Испаритель для сжиженных газов Советский патент 1992 года по МПК F17C9/00 

лый шток 23. Верхний конец штока 23 кинематически связан с выходным клапаном 20, а нижний конец упирается в жесткий центр 14 мембрану 13 входного клапана 9. Мембрана 7 с жестким центром 8 и ее жесткая связь со штоком 23 позволяют регулировать подачу сжиженного газа в испарительную камеру 1. При заполнении жидкостью камеры 1 через клапан 9 и трубопровод 17 мембрана 7 и шток 23 под действием массы жидкости опускаются, открывается клапан 24 и пар поступает к потребителю. По достижении предельно допустимого уровня жидкости шток надавливает на мембрану 13, перекрывая поступление жидкости в испа.- ригельную камеру 1. 1 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации установок сжиженных газов и может быть использовано на газораздаточных станциях, в стройиндустрии, машиностроении и сельском хозяйстве и предназначено для повышения надежности и безопасности работы. Нижняя часть 5 испарительной камеры 1 перекрыта упругой мембраной 7, в жестком центре 8 которой зафиксирован пот Ё 4J 4Ьь О О VI

Изобретение относится к эксплуатации установок сжиженного газа и может быть гсгч пцэоз но из гдчораздзточных станциях, хранилищах, в стройиндустрии, машиностроении, а также в сельском хозяйстве.

Известна конструкция испарителя сжиженных газов, представляющая собой вертикальный цилиндрический сосуд, внутри которого смонтирован змеевик, по которому проходит теплоноситель, например горячая вода, вдоль оси в верхней части корпуса под выходным отверстием расположен подпружиненный поплавок, упирающийся в клапан выходного отверстия.

Недостатками известного испарителя являются трудность контроля и возможные сбои системы поплавок-клапан выходного отверстия Прекращение выдачи газа при нормальной подаче теплоносителя приводит к тому, что поступление жидкости превышает расход паровой фазы и уровень жидкости постепенно повышается, прижимая поплавок к клапану выходного отверстия, пе рекрывая последнее. Давление в камере повышается и жидкость вытесняется обратно в резервуар, поплавок опадает вниз, однако клапан по-прежнему перекрывает выходное отверстие, поджатый избыточным давлением внутри испарителя. Так как испаритель предназначен для надежного снабжения паровой фазой сжиженного газа устройств, например газогорелочных, то это может привести к погасанию факела горелки, а затем к самопроизвольному истечению газа (после опадания поплавка). Это снижает надежность и безопасность работы.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности работы испарителя.

Цель достигается тем, что крышка испарительной камеры снабжена предохранительным и выходным клапанами, испарительная камера содержит нагревательный элемент w впускное устройство. В нижней части испарительной камеры установлена упругая мембрана с жестким центром, образующая в ней замкнутую полость, которая соединена с верхней частью испарительной камеры посредством трубопровода, подключенного к впускному устройству Вдоль оси испарительной камеры проходит полый шток, закрепленный в жестком центре мембраны, нижний конец его взаимодействует с мембраной впускного устройства, верхний кинематически связан с подвижной частью выходного клапана. На штоке выполнены отверстия, сообщающие верхнюю часть испарительной камеры с замкнутой полос ью. При этом впускное

устройство размещено в днище замкнутой полости и выполнено в виде мембранного клапана

На чертеже изображен испаритель для сжиженных газов, общий вид.

Испаритель содержит испарительную

камеру 1, вокруг которой спирально закреплен нагревательный элемент 2, например гибкий электрический нагревательный элемент, покрытый слоем тепловой изоляции 3,

а также кожухом 4, Нижняя часть 5 испарительной камеры 1 на фланцах 6 герметично присоединена к верхней части, причем мембрана 7 с жестким центром 8 зажата между фланцами 6. В нижней части 5 испарительной камеры 1 расположен мембранный клапан 9 типа сопло-заслонка. Корпус 10 мембранного клапана 9 расположен в центре днища 11 и имеет по оси сопло 12. Мембрана 13 клапана 9 с жестким центром 14

прикрывает корпус 10 сверху так, что жесткий центр 14 расположен над соплом 12. Мембрана 13 изолирует герметично пространство внутри корпуса 10 от пространства нижней части 5 камеры 1. Трубопровод

15 соединяет устройство с источником сжиженного газа, например баллоном или баллонной остановкой (не показан), Пружина 16 установлена между корпусом 10 мембранного клапана 9 и жестким центром 8 мембраны 7. Трубопровод 17 соединяет внутреннее пространство мембранного клапана 9 с верхней частью испарительной камеры 1. Крышка 18 герметично, например, с помощью фланцевого соединения 19 закры- вает испарительную камеру 1 сверху. Седло 20 расположено в центре крышки 18. Предохранительный клапан 21 и датчик-реле 22 давления установлены на верхней крышке 18. Полый шток 23 расположен по оси испа- рителя, имеет наверху клапан 24, сквозные отверстия 25 в верхней части и отверстия 26 в нижней части и жестко связан с нижним жестким центром 8. Нижним концом полый шток 23 упирается в жесткий центр 14. Втулка 27 с помощью косынок 28 связана с ис- парительной камерой 1 и является направляющей штока 23, Регулятор 29 давления сообщен посредством отводной трубки 30 с седлом 20. Испаритель расположен вертикально на опорах или лапах.

Испаритель работает следующим образом. ,

Сжиженный газ из баллона по трубопроводу 15 подают через сопло 12 в мембран- ный клапан 9, откуда по трубопроводу 17 направляют в испарительную камеру 1. Включается в работу нагревательный элемент 2. При заполнении испарительного пространства жидкость давит на мембрану 7 и жесткий центр 8. Мембррна 7, центр 8 и шток 23 под действием массы жидкости опускаются, клапан 24 открывает седло 20 и паровая фаза поступает по трубопроводу 30 через регулятор 29 давления потребителю.

При достижении жидкостью в испарителе заранее определенного уровня h шток 23 надавливает на жесткий центр 14, который, опускаясь, запирает седло 12, и поступление жидкой фазы прекращается до тех пор, пока уровень жидкости в устройстве не понизится.

В случае превышения расхода паровой фазы над парообразованием давление над свободной поверхностью жидкости растет. При достижении фиксированного давления настройки Рн срабатывает датчик-реле 22 давления, отключающий нагревательный элемент 2 и, тем самым, прекращающий нагрев жидкости. Однако в случае повышения давления сверх допустимого срабатывает предохранительный клапан 21 и газ сбрасывается в атмосферу (паровая фаза), снижая давление в устройстве.

Мембрана 7 разгружается путем вырав- нивания давлений под мембраной и над свободной поверхностью жидкости. Это осуществляется за счет соединения пространства над свободной поверхностью жидкости и пространства под мембраной через систему отверстия 25 - полость штока 23 - отверстия 26.

В случае прорыва мембрана 7 давление над и под мембраной сравняется и шток 23, находясь под действием пружины 16, поднимется, клапан 24 перекроет седло 20, подача газа в трубопровод 30 прекратится. При дальнейшем нагреве произойдет повышение давления и при достижении Р Рн сработает датчик-реле 22 давления, отключая нагревательный элемент 2.

Изобретение позволяет регулировать подачу сжиженного газа как посредством системы автоматики, так и посредством конструктивных особенностей устройства. Наличие упругой мембраны 7, жестко связанной со штоком 23, позволяет регулировать подачу сжиженного газа внутрь испарительной камеры 1. Чем меньше жидкости над мембраной 7, тем больше открыт мембранный клапан 9, а при достижении определенного уровня он перекрыт полностью, что предотвращает переполнение испарительной камеры 1 и, следовательно, унос жидкости в регулятор 29. При пустой испарительной камере 1 клапан 24 перекрывает седло 20.

Клапан 24 перекрывает седло 20 как за счет пружины 16, так и за счет возможного перепада давления. Однако при заполнении подмембранного пространства жидкостью клапан 24 под действием веса жидкости открывается, что повышает равномерность работы испарителя, так как в момент наибольшего заполнения выходной клапан 24 полностью открыт и потребитель не лишается газоснабжения. Таким образом, повышается надежность работы испарителя в части бесперебойности и равномерности газоснабжения, а в аварийной ситуации (прорыв мембраны) устройство отсекается, что повышает безопасность работы.

Формула изобретения Испаритель для сжиженных газов, содержащий испарительную камеру с расположенными в крышке предохранительным и выходным клапанами, нагревательный элемент и впускное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности работы, он снабжен упругой мембраной с жестким центром, установленной в нижней части испарительной камеры и образующей в ней замкнутую полость, соединенную с верхней частью испарительной камеры посредством трубопровода, подключенного к впускному устройству, и полым штоком, размещенным вдоль оси испарительной камеры и закрепленным в жестком центре мембраны, при этом впускное устройство размещено в дни

ще замкнутой полости и выполнено в видевзаимодействует с мембраной впускного ус- мембранного клапана, а шток верхним кон-тройства и имеет отверстия, сообщающие цом кинематически связан с подвижной ча-верхнюю часть испарительной камеры q стью выходного клапана, нижнимзамкнутой полостью.