Мембранное предохранительное устройство

Союз Совет сникСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 945561(51) М. Кл. Е 16 К 17/16 с присоединением заявки РЙ -1 ееудеретеоцай квинтет СССР нв делам нэобретеннй н вткрытнй.Г. Пьянков, А омутов,ударственныйщ, % Ростовский ордена Трудового К университет) МЕМБРАННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к устройствам, предохраняющим сосуды с жидкостями и газами от разрушающих давленийпреимущественно в нефтяной, газовой,химической, нефтехимической промышленности и в энергетике,Известно мембранное предохранительное устройство, содержащее мембрану,окружная кромка которой плотно зажатамежду поверхностями двух кольцевыхопорных элементов, При прогибании мембрана вытягивается из зажима, освобождая сечение для сброса среды1 .Однако указанное устройство обладает недостаточной точностью срабатывания и надежностью в длительной эксплуатации.Известно также мембранное предохранительное устройство, которое содержит верхний и нижний держатели изажатую между ними выпукло-вогнутуюмембрану, снабженную линией ослабления, выполненной в виде концентричныхкуполу кольцевых канавок из части отбортовки, нежестко фиксированнойдержателями. При срабатывании как состороны купола (с прощелкиванием), таки со стороны вогнутости (на разрыв)мембрана раскрывается по линии ослабления, полностью освобождая сечениедля сброса 1 2 .Однако точность и надежность срабатывания известного устройства придействии давления со стороны вогнутости (на разрыв) очень невелика..Лини ю ослабления и границу куполамембраны разделяет кольцевая область, которая сильно влияет на усилия, передаваемые от купола к линииослабления. Немеханический способизготовления линии ослабления не исключает разброса прочностных свойствпо этой линии. Вследствие образовав ния и роста трещины по линии ослабления за счет движения дислокаций вматериале и за счет возможного доступа технологических сред к поверхности линии ослабления надежность сраба 94556тывания устройства в допустимых пределах давления падает,Целью изобретения является повышение надежности и точности срабатывания мембранного предохранительногоустройства.Указанная цель достигается тем, чтовыпукло-вогнутая мембрана, отбортовкакоторой зажата между верхним и нижнимдержателями, снабжена линией ослабле Ония, выполненной в виде кольцевойшейки, расположенной на линии переги-.ба выпукло-вогнутой части в отбортовку мембраны и пластически сформированной в процессе зажатия устройства в 15зажимные фланцы при этом на рабочейповерхности нижнего держателя выпол"нена кольцевая проточка, ограниченная с внутренней стороны кольцевымформирующим выступом, высота которого меньше глубины проточки на толщинукольцевой шейки, а внешние торцы держателей снабжены кольцевыми концентраторами усилий прижима, средний диаметр которых на 8-10 толщин мембраны 25больше диаметра внешней границы кольцевой проточки,Такая конструкция позволяет повысить точность срабатывания мембранного предохранительного устройства в зОсреднем до + 1, а также увеличитьнадежность эксплуатации. На чертеже изображено устройство,общий вид, разрез.Мембранное предохранительное устройство содержит выпукло-вогнутуюмембрану 1, между отбортовкой 2 ивыпукло-вогнутой частью 3 которойвыполнена кольцевая шейка 4, зажатаямежду кромкой 5 рабочей площадки 6верхнего держателя 7 и круговым формирующим выступом 8 нижнего держателя 9. При этом верхний держатель 7и нижний держатель 9 снабжены кольцевыми концентраторами усилий прижима10 и 11. средний диаметр которыхна 8-10 толщин мембраны больше круговой границы 12 кольцевой проточки 13,и зафиксированы заодно с мембранойнаправляющими штифтами 14 и 15, парал-флельными оси симметрии устройства,таким образом отбортовка 2 оказывается вложенной в кольцевую проточку 13в нижнем держателе 9,Мембрана 1, предварительно пласти-чески вытянутая в верхнем держателе7 с применением равномерного защемления всей отбортовки 2, ставится на фнаправляющие штифты 14 и 15, зафиксированные в нижнем держателе 9, вкла- дывается в кольцевую проточку 13 и прижимается верхним держателем 7.При осуществлении монтажа устройства в рабочее положение концентраторы усилий прижима 10 и 11 принимают на себя давление рабочих фланцев посадочного места и за счет момента упругих сил в верхнем 7 и нижнем 9 держателях передают усилие прижима на кромку 5 и круговой Формирующий выступ 8, в результате чего между кромкой 5 и Формирующим выступом 8 выштамповывается кольцевая шейка 4 заданной толщины, так как пластическое вдавливание прекращается при соединении рабочей площадки 6 и опорной площадки 16.Кольцевая шейка 4, являющаяся линией ослабления, равномерно напряженной по всей длине и герметичности закрытой от воздействия жидких и газообразных сред. Таким образом, образование трещинв кольцевой шайке за счет дислокаций и воздействия поверхностно-активных сред значительно уменьшается, аза счет изменения прочностных свойствматериала в результате глубокого пластического формирования шейки, ее прочность становится практически независимой от дефектов проката.При этом давление разрушения шейкисоставляет 90 от давления вытяжкикупола, что исключает пластическоеизменение геометрии купола во времяэксплуатации,Устройство работает следующим образом.Давление среды создает в куполемембраны растягивающие напряжения,которые передаются на кольцевую шейку 4, находящуюся под давлением упругих сил держателей 7 и 9. По достижении критического давления величина растягивающих напряжений оказывается достаточно для преодоления пределатекучести материала в области кольцевой шейки 4, в результате чего происходит резкое утончение и разрывкольцевой шейки 4, при этом выпукловогнутая част.ь мембраны освобождаетсечение для сброса среды;Использование данного мембранногопредохранительного устройства обеспечивает повышение точности срабатывания при работе на разрыв вплоть досреднего статистического отклонения9455 формула изобретения Составитель ф. ЕмельяновУс Техред К,Мыцьо Корректор А. Дзятк Редакто Заказ 5300/53 Тираж 990 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушсПодписно комитета открытий ая наб филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,давления срабатывания порядка 1, увеличение срока эксплуатациипри работе с жидкостями срок эксплуатации устройства возрастает на порядок); простота изготовления мембраны и высокая 5 надежность сохранения ее основных параметров при установке и в эксплуатации, независимость от качества проката, использованного для изготовления мембран, возможность использования мембранного устройства для сброса среды как со стороны выпуклости, так и со стороны вогнутости с одинаково высокой точностью срабатывания.15 Мембранное предохранительное устройство, содержащее устанавливаемые 20 в зажимные фланцы верхний и нижний держатели и имеющую ослабленное сечение выпукло-вогнутую мембрану, отбортовка которой закреплена между рабочими поверхностями держателей, о т - 25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це 61 6лью повышения надежности и точностисрабатывания устройства, ослабленноесечение выполнено в виде кольцевойшейки, расположенной на линии перегиба выпукло-вогнутой части мембраныв ее отбортовку и пластически сформированной в процессе зажатия устройства в зажимные фланцы, на рабочей поверхности нижнего держателя выполненакольцевая проточка, ограниченная свнутренней стороны кольцевым формирующим выступом, высота которого меньшеглубины проточки на толщину кольцевой шейки мембраны, а внешние торцыдержателей снабжены кольцевыми кон;,центраторами усилий прижима, среднийразмер которых на 8-10 толщин мембраны больше диаметра внешней границыкольцевой проточки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка ФРГ й 2260200,кл, Р 16 К 12/40, 1977.2. Патент США У 4072160,кл. Е 16 К 17/16, опублик. 1978.1