Клапан сброса давления

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлен 30.04,80 ем заяв сприсоединен (23) ПриоритетОпубликов осударствениый комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(72) Авторы изобретения Б.Г.Пьянков, Л.Б,Царюк и Н.Е. Ольховски товский ордена Трудового государственный уни ого Знет 71 Заявитель) КЛАПАН СБРОСА ДАВЛЕНИЯ йсис-,. 20 гаемомуя устрой Изобретение относится к устроствам для защиты пневмо- и гидротем от недопустимого повышения рабочего давления, в частности к устройствам принудительного разрушения,раэгерметиэирующим предохраняемуюсистему по воздействию извне, и можетбыть использовано в различных отраслях промышленности, например в химической, неФтехимической, энергетике.Известны устройства с принуди-тельным разрушением запорного элемента. В подобных устройствах разрушаемый элемент, как правило, мембрана,изготавливается из хрупкого материала и применяется совместно с индикатором давления и детонатором, который при замыкании контактов разрушает запорный элемент посредствомподвижного ножевого устройства 11).Недостатками такого рода устройств являются наличие в них кинематических элементов,а также сложность конструкции. Кроме того, изготовление таких устройств во взрывобезопасном варианте достаточно затруднительно.Наиболее близким к предлатехническим решением являетс 2916044/25-08 .(54) М. ство,в котоРом" эапорный элемент раз" рушается под воздействием внешних источников нагрева, имеющее корпус с разрушаемым сечением в виде уплотняюцей проходной канал пробки иэ лекгоплавкого материала и источник нагрева в виде заключенного в пробку резистора. При пропускании тока через резистор происходит нагрев материала в зоне цилиндра, ограниченного витками резистора, вследствие чего центральная часть пробки отделяется от оставшейся части пробки и выталкивается давлением газа 2,Недостатком указанного устройства является его инерционность, связанная с тем, что время прогрева легкоплавкой пробки до расчетной температуры с помощью резистора определяется относительно малой скоростью процессов теплопередачи. Кроме того, это устройство имеет недостаточно длительный срок эксплуатации в силу того, что легкоплавкие материалы, находящиеся под механическбй нагрузкой, склонны к ползучести. Это сокращает срок эксплуатации устройства и приводит к снижению его надежности из-за возможного ложного срабатывания.5 0 15 20 25 Формула изобретения ЗО 35 40 45 50 Цель изобретения - повышение быстродействия, надежности срабатывания и долговечности устройства.укаэанная цель достигается тем, что , разрушаемое сечение выполнено в виде ослабления, например канавки или проточки, полость которого запол; иена составом, выделяющим при нагре-, ве сверхкритической температуры расплав поверхностно-активного вещества.Внешний источник нагрева выполнен в виде индукционного нагревателя.Переход поверхностно-активного вещества в расплавленное состояние вызывает в месте ослабленного сечения резкое изменение физико-механических свойств материала За счет проявляющегося эффекта Ребиндера (по" нижение прочности и одновременное охрупчивание), что ведет к разрушению устройства по ослабленному сечению и последующему сбросу давления из предохраняемого аппарата.На чертеже представлено схематическое изображение клапана сброса давления.Клапан состоит из полого корпуса 1,приспособленного для крепления защищаемого аппарата 2. В корпусе 1 с наружной стороны выполнена канавка 3, заполненная составом из порошка химического соединения легкоплавкого металла и добавок, например, восстановителя и флюса, Площадь сечения корпуса 1 в месте канавки 3 рассчитана на заведомо большее давление разрушения, чем усилия, возникающие в нем от эксплуатационной нагрузки. Канавка 3 закрыта снаружи с помощью обоймы 4, предохраняющей заполнение от механических воздействий. На корпусе устройства размещен источник 5 высокочастотного поля. Устройство находится под действием избыточного давления, действующего по стрелке Р.. Устройство работает следующим образом.При подаче высокочастотного напряжения на источник 5 электромагнитного поля происходит индукционный объемный нагрев зоны корпуса 1 вблизи канавки 3 и материала, размещенного в самой канавке. В результате нагрева состав, заполняющий канавку 3, претерпевает фазовое или химическое превращение с образованием ., жидкометаллической фазы, вступающей в контакт с примыкающими поверхностями канавки. В результате взаимо" действия жидкометаллической поверхностно-активной фазы с металлической основой корпуса происходит ее охрупчивание, чему способствует наличие растягивающих напряжений вблизи зоны взаимодействия (эффект Ребиндера). При этом резко падает прочность материала и ослабленное сечение корпуса 1 в месте канавки 3 не выдерживает механических напряжений от приложенного давления Р и хрупко разрушается, Поэтому верхняя часть корпуса 1 под действием давления отрывается, освобождая сечение внутреннего канала для сброса содержащейся в аппарате среды.Ввиду того, что охрупчивание ма(гериала - основы при попадании на ее поверхность жидкометаллической фазы происходит практически мгновенно, инерционность устройства определяется временем разогрева и скоростью вступления жидкометаллической фазы в контакт с материалом-основой, которое также весьма мало. Это обусловлива" ет малое время срабатывания клапана в сравнении с известной конструкцией. 1, Клапан сброса давления, содержащий корпус, имеющий сечение, разрушающееся в результате нагрева,внешний источник нагрева, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия и надежности срабатывания, разрушаемое сечениевыполнено в виде канавки, полостькоторой заполнена составом; выделяющим при нагреве сверхкритическойтемпературы расплав поверхностноактивного вещества.2. Клапан по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что внешний источникнагрева выполнен в виде индукционного нагревателя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ольховский Н.Е. Предохранительные мембраны для защиты оборудованияв химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.Л., Химия, 1970, с.5.2, Патент США Р 4046157,кл. 137-74, 1977.889999 Составитель А.Емельяноведактор Л.Алексеенко Техред Ж.Кастелевич Корректор Г Нава ПодписноеСР ака илиал ЧПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,0936/59 Тира ВНИИПИ Государств по делам иэобре 13035, Москва, )Х