Хлопающая мембрана Советский патент 1981 года по МПК F16K17/16 F16K13/04 

(54) ХЛОПАЮЩАЯ МЕМБРАНА

1

Изобретение относится к предохранительным устройствам, служащим для защиты аппаратов и сосудов от разрушения избыточным давлением или вакуумом, а именно к хлопающим мембранам.

Известны предохранительные хлопающие мембраны, разрушающиеся в результате потери устойчивости при воздействии избыточйого давления 1.

Недостатком таких мембран, в особенности для низких номиналов срабатывания, является неполное разрушение мембран, необходимость применения специальных раскрывающих устройств или местных ослаблений сечения.

Известна также конструкция хлопающей куполообразной мембраны, с плавной сменой жесткости по заранее заданным направлениям 2.

Недостатком этих мембран является низкая точность настройки на давление срабатывания и недостаточная степень раскрытия при хлопке.

Цель изобретения - повышение точности давления срабатывания и степени раскрытия.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая мембрана отличается от известных выполнением профиля мембраны в виде равномерных изменений толщины купола согласно зависимости

St t.+ (t,-to)(r/R),

гдеt - толщина в произвольной точке

купола мембраны; to-толщина мембраны в центре .купола;

t, -толщина мембраны на опорном радиусе R;

г -длина, отсчитываемая от центра купола по проекции меридиана;5R - опорный радиус мембраны;

S угол, отсчитываемый от начального положения; K i-целое число, соответствующее числу линий разрыва мембраны после хлопка; .-величина числовая.

Значения КЧ - n3i ТГсоответствуют линиям наименьших толщин; значения КН соответствуют линиям наибольших толщин. На фиг. 1 изображена хлопающая мембрана, разрез; на фиг. 2 - то же, возможный вариант купола; на фиг. 3 - то же, одна из возможных эпюр её толщины. Предохранительная хлопающая мембрана (фиг. 1) нагружена со стороны выпуклости; здесь R - опорный радиус мембраны, г - радиус проекции точки. Видно, что толщина t плавно изменяется, от краев к верщине купола. Мембрана с распределением толщины по заданному закону имеет постоянную толщину вблизи опор. На фиг. 2 сплощными линиями А обозначены линии наибольщих толщин, пунктирными линиями Б - линии наименьщих толщин в щиротных сечениях мембраны. Стрелками обозначены направления уменьщения толщин. Одна из возможных эпюр толщины мембраны соответствует значению К , О - обозначение центральной точки, т. е. верщины купола (фиг. 3). Для наглядности обе кривые совмещены в одном сечении. Устройство работает следующим образом. При повыщении нагрузки сверх заданного номинала мембрана теряет устойчивость. Потеря устойчивости начинается с точки, обусловленной геометрией поверхности мембраны, т. е. с середины купола. В процессе хлопка предлагаемой мембраны развивается целенаправленное и выгодное для последующего ее разрушения образование складок, по окончании которого происходит разрыв мембраны по наиболее ослабленным сечениям.

f

ФагЛ Разрыв купола мембраны в процессе опка осуществляется по линии наименьх толщин. Формула изобретения Хлопающая мембрана с плавной сменой сткости по заранее заданным направлеям, отличающаяся тем, что, с целью пощения точности давления срабатывания и пени раскрытия, профиль мембраны вынен в виде равномерных изменений толны купола согласно зависимости ,, /J.it-/ /тл т t to+ (ti-to)(r/R) t -толщина в произвольной точке мембраны; to-толщина мембранй в центре купола; t, -толщина мембраны на опорнок радиусе R; f -длина, отсчитываемая от центра купола по проекции меридиана;ft - опорный радиус мембраны; Ч -угол, отсчитываемый от начального положения; целое число; .2 -величина числовая. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3484817, кл. 220-89, блик. 1969. 2. Авторское свидетельство СССР 388160, кл. F 16 К 13/04, 1971.

9иг.г