Устройство для защиты от перегрузок давлением Советский патент 1984 года по МПК F16K17/16 

Изобретение относится к разрушае мым устройствам, служащим для защиты аппаратов, сосудов давления и трубопроводов от разрыва избыточным давлением, и может быть использова но на предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатываю щей промышленностях, в атомной энер гетике . Известны предохранительные устройства, содержащие разрушаемые элементы в виде несущих сжатых выпуклых оболочек ij . Однако в этих устройствах приходится принимать специальные меры против разрушающего действия осколков сработавших силовых элементов, скорости которых могут достигать значений 150 - 200 м/с при массах от единиц до нескольких сотен граммов . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для защиты от перегрузок давлением, содержащее куполообразну сжатую несущую оболочку, снабженную полосами пониженной прочности 2 . Недостаток известного устройства состоит в том, что невозможно его использовать для давлений, превышаю щих 30 - 40 КПа, а именно - недоста точная степень раскрытия. Это связа но с тем, что пропорционально увели чению давления срабатывания возраста ют сечения разрушаемых элементов, что приводит к непропорционально большо му росту их изгибной жесткости, а это, в свою очередь, препятствует и отгиба нию и раскрытию сбросного сечения. Цель изобретения - расширение дна пазона давления срабатывания. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от перегрузок давлением, содержащем куполообразную сжатую несущую оболочку, снабженную полосами пониженной прочности, несущая оболочка выполнена в виде намотанной вокруг жесткой шпули ленты трапецеидального сечения, причем витки ленты расположены нормально к срединной поверхности оболочки, а выпуклая поверхность оболочки покрыта герметизирующим слоем. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение трап цеидальной ленты; на фиг. 3 - начал ный этап разрушения оболочки; на фиг. 4 - устройство с разрушенной оболочкой. Куполообразная несущая оболочка i, выполненная в виде плотно намотанной ленты вокруг жесткой шпули 2 зажата между сближаемых деталей крепления, например стяжных фланцев 3, Герметизирующий слой 4 выполнен из материала, имеющего адгезию к обо лочке 1, и расположен со стороны высокого давления, дейстЕующегО по стрелке Р, т.е. покрывает ее выпуклую поверхность. Сечение ленты выполнено в форме равнобедренной трапеции, профиль которой может быть подрчитан по формуле: о;. -| , где Ь - ширина средней линии сечения; S - радиус оболочки; oL - угол схождения непараллельных сторон сечения. Несущая оболочка 1 обладает линиями пониженной прочности на разрыв в виде поверхности контакта между c eжными витками. Устройство работа.ет следующим образом. При нагрузках, меньших давления срабатывания, витки несущей оболочки 1 плотно прижаты друг к другу за счет внешней нах-рузки Р, вызывающей напряжение всестороннего сжатия в ее сечениях. При нагрузках, равных или больших давления срабатывания, происходит этапное разрушение оболочки. ДГ1Я материалов, обладающих пластическими свойствами, разрушение оболочки происходит по следующим этапам. Ка первом этапе материал оболочки начинает равномерно течь, при этом оболочка 1 прогибается Б сторону низкого давления. Прогиб оболочки 1 вызывает перераспределение внутренних напряженийВ ней, при этом слои оболочки 1, пpи ыкaющиe к ее вогнутой стороне, оказываются вблизи шпули 2 разгруженными от растяг-ивающих напряжений в силу меньшей сжимаемости шпули, дискретности материала оболочки и образования в этой зоне просветов между витками, а слои, примыкающие к выпуклой поверхности, оказываются дополнительно нагруженными, что вызывает усиленное пластическое течение материала в этой зоне (второй этап разручиения) . На втором этапе разрушения оболочки зоны локальной разгрузки концентрируются вокруг центральной шпули 2. Этот этап характеризуется прогрессирующей неустойчивостью вследствие сужения зоны напряжений сжатия и заканчивается выпадением малого фрагмента несущей оболочки в районе центральном шпули 2, разрушением герметизирующего слоя 4 и последующего разматывания ленточного материала сбрасываемой среды (третий этап разрушения). Третий этап разрушения оболочки начинается после выпадения шпули 2. При этом под действием прорвавшейся среды несущая оболочка 1 ра.зматывается. В случае, если сброс производится в достаточно большую емкость или в атмосферу, кинетическая энергия разматывающего рулонного материала эффективно гасится за счет

) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗОК ДАВЛЕНИЕМ, содержащее куполообразную сжатую несущую оболочку, снабженную полосами пониженной прочности, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона давления срабатывания, несущая оболочка выполнена в виде намотанной вокруг жесткой шпули ленты трапецеидального сечения, причем витки ленты расположены нормально к срединной поверхности оболочки, а выпуклая поверхность, оболочки покрыта герметизирующим слоем.