Предохранительный клапан с разрывной мембраной Советский патент 1961 года по МПК F16K17/40 

Разрушающие усилия мембран известных предохранительных клапанов колеблются в значительных пределах, так как подобрать мембраны со стабильными механическими характеристиками трудно. Кроме того, мембраны работают на изгиб и подбор их на точно заданное давление весьма затруднителен.

В предлагаемом клапане этот недостаток устранен тем, что мембрана соединяется со стержнем, имеющим калиброванное ослабленное сечение. Это позволяет установить клапан на заданное разрущающее усилие со значительно больщей точностью и тем самы: 1 снизить запас прочности предохраняемых сосудов или аппаратов.

На чертеже изображен предлагаемый клапан.

На штуцере / сосуда 2 устанавливается нижний патрубок 5 клапана, а к верхнему патрубку 4 присоединяется труба 5, отводяш.ая среду в нужном направлении после разрыва мембраны клапана. Мембрана 6 имеет кольцевую форму и связана с разрывным элементом 7 при помощи двух круглых стальных плит 8 и 9. Герметизация клапана осуществляется с помощью кольцевых прокладок 10, изготовляемых из более мягкого материала, чем материал мембраны (например, из резины, полихлорвинила, фторопласта, паронита и т. п.). Затяжка болтов 11 стягивающих плиты 5 и 9, и завертывание пробки 12, герметизирующей отверстие для разрывного элемента 7 в нижней плите 8, производится с помощью торцового ключа до установки клапана на штуцере сосуда. Разрывной элемент при помощи шлица, имеющегося в его головке, вворачивается в держатель 13, который, в свою очередь, заворачивается до упора в бугель 14. Последний своими концами опирается на нижний фланец патрубка 3.

Значение разрывного давления для клапана предлагаемой конструкции определяется не прочностью мембраны б, изготовляемой ;;: хрупкого материала, а прочностью разрывного элемента 7, изготовля.№ 140647- 2 мого из пластичного материала. Это объясняется тем, что до разрушения разрывного элемента мембрана загружена лишь частью нагрузки от давления среды, так как другая часть нагрузки от давления, действуюш,его на нижнюю плиту 8, воспринимается непосредственным разрывным элементом. Кроме того, внутренний край кольцевой мембраны, защепленный между плитами 8 и 9, также передает разрывному элементу значительную долю нагрузки от давления, действующего по поверхности кольцевой мембраны.

Следовательно, до разрушения разрывного элемента мембрана нагружена сравнительно небольшим статическим усилием, а основную нагрузку воспринимает разрывной элемент.

При повышении давления в сосуде, на котором установлен клапан, сверх установленного происходит разрушение разрывного элемента в месте проточечной шейки. Известно, что процесс разрушения стандартных образцов при статическом рас1яжении происходит очень быстро, практически мгновенно. При этом нагрузка, воспринимавшаяся также разрывным элементом, быстро передается на внутренний край кольцевой мембраны, т .е. происходит динамическое нагружение мембраны. А это приводит к динамическому приращению действующих в мембране напряжений и к ее хрупкому разрушению как вторичному эффекту после разрушения разрывного элемента.

В этих условиях значительная неоднородность механических свойств хрупкого материала мембраны, а также наличие значительных отклонений по ее толщине, не сказывается на величине усилия, разрушающего разрывной элемент. Напротив, приобретает существенное значение точность изготовления проточечной шейки на разрывном элементе, так как диаметр непосредственно определяет величину усилия, разрушающего разрывной элемент. Размеры по диаметру контролируются с помощью микрометра. Что же касается неоднородности механических свойств, то она для пластичных материалов во много раз меньше, чем для хрупких материалов. Этим объясняется значительно более высокая надежность предлагаемого разрывного клапана по сравнению с существующими мембранными разрывными клапанами.

Предмет изобретения

Предохранительный клапан с разрывной мембраной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки мембраны на заданное разрущающее усилие, она снабжена работающим на растяжение дополнительным разрывным элементом, выполненным в виде стержня с калиброванным ослабленным сечением.