верхней части цилиндрической втулки выполнено сферическое углубление, внешняя поверхность которого покрыта зеркальным слоем. На расстоянии радиуса сферического углубления от зеркальной поверхности установлены передающий и приемный световоды. Световоды оптически сопряжены соответственно один с источником света, а другой - с приемником света, электрически связанные с блоками питания и обработки сигнала. 1 ил.

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

Известны клапаны, содержащие корпус, в котором установлены впускной и выпускной клапаны, перепускная камера и устройство управления клапанами, выполненное на электромагните [1] Недостатком данных устройств является невозможность учета количества испарившихся в атмосферу через клапан паров жидкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является клапан, выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус с закрепленными в нем выпускным и впускным клапанами, соединяющимися с атмосферой через огневой предохранитель и волоконно-оптический датчик расхода паровоздушной смеси в виде световода, согнутого вдвое [2] Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, низкая надежность волоконно-оптического датчика, низкие функциональные возможности устройства.

Задача изобретения состоит в упрощении конструкции, повышении надежности работы волоконно-оптического датчика расхода, расширении функциональных возможностей устройства за счет возможности определения утечек жидкости из емкости при ее повреждении.

Этот технический результат достигается тем, что корпус клапана выполнен в виде колена с разной длиной сторон, в средней части большей из которых расположена рабочая камера с днищем криволинейной формы, при этом внутри камеры установлены цилиндрическая втулка с осью и запорный орган, выполненный в виде лопасти двухстороннего действия, один конец которой жестко соединен с цилиндрической втулкой, установленной с возможностью вращения на оси, закрепленной в верхней образующей рабочей камеры, причем в верхней части цилиндрической втулки выполнено сферическое углубление, внешняя поверхность которого покрыта зеркальным слоем, а на расстоянии радиуса сферического углубления от зеркальной поверхности установлены передающий и приемный световоды, оптически сопряженные соответственно один с источником света, а другой с приемником света, электрически связанные с блоками питания и обработки сигнала.

Cущность изобретения поясняется чертежом.

Клапан содержит колено 1 с разной длиной сторон, меньшая часть которого соединена с фланцами 2 для крепления к емкости, а в большей части выполнены рабочая камера 3 и огневой предохранитель 4. Нижняя часть камеры 3 выполнена в виде криволинейной поверхности 5, а в средней части камеры 3 установлен двухсторонний клапан 6 в виде лопасти, один конец которой жестко закреплен в цилиндрической втулке 7, с возможностью ее вращения вокруг оси 8, закрепленной в верхней образующей рабочей камеры 3. Второй конец имеет возможность свободного перемещения вдоль поверхности 6. В верхней части втулки 7 выполнено сферическое углубление 9, внешняя поверхность которого покрыта зеркальным слоем. В верхней части рабочей камеры 3 путем разъемного соединения установлен корпус 10 волоконно-оптического датчика расхода паровоздушной смеси, в котором на расстоянии радиуса сферического углубления от зеркальной поверхности установлены передающий 11 и приемный 12 световоды, оптически сопряженные соответственно один с источником 13, а другой с приемником света 14, электрически связанные с блоком питания 15. Приемник света 14 электрически соединен с измерительной схемой обработки сигнала, включающий усилитель 16, датчик температуры 17, коммутатор 18, аналого-цифровой преобразователь 19, электронно-вычислительную машину 20.

Клапан работает следующим образом.

В исходном состоянии лопасть 6 клапана находится в вертикальном положении. Соблюдается условие, при котором давление паровоздушной смеси внутри емкости равно атмосферному давлению. При достижении определенного избыточного (вакуума) давления в емкости равновесие нарушается и лопасть 6 с втулкой 7 начинает вращательное движение вокруг оси 8 по часовой или против часовой стрелки, в зависимости от увеличения или уменьшения давления в емкости. Противодействующая сила, создаваемая весом лопасти 6, будет уравновешивать нарастание избыточного давления. При достижении определенного давления, при котором нижний край лопасти 6 достигнет границы криволинейной поверхности 5 рабочей камеры 3, лопасть 6 окажется в положении, при котором достигнуто расчетное для клапана предельное значение давления. Если давление превысит расчетное для клапана значение, лопасть 6 повернется на угол альфа (бета, в зависимости от рода давления) и через рабочую камеру 3 начнет проходить воздух (паровоздушная смесь), причем ее расход будет пропорционален углу поворота лопасти 6. Учитывая, что лопасть 6 жестко закреплена с цилиндрической втулкой 7, снабженной сферическим углублением с отражающим слоем 9, происходит поворот сферической зеркальной поверхности, в результате чего происходит расфокусировка лучистого потока, попадающего из передающего 11 на приемный 12 световод, что в свою очередь ведет к изменению интенсивности света в приемном 12 световоде, и значение сигнала регистрируется фотоприемником 14. Данный сигнал через усилитель 16 и АЦП 19 обрабатывается и постоянно контролируется ЭВМ 20. Величина утечки жидкости из емкости определяется путем сравнения сигнала от датчика температуры 17 и последующего теоретического расчета изменения объема жидкости за счет объемного расширения с сигналом от волоконно-оптического датчика расхода о действительном расходе паровоздушной смеси.

Формула изобретения

Клапан для емкости с легкоиспаряющейся жидкостью, содержащий цилиндрический пустотелый корпус с фланцами крепления к емкости, размещенные в нем запорный орган, огневой предохранитель, волоконно-оптический датчик расхода паровоздушной смеси с приемником и источником света и блоки питания и обработки сигнала, отличающийся тем, что корпус клапана выполнен в виде колена с разной длиной сторон, в средней части большей из которых расположена рабочая камера с днищем криволинейной формы, при этом внутри камеры установлены цилиндрическая втулка с осью и запорный орган, выполненный в виде лопасти двустороннего действия, один конец которой жестко соединен с цилиндрической втулкой, установленной с возможностью вращения на оси, закрепленной в верхней образующей рабочей камеры, причем в верхней части цилиндрической втулки выполнено сферическое углубление, внешняя поверхность которого покрыта зеркальным слоем, а на расстоянии радиуса сферического углубления от зеркальной поверхности установлены передающий и приемный световоды, оптически сопряженные соответственно один с источником света, а другой с приемником света, электрически связанные с блоками питания и обработки сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1