Предохранительное устройство

Союз Советскик Сфциапистическик Республик(22) Заявлено 1807,77 (21) 2511757/25-08с присоединением заявки Мо(51)М. Кл 3 Г 16 К 17/14 Р 16 К 17/40 Государствеиный комитет СССР по аелам изобретений и открытий-с 0 о Изобретение относится к пре нительным устройствам для аппар работающих под давлением.Известен клапан с мембранным предохранительным устройством хлопающе типа, основным элементом которого я ляется хлопающая мембрана 11.Недостатком таких устройств является сложность в изготовлении мембран, которые являются одновременно и герметизирующим элементом и датчиком предельно допустимого давления, Кроме того, при контакте с жидкой средо энергия хлопка настолько незначитель на, что хлопающая мембрана может не сработать. Поэтому для надежности работы мембраны необходимо наличиЕ, воз душного пространства между собой в аппарате и поверхностью мембраны.Известны устройства, в которых ге метизирующим элементом является мемб рана, а датчиком предельно допустимо давления другой элемент, например разрывной стержень или проволока с калиброванным сечением 2),Такое исполнение устройства обладает в ряде случаев преимуществами по сравнению с ранее упомянутыми устройствами, так как разделение функций, которыми в этих устройствах должна обладать мембрана, упрощает изготовление устройств вследствие со ращения работ по доводке мембран на заданное давление срабатывания.Однако необходимость крепленияразрываемого элемента к мембране накладывает дополнительнительные ограничения на предохранительное уст" ройство. Если при креплении разрываемого элемента в мембране делается отверстие, то конструкция устройства усложняется, так как требуется ряд дополнительных элементов для герметизации места крепления. При необходимости соединения разрываемого элемента с мембраной при помощи пайки или сварки необходимо подбирать соответствующие материалы, позволяющие осуществлять эти операции и снимать остаточные напряжения. Расположение разрываемого элемента с той стороны мембраны, где выше давление (непременное условие, чтобы разрываемый элемент работал на разрыв) является существенным недостатком, так как в этом случае при защите от повышения давления в аппарате разрываемый элемент находится внутри него и может подвергаться воздействию высоких температур и агрессивных сред, находящихся в этом аппарате. Так как при температурных колебаниях изменяются предельные напряжения в разрываемом элементе, то давление срабатывания устройства существенно колеблется. Агрессивные среды, например кислоты, щелочи и т.п., могут уменьшить прочность разрушаемого элемента,что приводит к преждевременному срабатыванию устройства.Кроме того, расположение разрываемого элемента с держателями внутри аппарата является нежелательным в некоторых производствах, например, при асептическом консервировании,продуктов с хранением в крупных резервуарах. Предназначенные для хранения продук тов резервуары проходят санитарную обработку, которая должна гарантироовать стерильность их внутренних полостей, Если же разрываемый элемент и детали крепления находятся внутри ап О парата, то для выполнения качественной санитарной обработки требуются дополнительные затраты времени и пара, а также повышаются требования к качеству изготовления и конструктивному использованию деталей устройства.Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение эксплуатационных возможностей устройства.Указанная цель достигается тем, ЗО что устройетво снабжено подвижным упором, один конец которого выполнен по форме мембраны и прилегает к ее вогнутой поверхности, а второй конец нагружает разрушаемый элемент. 35Устройство содержит подвижный упор, один конец которого выполнен по форме мембраны и прилегает к ее вогнутой поверхности, а второй жестко связан с помощью держателя с раз рывным элементом, выполненным, например, в виде стержня, В упоре выполнены пазы для установки в них ножевых лезвий с возможностью свободного перемещения упора.Устройство снабжено неподвижным 45 кронштейном и шарнирно связанной с ним траверсой, другой конец которой подвижно связан с упором, .а разрывной элемент подвижно установлен с помощью держателя между траверсой и 50 кронштейном. На фиг. 1 приведена схема герметнческого исполнения;устройства.Защищаемый аппарат снабжен патруб ком с фланцем 1, кольцом 2, мембраной 3, прижимным фланцем 4, корпусом 5 с патрубком б, по крайней мерез одним ножом 7, упором 8, верхним 9 и нижним 10 держателями, разрываемым О элементом 11, прокладкой 12 и крышкой 13, Упор 8 имеет паз 14, канал 15 и хвостовик 16.Предлагаемое устройство (фиг. 1) работает следующим образом. На защищаемом аппарате между фланцами 1 и 4 устанавливается кольцо 2 мембраны 3 и нож, состоящий из одного или нескольких лезвий. К присоединенному к ножу 7 нижнему держателю10 крепится разрываемый элемент 11, который пропускается через канал 15 упора 8 и крепится к верхнему держателю 9. При установке упора 8 в его паз входит нож 7. Затем укладывается прокладка 12 и устройство герметизируется крышкой 13. К патрубку б присоединяется трубопровод для сброса среды. При нормальном рабочем режимев защищаемом аппарате мембрана остается неподвижной. Если же давление в аппарате достигает заданного пре" дельного значения, то передаваемое через мембрану 3 на упор 8 и далеена разрываемый элемент 11 усилие разрушает разрываемый элемент 11, при этом происходит быстрое перемещение упора 8 и мембраны 3, которая разрезается ножом 7, Среда из аппарата сбрасывается через патрубок б. Направление движения упора 8 определяется конфигурацией хвостовика 1 б, скользящего в крышке 13Для того, чтобы до срабатывания устройства не произошло смятия мембраны, поверхность упора, контактирующая с мембраной, имеет талую же конфигурацию, как и мембрана. Упор целесообразно делать облегченным, например из легкого материала, чтобы его вес не оказывал существенного влияния на срабатывание устройства. При необходимости срабатывания устройства при другом давлении устанавливают, соответствующий разрываемый элемент,прочность и сечение которого расчитаны на заданное давление, При изготовлении разрываемого элемента следует использовать материалы, которыене склонны к ползучести над нагрузкой, блпзкой к нагрузке срабатывания,т.е. у которых близки пределы прочности и текучести, например каленаястальная проволока. Расположение разрываемого элемента внутри упора делает устройство компактным, что позволяет его легко герметизировать.На фиг. 2 изображен вариант предлагаемого устройства,Данное устройство включает фланец1, кольцо 2, мембрану 3, прижимнойфланец 4, траверсу 17, шарнир 18,нож (или ножи) 7, упор 8, верхний 9и нижний 10 держатели, разрываемыйэлемент 11, кронштейн 19. Упор 8имеет паз 20 для траверсы 17, паз14 для ножа 7, ось 21.Устройство работает следующим образом.На аппарате зажимаются фланцами1 и 4 и кольцом 2 мембрана 3 и нож7. К мембране 3 подводится упор 8,в пазах 14 которого располагаетсянож 7. Закрепленная на кронштейне19 траверса 17 фиксируется осью 21в пазе 20 упора 8В свободном сос"тоянии траверса 17 может поворачиваться относительно шарнира 18. При превышениидопустимого значения давления разрываемый элемент разрывается, траверса с упором перемещается, позволяя прохлопнуть мембране 3, которая разрезается на ноже 7. При этом среда из аппарата удаляется. В отличие от устройства (фиг.;1), данное устройство имеет то преимущест. во, что верхний 9 и нижний 10 держатели могут перемещаться по траверсе 17 и кронштейну 19. Это позволяет при наличии разрываемого элемента, рассчитанного на какое-либо одно давление, обеспечивать срабатывание устройства при различных требованиях, т.е, расширяет возможности применения устройства.Предлагаемые варианты устройства 20 обладают целым рядом преимуществ по сравнению с известным, Исключаются трудности, связанные с необходимостью жесткого крепления мембраны и разрываемого элемента. Срабатывание 3 Я устройства практически не зависит от температуры и свойств находящейся в аппарате среды, все элементы устройства находятся вне аппарата, Кроме того, наличие двух взаимодействующих элементов (мембрана - упор) , позволяет испольэовать для изготовления мембран материалы, ранее непригодные для подобных устройств ввиду срабатывания мембран из этих материалов при заниженномпо сравнению с требуемым давлении. Например, если при диаметре условного прохода 80 мм использоватьв качестве мембраны полиэтиленовую пленку толщиной 0,2 мм, то она "прохлопнет" уже при 40 давлении порядка 0,1 кг с/см. Если же перемещение мембраны ограничить упором, то давление срабатывания. устройства можно увеличить в несколько десятков и даже сотен раз, 45 Это позволяет применять в качестве мембран дешевые материалы, например полимерные, что приводит к удешевлению всего предохранительного уст- ройства. При необходимости сохране. - р ния герметичности системы после срабатывания предохранительного устройства целесообразно применять первый вариант, как более компактный.Второй вариант рекомендуется применять в условиях, когда отвод среды после срабатывания безопасен, а также для установки на аппаратуре, где возможна перенастройка на разнсе давление.Формула изобретения1. Предохранительное устройство,в корпусе которого размещена хлопающая разрывная мембрана, взаимодействующая с неподвижно установленным ножом, снабженное дополнительным разрушаемым элементом с калиброваннымсечением, установленным с помощьюдержателя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения конструкции и расширения эксплуатационныхвоэможностей, устройство снабженоподвижным упором, один конец котороговыполнен по дорме мембраны и прилегает к ее вогнутой поверхности, а второй нагружает разрушаемый элемент.2, Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,оно снабжено подвижным упором, один конец которого выполнен по Форме мембраны иприлегает к ее вогнутой поверхности,а второй жестко связан с помощьюдержателя с разрывным элементом, выполненным, например, в виде стержня,причем в упоре выполнены пазы для установки в них ножевых лезвий с возможностью свободного перемещения уп 8 ра.3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,оно снабжено неподвижным кронштейном и шарнирно связанной с ним траверсой,другой конец которой подвижно связанс упором, а разрывной элемент подвижно установлен с помощью держателямежду травереой и кронштейном.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 140647, кл. Е 16 К 17/40, 1961.2. Патент ВеликобританииР 1273358,кл. Р 2 У, 1972.1130 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 1009ПИ Государственного коо делам иэобретений иМосква, Ж, Раушская митет т крыт наб,дписноеСССРйд. 4/5