ДЫХАТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2003 года по МПК F16K17/19 

Изобретение относится к оборудованию резервуаров, используемых для хранения, транзита, приема и раздачи нефти, нефтепродуктов и химических жидкостей. Клапан предназначен для регулирования давления и вакуума в резервуаре в заданных пределах.

Известен дыхательный клапан, содержащий корпус с затворами и огневой предохранитель. Затворы выполнены в виде блоков в составе патрубка с фланцем и тарелки с механическим креплением в корпусе клапана, причем тарелки удерживаются в закрытом положении при помощи пружин и снабжены дополнительными малыми перепускными затворами, а огневые предохранители /огнепреградители/ установлены с внешней стороны затворов клапана [Патент РФ 2137002, зар. 10.09.99г. на изобретение "Дыхательно-предохранительный клапан", авт. Шимчук Ф.С. и др.].

Недостаток этого клапана заключается в том, что в осенне-зимний период необходимо снимать огнепреградитель, а при этом деформируется кассета огнепреградителя, снижая надежность работы клапана. Этот клапан нельзя применять при работе в газоуравнительной системе без радикальной переработки конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является клапан для сброса избыточного давления и вакуума - дыхательный клапан [Патент США 4091837, 1978 г.].

В газоходном корпусе этого клапана выполнены три отверстия: одно внизу для сообщения с газовым пространством резервуара, а два других - для сообщения с атмосферой соответственно через затвор давления и затвор вакуума. К газоходному корпусу клапана прикреплен корпус вентиляционного выхода, состоящий из двух секций. Одна секция прикреплена на газоходном корпусе клапана над затвором давления, а вторая - сбоку от затвора вакуума. Полости обеих секций сообщаются между собой через отверстия в соприкасающихся стенках. Снизу полость второй секции корпуса вентиляционного выхода открыта и присоединена к вентиляционной трубе, конец которой сообщается с атмосферой и направлен вертикально вниз вдоль боковой стенки резевуара. Чтобы избежать накапливания льда или снега, подвижные элементы дыхательного клапана выполнены из политетрафторэтилена.

Недостаток этого клапана состоит в том, что снижается надежность его работы в условиях Крайнего Севера при неполном заполнении резервуара нефтепродуктами, т.к. существует вероятность образования льда или инея на его затворных частях; клапан неприменим при работе в газоуравнительной системе; клапан не соответствует требованиям пожарной безопасности.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в расширении функциональных возможностей клапана и в повышении надежности эксплуатации в режимах атмосферных и газоуравнительных систем.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в том, что создаются условия, при которых не накапливается статическое электричество на корпусе клапана, возникающее при срабатывании затворов, а "стекает" на заземленный резервуар, повышается безопасность проведения регламентных работ на клапане, сокращается вероятность искрообразования при съеме или установке огнепреградителя в 5 раз за счет того, что в предлагаемой конструкции его не требуется снимать на осенне-зимний период ежегодно, а только один раз в 5 лет эксплуатации для проверки на взрывонепроницаемость или для замены на новый огнепреградитель. Вследствие этого предохраняется кассета огнепреградателя от случайной деформации, что гарантированно обеспечит срабатывание его в режимах проскока пламени. За счет герметичности конструкции предлагаемого клапана сохраняется качество и объем хранимого продукта.

Для решения поставленной задачи в дыхательный клапан, включающий газоходный корпус, в котором выполнены отверстия - одно снизу для сообщения с газовым пространством резервуара, а остальные - в верхней части для сообщения с атмосферой через затворы, и корпус вентиляционного выхода, на боковой стенке которого снизу выполнено выходное отверстие, введен огнепреградителъ, причем газоходный корпус размещен внутри корпуса вентиляционного выхода, выполненного с защитным навесом, под которым установлен огнепреградитель, при этом газоходный корпус и корпус вентиляционного выхода соединены с возможностью разъема.

В отверстиях газоходного корпуса могут быть установлены герметичные затворы давления и затворы вакуума с учетом требуемой характеристики по производительности, давлению и вакууму, а в отверстии вентиляционного выхода установлена заглушка при работе в весенне-летний период.

Заглушка может быть закреплена на верхней стороне огнепреградителя, а соединение газового пространства резервуара с атмосферой осуществляется через отверстие, выполненное в корпусе вентиляционного выхода /при работе в осенне-зимний период/, а над отверстием установлен козырек.

При работе в схеме газоуравнительной системы в отверстиях газоходного корпуса установлены только затворы давления, на огнепреградителе сверху закреплена заглушка, а к боковой стенке корпуса вентиляционного выхода в месте отверстия прикреплена труба для соединения с газовым пространством другого резервуара /или резервуаров/.

На фиг.1 представлена схема дыхательного клапана при работе в весенне-летний период;
на фиг.2 - схема дыхательного клапана при работе в осенне-зимний период;
на фиг.3 - схема дыхательного клапана при работе в схеме газоуравнительной системы.

Дыхательный клапан состоит из газоходного корпуса 1, в котором снизу выполнено отверстие 2 для сообщения с газовым пространством резервуара /на чертеже не показан/. В верхней части газоходного корпуса 1 в специальных отверстиях механическим способом закреплены герметичные унифицированные затворы давления 3 и затворы вакуума 4 или только затворы давления 3 /в зависимости от режима работы/ с учетом требуемой характеристики по производительности, давлению и вакууму. Герметичность затворов и точный подбор затворов давления 3 и вакуума 4 обеспечит надежную эксплуатацию в гарантийный срок. Газоходный корпус 1 расположен внутри корпуса вентиляционного выхода 5, над которым выполнен защитный навес 6, например, в форме зонта. Под защитным навесом 6 сверху на корпусе вентиляционного выхода 5 установлен огнепреградитель 7, предназначенный для задержки пламени и предотвращения распространения огня при резервуарном хранении нефтепродуктов и химических жидкостей, т. к. внутри полости резервуара образуется пожароопасная паровоздушная смесь, которая может мгновенно загореться при возникновении над резервуаром источника пламени /попадание искры, удар молнии, пожар на соседнем резервуаре/.

В дыхательном клапане используется кассета огнепреграднтеля 7 стандартных типов. На фланец кассеты огнепреградителя 7 в определенном режиме работы устанавливается заглушка 8.

В корпусе вентиляционного выхода 5 на боковой стенке снизу выполнено выходное отверстие 9, над которым расположен козырек 10 для защиты от прямого воздействия атмосферных осадков и ветра. В зависимости от режима работы в этом отверстии 9 может быть закреплена заглушка 8 или расположена труба 11 для соединения газового пространства резервуара через дыхательный клапан с газовым пространством другого резервуара /или нескольких резервуаров/.

Корпуса и детали клапана могут быть изготовлены из стали, алюминия и никельсодержащих сплавов, пригодных для эксплуатации при различных климатических воздействиях и в химических средах.

Газоходный корпус 1 снизу соединен с корпусом вентиляционного выхода 5 с возможностью разъема.

Дыхательный клапан работает следующим образом. Например, в весенне-летний период в газоходном корпусе 1 установлены герметичные унифицированные затворы давления 3 и затворы вакуума 4, заранее настроенные на определенные рабочие параметры - производительность, давление и вакуум.

В отверстии 9 корпуса вентиляционного выхода 5 закреплена заглушка 8. При "выдохе" резервуара, который может произойти в результате увеличения температуры хранимого продукта, при снижении атмосферного давления, при закачке продукта в резервуар, в его газовом пространстве создается избыточное давление. Газовоздушная смесь через отверстие 2 в газоходном корпусе 1 поступает в клапан, при этом вакуумные затворы 4 закрыты, а затворы давления 3 в момент достижения давления и несколько выше расчетного открываются и газовое пространство резервуара через кассету огнепреградителя 7 соединяется с атмосферой. Огнепреградитель 7 предотвращает проникновение пламени или искры в газовое пространство резервуара. После снижения избыточного давления ниже расчетного значения затворы давления 3 закрываются.

При "вдохе" резервуара, который может произойти в результате снижения температуры хранимого продукта, повышения атмосферного давления, откачки продукта из резервуара, в нем возникает вакуум.

При достижении расчетного значения вакуума /вакуума срабатывания/ затворы вакуума 4 за счет разряжения газового пространства в резервуаре открываются, сообщая газовое пространство резервуара через кассету огнепреградителя 7 с атмосферой, обеспечивая пропуск воздуха в резервуар. При этом затворы давления 3 закрыты.

При снижении вакуума ниже расчетного значения затвор вакуума 4 закрывается и резервуар герметизируется.

Защитный навес 6 над огнепреградителем 7 предохраняет его от воздействия атмосферных осадков и ветра.

При работе в осенне-зимний период соединение газового пространства резервуара с атмосферой осуществляется через выходное отверстие 9, выполненное на боковой стенке корпуса вентиляционного выхода 5 и защищенное козырьком 10 от воздействия атмосферных осадков и ветра.

Заглушка 8 закреплена на фланце кассеты огнепреградителя 7.

При возникновении в газовом пространстве резервуара избыточного давления или вакуума срабатывают соответственно затворы давления 3 для выпуска газовоздушной смеси в атмосферу или затворы вакуума 4 для впуска воздуха в резервуар.

При работе клапана в режиме газоуравнительной системы с целью сокращения потерь от испарения и сохранения качества хранимого продукта путем улавливания его паров соединение газового пространства резервуара с газовым пространством другого резервуара /или резервуаров/ осуществляется через трубу 11, закрепленную в боковой стенке корпуса вентиляционного выхода 5 в месте выходного отверстия 9, при этом в газоходном корпусе 1 установлены только затворы давления 3, а на фланце кассеты огнепреградителя 7 закреплена заглушка 8.

При возникновении в газовом пространстве резервуара избыточного давления газовоздушная смесь через отверстие 2 в газоходном корпусе 1 поступает в дыхательный клапан, воздействуя на затворы давления 3, которые в момент достижения давления несколько выше расчетного открываются и газовое пространство резервуара через трубу 11 соединяется с газовым пространством другого резервуара /или резервуаров/.

При использовании клапана в условиях Крайнего Севера при включении резервуара в газоуравнительную систему поток газа предотвратит примерзание затворных частей клапана.

Предлагаемая конструкция позволяет следующее:
- расширить функциональные возможности клапана, т.е. он используется не только как дыхательный, но и как предохранительный или встроенный клапан в газоуравнительную систему;
- обеспечить безопасную эксплуатацию клапана за счет установки огнепреградителя в верхней его части, что исключает искрообразование при установке или съеме огнепреградителя и накапливание статического электричества;
- улучшить условия визуального контроля и ремонта клапана в процессе его эксплуатации за счет свободного доступа к его узлам и возможности замены вышедших из строя затворов, огнепреградителя или заглушки, не демонтируя при этом устройство в целом;
- сократить потери и сохранить качество хранимого продукта;
- снизить себестоимость клапана за счет применения унифицированных узлов;
- обеспечить надежную эксплуатацию в различных климатических зонах и особенно в условиях Крайнего Севера, где трудно восстанавливается экосистема, при использовании клапана в газоуравнительной системе.

Применение новой конструкции направлено на обеспечение безопасной эксплуатации резервуаров, защиту от разрушения и возникновения техногенных катастроф с большими человеческими жертвами и защиту от нарушения экологической среды.

Изобретение относится к оборудованию резервуаров, используемых для хранения, транзита, приема и раздачи нефти, нефтепродуктов и химических жидкостей, и предназначено для регулирования давления и вакуума в резервуаре в заданных пределах. Клапан содержит газоходный корпус и корпус вентиляционного выхода. В газовом корпусе выполнены отверстия: одно отверстие для сообщения с газовым пространством резервуара, остальные отверстия для сообщения с атмосферой через затворы. В корпусе вентиляционного выхода выполнено выходное отверстие. В клапан введен огнепреградитель. Газоходный корпус размещен внутри корпуса вентиляционного выхода. Корпус вентиляционного выхода выполнен с защитным навесом. Под навесом установлен огнепреградитель. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей клапана и на повышение надежности его эксплуатации в режимах атмосферных и газоуравнительных систем. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Дыхательный клапан, содержащий газоходный корпус, в котором выполнены отверстия - одно для сообщения с газовым пространством резервуара, а остальные для сообщения с атмосферой через затворы, и корпус вентиляционного выхода, в котором выполнено выходное отверстие, отличающийся тем, что введен огнепреградитель, газоходный корпус размещен внутри корпуса вентиляционного выхода, при этом корпус вентиляционного выхода выполнен с защитным навесом, под которым установлен огнепреградитель.2. Дыхательный клапан по п.1, отличающийся тем, что введены датчики, при этом датчик пламени расположен над огнепреградителем, датчики обледенения и датчики герметичности установлены на затворах, а датчик концентрации газа встроен в корпус вентиляционного выхода.3. Дыхательный клапан по п.1, отличающийся тем, что в отверстиях газоходного корпуса установлены затворы давления и затворы вакуума, а в отверстии вентиляционного выхода установлена заглушка.4. Дыхательный клапан по п.1, отличающийся тем, что в отверстиях газоходного корпуса установлены затворы давления и затворы вакуума, на огнепреградителе сверху закреплена заглушка, а на боковой стенке корпуса вентиляционного выхода над отверстием установлен козырек.5. Дыхательный клапан по п.1, отличающийся тем, что в отверстиях газоходного корпуса установлены затворы давления, на огнепреградителе сверху закреплена заглушка, а в отверстии вентиляционного выхода закреплена труба для соединения с другим резервуаром.