Способ изготовления предохранительных мембран

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()994847

Ф

«» (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.10.81 (21) 3344117/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл. g

F 16 К 17/16

Гевударствеиинй квнитвт (23) Приоритет— (53) УДК 621.646 (088.8) Опубликовано 07.02.83. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 17.02.83 по делан мзебретеимй и еткрнтий (72) Автор изобретения

Б. Г. Пьянков

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ

МЕМБРАН

Изобретение относится к листовой штамповке оболочечных конструкций, в частности к способам изготовления предохранительных мембран, имеющих конические опорные поверхности или края заделки, геометрически сопряженные с купольной частью мембраны, что обеспечивает изготовляемым мембранам повышенную точность по давлению срабатывания. Предохранительные мембраны, изготовленные предлагаемым способом, могут быть использованы для предохранения технологических емкостей от разрушения избыточным давлением на предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, в атомной энергетике.

Известен способ изготовления предохранительных мембран путем размещения листовой заготовки между матрицей и основанием, вытяжки давлением рабочей среды листовой заготовки в матрицу,и последующей формовки купола мембраны путем вдавливания матрицы в основание 11).

Существенным недостатком этого способа, ограничивающим область его использования, является возможность его применения только для изготовления предохранительных мембран из малопрочных и высокопластичных материалов. Это объясняется тем, что после окончания процесса формовки и сброса формообразующего давления происходит упругая осадка отформованного изделия, при этом отформованные участки конической зажимной части отходят от конических скосов кольца-держателя, а в месте сопряжения конической и купольной части мембраны появляется зона концентрации местных напряжений, а иногда и видимое изменение геометрии в виде линии перегиба. Если это явление практически не сказывается на качестве предохранительных мембран, изготовляемых из мягких алюминиевых сплавов, латуней и т. д., то для материалов типа сталей, монель-металла, тантала, данное явление -приводит к снижению точности по давлению срабатывания предохранительных мембран изза того, что существенно изменяются условия краевого опирания. Таким образом, в ряде случаев выгода от использования предохра нительных мембран с коническими опорными поверхностями может быть пол994847 (фиг. 1).

Формула изобретения ностью ликвидирована за счет применения неудовлетворительного способа их изготовления. Вместе с тем, существует необходимость первоочередного использования для этой цели именно высокопрочных материалов, обладающих благоприятными эксплуатационными свойствами.

Цель изобретения — расширение области использования способа и повышение точности по давлению срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что после вдавливания матрицы в основание вводят индикаторную жидкость в подкупольное пространство, и с момента, соответствующего начальной стадии просачивания индикаторной жидкости из-под купольного объема, производят одновременный сброс остаточного усилия штамповки и давления рабочей среды.

На фиг. 1 изображен вариант устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — стадии формообразования края мембраны, где а — промежуточная стадия 20 формообразования мембраны; б — момент окончания формовки мембраны; в — первая стадия разгрузки отформованной мембраны за счет сброса давления штамповки.

Способ реализуется следующим образом.

Листовую заготовку 1 (фиг. 1) помещают между матрицей 2, выполненной в виде кольца, имеющего внутренний кони- . ческий скос, соответствующий краевой геометрии мембраны, и податливым основа- 30 нием 3, выполненным, например, в виде слоя резины, размещенного в гильзе. Канал 4 служит для подачи давления рабочей среды P в промежуток между листовой заготовкой 1 и податливым основанием 3.

Силовой привод 5 служит для передачи усилия N штамповки на периферийные участки листовой заготовки 1, из которой формуется мембрана. Взаимодвижение силового привода 5 и податливого основания

3 с одновременной подачей давления рабо- 40 чей среды P через канал 4 приводит к выпучиванию плоской листовой заготовки 1, при этом образуется купол мембраны (за счет воздействия давления рабочей среды) и опорная коническая часть мембраны (за счет обжатия контактным давлением, возникающим в результате деформации податливого основания).

Стадии формообразования края мембраны показаны на фиг. 2, фиг. 2, а иллюстрирует одну из промежуточных стадий формообразования мембраны.

На листовую заготовку 1 действует давление рабочей среды Р, а также усилие штамповки N, вызывающее вдавливание заготовки 1 в податливое основание 3, за счет чего появляется контактное напряжение 6 . Интенсивность 6„в среднем значительно выше интенсивности давления P u плавно уменьшается до этого значения к

4 сечению А — А (фиг. 2,а). Поэтому происходит первоочередная деформация краевых участков заготовки 1, сопровождающаяся плавным изгибанием ее участков, контактирующих с податливым основанием, их последовательное прижатие к коническому скосу матрицы 2.

На фиг. 2, б показан момент окончания формовки мембраны. При этом давление среды P и усилие штамповки N опытным путем подобраны таким образом, что одновременно достигается заданная геометрия купола и конической части мембраны. В момент, предшествующий окончанию формовки мембраны, в подкупольное пространство вводится индикаторная жидкость 6, например серный эфир, хладон и т. д., концентрирующаяся вблизи краев купольной части, что может быть достигнуто за счет горизонтального расположения податливого основания 3 (источник подачи жидкости 6 не показан).

На фиг. 2, в показана первая стадия разгрузки отформованной мембраны за счет сброса давления штамповки N. При этом опорная коническая поверхность мембраны освобождается от контакта с податливым основанием 3. Дальнейшая разгрузка приводит к снижению контактных напряжений 6„до степени, обеспечивающей разгерметизацию подкупольного пространства. Течь индикаторной жидкости 6 или самой рабочей среды приводит к появлению акустических сигналов просачивания, которые могут быть зафиксированы с помощью датчика акустических сигналов 7, расположенного на матрице 2. С целью усиления шумов просачивания в качестве индикаторной жидкости

6 или рабочей среды может быть использовано текучее вещество, например серный эфир, обладающее способностью к генерации шумов просачивания высокого уровня, например, за счет того, что индикаторная жидкость способна вскипать при попадании в условия нормальных давлений и температур. При появлении начальных стадий просачивания производят одновременный сброс остаточного усилия штамповки N u давления рабочей среды P через канал 4

Технико-экономический эффект изобретения заключается в расширении области использования предлагаемого способа и в обеспечении точности по давлению срабатывания..

Способ изготовления предохранительных мембран путем размещения листовой заготовки между матрицей основанием, вытяжки давлением рабочей среды листовой заготовки в матрицу и последующей формовки купола мембраны путем вдавливания

-994847 матрицы. в основание, отличающийся тем, что, с целью расширения области его использования и повышения точности по давлению срабатывания, после вдавливания ,матрицы в основание вводят индикаторйую жидкость в подкупольное пространство, и с момента, соответствующего начальной стадии просачивания индикаторной жидкости из подкупольного объема, производят

6 одновременный сброс остаточного усилия штамповки и давления рабочей среды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. РТМ6-30-002-75 для предприятий Министерства химической промышленности

СССР. Устройства предохранительные с хлопающей- мембраной, с. 1! — 12, п. 6.1, черт. 3 и За.

994847

Составитель Е. Анкудинова

Редактор В. Лазаренко Техред И. Верес Корректор А. Ференп

Заказ 588/22 Тираж 923 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4