Предохранительное устройство

Авторы патента:

F16K17/40 - с разрушаемым элементом, например с разрывающейся мембраной, разбиваемым стеклом, плавящейся вставкой (клапаны с разрушаемым элементом, открывающиеся при избыточном давлении с одной стороны, F16K 17/14)

F16K17/04 - нагруженные пружиной

Владельцы патента RU 2592662:

Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (RU)

Предохранительное устройство относится к трубопроводной арматуре. В корпусе 1 предохранительного клапана, содержащем входной патрубок 2 и выходной патрубок 3, к седлу 4 пружиной настройки 5 поджат разгруженный запорный элемент 6. Запорный элемент 6 снабжен поршневым приводом одностороннего действия с рабочей полостью А для управляющей среды, на входе в которую установлена разрывная мембрана 13. Повышения скорости срабатывания предохранительного устройства достигают за счет использования поршневого привода на открытие предохранительного клапана с помощью рабочей среды из защищаемого объекта. В патрубке 2 установлена вторая разрывная мембрана 14, давление срабатывания которой превышает давление срабатывания мембраны 13. Запорный элемент 6 снабжен поршневым хвостовиком 16, размещенным в разгрузочном цилиндре 17. Площади поперечного сечения хвостовика 16 и цилиндра 17 равны площади седла 4. Полость Б цилиндра 17 сообщена каналом 18 с областью противодавления предохранительного клапана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется защита объектов от превышения допустимого давления рабочей среды, например в энергетике, газовой и нефтяной отраслях, в химической промышленности.

Известно использование предохранительных клапанов в сочетании с разрывными мембранами (см. «Правила разработки, изготовления и применения мембранных предохранительных устройств ПБ 03-583-03», утв. постановлением Госгортехнадзора России от 05.06.03, №59, п. 2.2).

Разрывные мембраны используют:

- перед предохранительными клапанами для исключения вредного воздействия рабочей среды на клапан (коррозия, эрозия, полимеризация, кристаллизация, закоксовывание, прикипание, примерзание и т.п.), для предотвращения утечек через закрытый клапан токсичных, взрывопожароопасных рабочих сред и для обеспечения возможности контроля и регулирования клапанов без их демонтажа;

- параллельно с предохранительными клапанами для увеличения пропускной способности систем сброса давления;

- за предохранительными клапанами для исключения вредного воздействия на клапан со стороны сбросной системы (коррозия, обледенение и др.) и для исключения влияния колебаний противодавления со стороны сбросной системы на точность срабатывания клапанов.

При высокой скорости срабатывания разрывных мембран общая скорость срабатывания предохранительного устройства определяется скоростью открытия предохранительного клапана, который из-за большой массы деталей подвижной группы и их трения в направлениях обладает инерционностью. При больших и мгновенных аварийных расходах рабочей среды во время пожаров и взрывов не достаточно быстрое открытие предохранительного устройства является крайне нежелательным.

Известно предохранительное устройство, включающее предохранительный клапан и разрывную мембрану, защищенное патентом US 6186159, МПК F16K 17/40, дата публикации - 13.02.2001. Предохранительный клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками и седлом, к которому пружиной настройки поджат разгруженный запорный элемент, снабженный поршневым приводом одностороннего действия. Разрывная мембрана установлена на входе управляющей среды в рабочую полость поршневого привода. Давление рабочей среды в защищаемом объекте, возросшее сверх допустимого предела, на который настроен предохранительный клапан, поступает во входной патрубок предохранительного клапана и воздействует на запорный элемент предохранительного клапана, поднимая его над седлом и сжимая пружину настройки. При этом поршень, соединенный с запорным элементом с помощью штока, разрушает разрывную мембрану, после чего управляющая среда из рабочей полости поршневого привода сбрасывается через дыхательный клапан. Для закрытия предохранительного клапана при снижении давления рабочей среды в рабочую полость поршневого привода через отверстие, образовавшееся в разорвавшейся мембране, нагнетают управляющую среду. После закрытия предохранительного клапана производят замену разорвавшейся мембраны.

Недостатком прототипа является низкая скорость срабатывания устройства.

Заявляемое изобретение решает техническую задачу повышения скорости срабатывания предохранительного устройства, включающего предохранительный клапан и разрывную мембрану.

Поставленная техническая задача решена в предохранительном устройстве, включающем предохранительный клапан и разрывную мембрану. В корпусе предохранительного клапана с входным и выходным патрубками к седлу пружиной настройки поджат разгруженный запорный элемент, снабженный поршневым приводом одностороннего действия. Разрывная мембрана установлена на входе управляющей среды в рабочую полость поршневого привода. В качестве управляющей среды использована рабочая среда из защищаемого объекта. Действие поршневого привода направлено на открытие предохранительного клапана.

Во входном патрубке предохранительного клапана установлена вторая разрывная мембрана, давление срабатывания которой превышает давление срабатывания первой разрывной мембраны. Запорный элемент предохранительного клапана снабжен поршневым хвостовиком, размещенным в разгрузочном цилиндре. Площадь поперечного сечения поршневого хвостовика и разгрузочного цилиндра равна площади седла предохранительного клапана, а подпоршневая полость разгрузочного цилиндра сообщена сквозным каналом, выполненным в поршневом хвостовике и в запорном элементе, с областью противодавления предохранительного клапана.

Существо заявляемого устройства поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображено заявляемое предохранительное устройство в условиях нормальной эксплуатации защищаемого объекта, на фиг. 2 - предохранительное устройство в момент аварии; на фиг. 3 - предохранительное устройство в момент закрытия.

Предохранительное устройство включает предохранительный клапан, корпус 1 которого имеет входной патрубок 2, выходной патрубок 3 и седло 4. К седлу 4 пружиной настройки 5 поджат запорный элемент 6, соединенный шарниром 7 со штоком 8 и поршнем 9 привода одностороннего действия. Поршень 9 установлен в цилиндре 10, выполненном в крышке корпуса 1. Поршень 9 образует в цилиндре 10 рабочую полость А, соединенную импульсной трубкой 11 с отверстием 12 во входном патрубке 2 (источником рабочей управляющей среды из охраняемого объекта). На входе рабочей среды в полость А цилиндра 10 в импульсной трубке 11 установлена разрывная мембрана 13. Во входном патрубке 2 предохранительного клапана после отверстия 12 установлена разрывная мембрана 14, давление срабатывания которой равно давлению настройки предохранительного клапана и превышает давление срабатывания разрывной мембраны 13.

Для регулирования значения давления настройки предохранительного клапана в крышке корпуса 1 установлен регулировочный винт 15. Запорный элемент 6 снабжен поршневым хвостовиком 16, который размещен в разгрузочном цилиндре 17. Площадь поперечного сечения поршневого хвостовика 16 и разгрузочного цилиндра 17 равна площади седла 4 предохранительного клапана. Подпоршневая полость Б разгрузочного цилиндра 17 сообщена сквозным каналом 18, выполненным в поршневом хвостовике 16 и в запорном элементе 6, с областью противодавления предохранительного клапана в выходном патрубке 3. Устройство включает также уплотнительную манжету 19 и стопорное кольцо 20 для поршня 9, уплотнительную манжету 21 для поршневого хвостовика 16.

Предохранительное устройство работает следующим образом.

В закрытом положении предохранительного устройства внутри корпуса 1 предохранительного клапана действует противодавление. Благодаря равенству площадей поперечного сечения поршневого хвостовика 16, разгрузочного цилиндра 17 и седла 4 запорный элемент 6 полностью разгружен от действия давлений. При росте давления рабочей среды в защищаемом объекте, например на 5%, разрывная мембрана 13 срабатывает на разрыв, давление в рабочей полости А поршневого привода повышается и предохранительный клапан открывается. Пружина настройки 5 отрегулирована таким образом, что полное открытие предохранительного клапана происходит до достижения давлением рабочей среды в защищаемом объекте значения, при котором срабатывает разрывная мембрана 14. При этом на первое открытие предохранительного устройства не затрачивается время, определяемое массой подвижной группы предохранительного клапана, время на снятие усилий уплотнения в его затворе и на преодоление усилий трения. К моменту разрыва мембраны 14 предохранительный клапан уже открыт для аварийного потока. После падения давления рабочей среды в защищаемом объекте до величины закрытия предохранительного клапана последний закрывается. Если аварийные условия на защищаемом объекте не устранены, предохранительное устройство до замены разрывных мембран будет работать как обычный предохранительный клапан.

1. Предохранительное устройство, включающее предохранительный клапан и разрывную мембрану, при этом в корпусе предохранительного клапана с входным и выходным патрубками к седлу пружиной настройки поджат разгруженный запорный элемент, снабженный поршневым приводом одностороннего действия, а разрывная мембрана установлена на входе управляющей среды в рабочую полость поршневого привода, отличающееся тем, что в качестве управляющей среды использована рабочая среда из защищаемого объекта, действие поршневого привода направлено на открытие предохранительного клапана, во входном патрубке предохранительного клапана установлена вторая разрывная мембрана, давление срабатывания которой превышает давление срабатывания первой разрывной мембраны.

2. Предохранительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что запорный элемент предохранительного клапана снабжен поршневым хвостовиком, размещенным в разгрузочном цилиндре, площади поперечного сечения поршневого хвостовика и разгрузочного цилиндра равны площади седла предохранительного клапана, а подпоршневая полость разгрузочного цилиндра сообщена сквозным каналом, выполненным в поршневом хвостовике и в запорном элементе, с областью противодавления предохранительного клапана.

Похожие патенты:

Блок сопел // 2587729

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально закрытым клапанам, и может быть использовано в машиностроении, например в ракетной технике. Блок сопел состоит из корпусов, герметично соединенных между собой общим патрубком входа сваркой.

Взрывозащитная камера // 2582134

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности взрывных работ. Взрывозащитная камера включает переднюю, заднюю, боковые стенки и потолочину, боковые и задняя стенки выполнены сдвоенными и содержат внутренние и наружные стенки, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и снабженные окнами и проемами, которые во внутренних стенках смещены относительно окон и проемов в наружных стенках, в потолочине также выполнено окно, перекрытое крышкой, размещенной на определенном расстоянии от потолочины, передняя стенка снабжена подвижными воротами, внутренние боковые стенки имеют возможность перемещения по направляющим для изменения внутреннего объема камеры, дополнительно оснащена взрывозащитным устройством с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемым в расширительной горловине цистерны с люком-лазом и содержащим корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещены теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: c=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе, при этом на проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации, а проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности.

Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер // 2582133

Изобретение относится к области хранения и транспортировки взрывчатых веществ (ВВ) и взрывоопасных, легковоспламеняющихся жидких грузов. Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер включает емкость в виде металлического сосуда с узлами заполнения и опорожнения.

Блок клапанов // 2573429

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально открытым клапанам, и может быть использовано в машиностроении, например в ракетной технике. Блок клапанов состоит минимум из двух клапанов, содержащих корпуса с патрубками входа и выхода, затворы, поршни, установленные в проточки корпусов.

Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной для систем безопасной заправки судов сжиженным газом // 2557914

Изобретение относится к передвижным плавучим заправочным станциям и может быть использовано для заправки судов сжиженным природным газом. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус клапана, затвор и разрывной элемент.

Защитное устройство // 2553051

Изобретение относится к области безопасной эксплуатации опасных изделий, находящихся в окружении агрессивной среды, в частности к предохранительным герметизирующим устройствам, а именно к устройствам с разрушаемым элементом, обеспечивающим автоматическое срабатывание и открытие герметичных воздушных каналов при определенных внешних воздействующих факторах.

Взрывозащитное устройство кочетова с разрывной мембраной // 2549751

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус клапана, затвор, разрывной элемент.

Разрывной диск и распределительное устройство с газовой изоляцией, содержащее его же // 2540211

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве разрывного диска для использования в предохранительных устройствах для защиты систем высокого давления.

Взрывозащитный клапан // 2525988

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой демпфирования грузового затвора содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор.

Устройство аварийного перекрытия трубопровода // 2525380

Устройство аварийного перекрытия трубопровода содержит корпус 1, клапан 2, седло 3 клапана и механизм возврата клапана. Корпус оснащен подающим 4 и расходным 5 патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода.

Внутренний предохранительный клапан, предназначенный для применения в регуляторах текучей среды // 2592658

Описаны варианты внутреннего предохранительного клапана, предназначенные для применения с регуляторами текучей среды. В одном варианте представленный внутренний предохранительный клапан содержит седло предохранительного клапана, соединенное с первым концом штока предохранительного клапана и предназначенное для прижатия к первой стороне воспринимающего устройства для предотвращения прохождения текучей среды между этой первой стороной воспринимающего устройства и второй стороной воспринимающего устройства, когда внутренний предохранительный клапан находится в закрытом положении.

Скважинный компенсатор давления // 2591235

Группа изобретений относится к скважинному компенсатору давления для применения вместе со скважинным инструментом, содержащему корпус с камерой и внутренней полой секцией, первый поршень, делящий камеру на первую секцию и вторую секцию, причем первая секция соединена с возможностью передачи текучей среды с первым отверстием для текучей среды, вторая секция соединена с возможностью передачи текучей среды со скважиной через второе отверстие для текучей среды, и первую пружину, расположенную внутри второй секции для приложения давления к первому поршню, чтобы сделать возможным сохранение избыточного давления в первой секции.

Устройство автоматического газового клапана дирижабля // 2588364

Изобретение относится к воздухоплаванию. Устройство автоматического газового клапана дирижабля имеет корпус с отверстием для пропуска газа, седло клапана с герметизирующим посадочным поясом, тарелку клапана, упругие возвратные элементы, упоры и механические средства регулирования начальных положений.

Способ работы поршневого насос-компрессора и устройство для его осуществления // 2588347

Изобретение относится к области насосо- и компрессоростроения и может быть использовано при создании поршневых машин объемного действия, предназначенных для сжатия и подачи потребителю одновременно или попеременно жидкостей и газов.

Отказобезопасный узел фиксирующей заглушки для быстродействующего предохранительного запорного устройства // 2586806

Группа изобретений относится к быстройдействующим предохранительным запорным устройствам для газовых распределительных систем. Отказобезопасный узел фиксирующей заглушки для быстродействующего предохранительного запорного устройства содержит возвратный штифт, фиксирующую заглушку, соединенную с возвратным штифтом в ближней части.

Баростатический клапан двойного действия // 2578766

Изобретение относится к элементам систем газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в маслосистемах теплонапряженных авиационных ГТД для регулирования давления сжатого воздуха и горячих газов в системе суфлирования.

Гравитационный клапан // 2568361

Изобретение относится к арматуростроению. Клапан для топливного бака включает корпус, сформированный поплавковой камерой и дисковой камерой, гидравлически связанными через промежуточный проточный канал.

Побудитель циркуляции жидких теплоносителей, преимущественно для системы терморегулирования космического объекта // 2535959

Изобретение относится преимущественно к системам терморегулирования космических объектов. Побудитель циркуляции содержит электронасосные агрегаты (ЭНА) и соединительные трубопроводы с гидроразъемами (ГР).

Уравновешенный вставной клапан // 2528220

Группа изобретений относится к области автоматики и предназначена для использования в промышленных и жилищных применениях для контроля давления текучей среды за клапаном.

Автоматический запорный клапан // 2527778

Автоматически запорный клапан служит для отсечения газа на случай снижения давления в газопроводной трубе ниже минимального уровня. Автоматически запорный клапан, корпус которого с входным и выходным штуцерами снабжен отсечным клапаном, выполненным в виде установленной в корпусе подпружиненной мембраны с запорным органом, взаимодействующим с седлом, проходной канал которого связывает подмембранную полость с входным штуцером.

Дифференциальный клапан, тарельчатый клапан, поршневой компрессор, способ уменьшения или подавления резонансного распространения ударной волны в пружине в дифференциальном клапане и способ работы поршневого компрессора // 2601397

Группа изобретений относится к дифференциальным клапанам, т.е. клапанам, которые автоматически приводятся в действие перепадом давления на клапане. Дифференциальный клапан содержит корпус, имеющий проточное входное отверстие и проточное выходное отверстие. Затвор выполнен с возможностью перемещения между открытым положением и закрытым положением при перепаде давления через клапан. Проточный проход проходит от проточного входного отверстия к проточному выходному отверстию. Поджимающий элемент выполнен с возможностью поджатия затвора к закрытому положению, чтобы блокировать проточный проход через проточное входное отверстие. Поджимающий элемент содержит две пружины, которые расположены параллельно. Одна из указанных пружин имеет резонансную частоту, отличающуюся от резонансной частоты другой из указанных двух пружин. Также описаны тарельчатый клапан, поршневой компрессор, способ уменьшения или подавления резонансного распространения ударной волны в пружине в дифференциальном клапане и способ работы поршневого компрессора. Группа изобретений направлена на снижение резонансного распространения ударной волны в пружинах. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.