Устройство для аварийного перекрытия трубопровода Советский патент 1985 года по МПК F16L55/10 

К мне разрыХа

.1. 11

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и предназначено для предупреждения выброса среды из трубопровода при его разрыве.

Цель изобретения - повышение быстродействия при разрыве трубопровода путем обеспечения превышения действующей на запорньш орган подъемной силы над его массой.

На фиг.1 представлено устройство, продольньй разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1| на фиг.З - сеченкс Б-Б на фиг.1 .

Устройствосостоит из размещеного в соединительном патрубке 1 шарового запорного органа 2, свободно установленного между оппозитными седлами 3 на посадочной опоре 4,. выполненной в вйде выступов, разделенных продольными каналами 5, имеюцщми площадь поперечного сечения f равную 0,1 - 0,2 (установлено экспериментально) от площади сечения F (критическое сечение) горловины б, образованной с одной стороны внутренней поверхностью вставки 7 с переме шым по длине поперечным сечением, а с другой - поверхнЪстью запорного органа 2.

Устройство работает следующим образом, При нормальном течении лоадкости (газа) в трубопроводе запорный орган 2 лежит на посадочной опоре 4, причем основной поток жидкости проходит над запорным органом 2 с сечением F со скоростью W, а часть потока с той же скоростью проходит под sanopHbnsi органом 2 через продольные каналы 5 с- сечением f.

При этом средняя скорость течения в трубопроводе на входе в патрубок равна V.

При массе запорного органа 2 равной m проходные сечения f и F выбирают такой величины, чтобы динамический напор жидкости создавал над запорным органом 2 минимальный опрокидывающий момент М 1 , обеспечивающий прижим запорного органа в зависимости от направления потока к правой и левой кромке посадочной опоры 4.

При разрыве трубопровода справа или слева от патрубка 1 скорость потока W в горловине 6 резко возрастает, а давление Р в зоне разрыва рез232

ко падает, вследствие чего на запорный орган 2 со стороны, противоположной зоне разрыва, кроме д,инамического напора h воздействует разность давлений ДР, увеличивая опрокидыва-. ющий момент до ,;c.

)R + ,

где удельный вес жидкости (газа) ; R - радиус запорного органа.

Под действием момента М з порный орган 2 приобретает вращательное движение в сторону разрыва и отделяется от посадочной опоры 4, преодолевая силу веса mg.

При вращении запорного органа с некоторой угловой с;коростью и; верхняя часть последнего получает тангенциальную скорость

. ; U RW ,

совпадающую по направлению со скоростью потока шздкости W, а нижняя часть - ту же скорость U, направленную противоположно W.

Таким образом, в горловине 6 происходит суммирование скоростей

. WgepxH W + и, а в каналах 5 - уменьшение суммарной скорости .потока,

W - и.

По законам гидродинамики при данном течении на сферическое или цилиндрическое тело действует подъемная сила Р, направленная вверх (эффект Магнуса). Сила Р преодолевает силу веса запорного органа 2, который поднимается до оси трубопровода, одновременно перемещаясь вправо или влево. Это обеспечивает изменение величины сечения F горловины, увеличение W.g „ и уменьшение W, , Суммарное воздействие скоростного напора h и статического ЛР обеспечивает посадку запорного органа 2 на одно из оппозитньпс седел 3. Это дает возможность быстро и герметично перекрыть трубопровод, что особенно важно при транспортировании токсичных веществ.

При уменьшении суммарного перепада давления до величины ниже аварийного значения запорный орган 2 возвращается в.исходное положение на посадочную опору 4 под действием собственного веса. /4-/I

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО - ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА, состоящее из размещенного в соединительном патрубке шарового запорного органа, свободно установленного на посадочной опоре между рппозитными седлами, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, посадочная опора запорного органа выполнена в виде выступов, разделенных продольными каналами.