Устройство для перекрытия трубопровода Советский патент 1984 года по МПК F16K9/00 F16K49/00 

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в химической и газовой промышленностях в системах аварийной защиты пожаро-взрывоопасных нроизводств для быстрого отключения рабочей среды от потребителя. Известно устройство для перекрытия трубопровода, состоящее из корпуса с перекрывным элементом, образованным замораживанием потока среды, проходящего через корпус 1. Однако в известном устройстве теплоноситель, замороженный в трубе, может быть выбит ударной волной, кроме того, затруднительно заморозить теплоноситель в трубах большого диаметра. Быстродействие таких устройств невелико. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для перекрытия трубопровода, содержащее корпус с установленной в нем перегородкой из пористого металла, взаимодействующей с потоком среды, и камеру охлаждения, сообщенную с коллектором для подачи хладагента, причем суммарная площадь пор равна или больше площади поперечного сечения трубопровода 2. Однако это устройство характеризуется недостаточной надежностью и низким быстродействием, обусловленным тем, что замораживание теплоносителя происходит за счет теплоотдачи от теплоносителя к перегородке и к камере охлаждения. Чем больше диаметр трубопровода, тем больше времепи проходит процесс теплоотдачи от холодной стенки к центральной части перегородки, а следовательно увеличивается вре мя перекрытия трубопровода. При возникновении разрушения расходного трубопровода большое количество рабочей среды попадает в окружаюпдую среду, что приводит к потере рабочей среды, а при использовании токсичных сред - к загрязнению окружающей среды. Цель изобретения - повыщение надежности и быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для перекрытия трубопровода, содержащем корпус с установленной в нем перфорированной перегородкой и коллектор для подачи хладагента, перегородка выполнена в виде полого тела вращения с расположенными вдоль образующей чередующимися выступами и впадинами, причем в выступах выполнены радиальные отверстия, а впадины закрыты пластинами, образующими замкнутые полости, сообщенные с коллектором подачи хладагента и каналами - срадиальными отверстиями в 55 выступах. Отверстияв выступах выполнены копическими. Каналы, посредством которых полости сообщены с отверстиями в выступах, выполнены наклонными в направлении меньшего диаметра конуса отверстий. На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Устройство для перекрытия трубопровода содержит корпус 1, установленный в трубопровод 2 при помощи фланцев 3 и 4. Во фланце 4 установлена перфорированная перегородка 5, выполненная в виде цилиндра с заглушенным торцом 6, в боковой поверхности которого выполнены чередующиеся вдоль образующей выступы 7 и впадины 8. В выступах 7 выполнены радиальные конические отверстия 9, узкое сечение которых выполнено на выходе из перегородки 5. Впадины 8 закрыты пластинами 10, образующими замкнутые полости 11, которые через коллектор соединены с источником подачи хладагента, например жидкого азота. Замкнутые полости 11 через каналы 12, выполненные в боковой поверхности выступов 7, соединены с отверстиями 9 в выступах 7. Коллектор через трубопровод с клапанами 13 и 14 подклю источнику жидкого азота, а через клапан 15 - к дренажу. Суммарная площадь проходных отверстий 9 не меньше площади сечепия трубопровода 2. Устройство работает следующим образом. По трубопроводу 2 (по стрелке) течет, например, нефтепродукт или агрессивная (токсичная) среда через отверстия в выступах 7 перфорированной перегородки 5 к потребителю. При этом одновременно через открытые клапаны 14 и 15 жидкий азот захолаживает трубопровод подачи азота к коллектору, чтобы перед клапаном 13 находился всегда жидкий азот. При возникновении необходимости перекрытия трубопро °Д (например, разрыв трубопровода и т. п.) открывают клапан 13 и одновременно закрывают клапан 15. Жидкий азот через коллектор поступает одновременно во все полости 11 перфорированной перегородки 5 по всей ее высоте, а через капалы 12 - в отверстие 9, где встречается с потоком рабочей среды. В указанном объеме, определяемом толщиной стенки цилиндрической перегородки 5 и размерами отверстий 9, происходит интенсивный процесс тепломассообмена жидкого азота с рабочей средой. образующаяся при этом сконденсированная фаза замороженной рабочей среды забивает отверстия 9. Выполнение их коническими повышает надежность удерживания сконденсированной фазы в отверстиях 9 и тем самым повышает надежность перекрытия проходного сечения трубопровода 2. Выполнение каналов под углом в направлепии меньшего диаметра корпуса отверстий

9 позволяет у самого выхода отверстий 9 производить их перекрытие, что в целом повышает быстродействие устройства.

Использование изобретения за счет обеспечения интенсивного процесса тепломассообмена непосредственно между рабочей средой (высококипящей) и жидким азотом

в ограниченном объеме повышает быстродействие перекрытия трубопровода с токсичной средой и тем самым уменьшает ее выбросы в окружаюш.ую среду при разрушении трубопровода, особенного большого диаметра, и, кроме того, приводит к снижению потерь рабочей среды.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА, содержащее корпус с установленной в нем перфорированной перегородкой и коллектор для подачи хладагента, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, перегородка выполнена в виде полого тела вращения с расположенными вдоль образующей чередующимися выступами и впадинами, причем в выступах выполнены радиальные отверстия, а впадины закрыты пластинами, образующими полости, сообщенные с коллектором подачи хладагента и каналами - с радиальными отверстиями в выступах. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстия в выступах выполнены коническими. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что каналы, посредством которых полости сообщены с отверстиями в выступах, выполнены наклонными в направлении меньщего диаметра конуса отверстий. (Л оо О5 ГчЭ

//