Мембранное предохранительноеуСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК G01L27/00 

(54) МЕМБРАННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБРОСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам контроля предохранительных мембран при эксплуатации на аппаратах с радиоактивными и высокотоксичнылда ередами.

Известно устройство для контроля хлопающих сферических мембран в процессе изготовления, содержшцее датчик критической деформации мембраны, выполненный в виде контактов, расположенных по поверхности, соответствующей критической деформации мембраны, ослабленной ползучестью, например в виде контактной мембраны, идентичной основной мембране, доведеной до критической деформации и имеющей узкие сквозные прорези-щели с перемычками, обеспечивающими разрушение контактной мембраны при давлеНИИ более низком, чем давление в защищаемом аппарате, а также источник электрического напряжения и контактный манометр 1.

Известное устройство не обладает достаточным ресурсом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее датчик кри. тической деформации мамбраны, выполненный в виде контактов, расположенный по поверхности дополнительной мембраны, идентичной основной мембране. При критической деформации и имеющей узкие сквозные прорези-щели с перемычками и источник электрического напряжения 2.

Процесс ползучести мембран харак теризуется неустановившейся ползучестью (короткий период после нагружения рабочим давлением), установившейся (с постоянной скоростью) и ускоренной ползучестью, предшествующей разрушению мембраны при нормальном рабочем давлении в защищаемом аппарате.

Скорости ползучести, на кс1ждой стадии зависят от многих факторов, в первую очередь от температуры мембраны. Деформация мембраны, соответствующая началу третьей стадии, является критической, именно по ней целесообразно определять действительное исчерпание ресурса каждой мембраны. Критическую деформацию устанавливают экспериментально, при испытаниях рабочей или идентичной ей мембраны. Гарантированное определение исчерпанияресурса каждой мембраны в процессе эксплуатации при нормальном режиме в защищаемом аппарате (давление не Bbjule нормального рабочего) является важной задачей, особенно, в условиях радиоактивных и высокоток сичных сред, сброс которых при срабатывании ослабленной мембраны сопря жен с большой опасностью, а останов1 а процесса при неполном исчерпании t ecypca мембраны экономически нецеле сообразна. Ра бочим давлением называется максимально допустимое избыточное Давление в аппарате или сосуде, а при установке предохранительной мембраны расчетное давление аппарата на прочность принимается равным рабочему. Максимальное паспортное разрушающее давление мембраны не выше рабочего, минимальное разрушающее давление является мак7. симальным оперативным давлением- в аппарате. Цель изобретения - увеличение ресурса мембраны при нормальном технологическом режиме в защищаемом аппарате и установление времени целесоабразности замены этой мембраны, ослабленной ползучестью. Поставленная цель достигается тем что в мембранное предохранительное . устройство для сброса технологической среды, содержащем датчик критической деформации мембраны, выполненный в виде контактов, расположенных по поверхности дополнительной мембраны идентичной основной мембране при критической деформации и имею щей узкие сквозные прорези-щели с пе ремычками, и источник электрического напряжения, введены электропневмокла пан, сигнальный блок и вторая предохранительная мембрана, установле1,,ная по ходу сбрасываемой технологической среды за основной предохранительной мембраной, с меньшим разру шающим давлением, чем у основной мем браны, полость сбросного трубопровод между двумя предохранительными мембранами сообщена через электропнёвмоклапан с источнк(ком давления, а электропневмоклапан подключен к выходу сигнального блока, который вклю чен в электрическую сеть последовательно с источником напряжения контактной мембраной и .основной предохранительной мембраной. На чертеже схематично показано предлагаемое устройство. Устройство содержит предохранител ную мембрану 1 (здесь изображена мем брана разрывного типа, но могут использоваться и хлопающие мембраны, обращенные к защищаемой стороне выпуклой поверхностью), контактные, датчики 2, контактный манометр 3 с нормально замкнутым контактом и бло 4сигнализации (например, релейное устройство). В сбросном трубопровод 5по ходу среды за мембраной 1 уста новлена вторая предохранительная мембрана 6, расчитанная на меньшее по сравнению с мембраной 1 разрушающее давление, полость сбросного трубопровода между двумя мембранами сообщена через электропневмоклапан 7 с источником 8 давления. Электропневмоклапан подсоединен к выходу сигнализатора 4. Предохранительное устройство смонтировано на защищаемом аппарате 9. Мембрана 1,,датчики 2, контактный манометр 3 и блок 4 сигнализации образуют электрическую цепь. Контактные датчики критической деформации мембраны могут быть выполнены в виде контактной мембраны идентичной основной мембране, причем . контактная мембрана предварительно доводится до критической деформации ползучести. Для обеспечения раскрытия контактной мембраны при более низком, чем у основной мембраны, перепаде давления,она имеет щелевые прорези с перемычками. Перемычки обеспечивают жесткость формы контактной мембраны. Контактная мембрана зажимается в одном узле с основной и от нее электрически изолирована по плоскости зажима (прокладкой или покрытием) . Положение контактной мембраны соответствует пунктирнойлинии. Устройство работает следующим образом. Принормальном протекании технологического процесса в защищаемом аппарате мембрана 1,ослабляясь в результате ползучести, приближается к критической форме, по которой расположены контактные датчики 2. В момент достижения мембраной 1 критической деформации ползучести, контактный датчик 2 замыкает электрическую цепь, сигнализатор 4 включает электропневмоклапан 7 и источник 8 давления наддувает межмембранную полость сбросного трубопровода 5. Мембрана 1 на- гружается избыточным давлением со стороны полости (меньшим, чем рабочее давление в аппарате 9) и принимает нормальную рабочую форму. Тем самым, компенсируется ослабление мембраны ползучестью. Такая компенсация происходит только при нормальном протекании технологического процесса в защищаемом аппарате 9, когда контактный манометр 3 замкнут (давление в аппарате не выше нормального рабочего) , Когда давление в аппарате повышается выше нормального рабочего, контактный манометр 3. размыкает электрическую цепь и надцув межмембранной полости невозможен при замыкании контактного датчика 2, В этом случае, происходит последовательное разрушение мембран 1 и б, и аварийный, сброс технологической среды из аппарата. Применение предлагаемого устройства с пневматической компенсацией ослабления мембраны позволит сушест