Устройство для предохранения пневмогидравлических систем от перегрузок давлением Советский патент 1982 года по МПК G01L19/08 F16K17/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОТ ПЕРЕГРУЗОК ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к устройствам, irpeдохраняющим технологические емкости от разрушения избыточным давле1шем или вакуумом преимущественно к технологическим апнаратам, работающим в условиях полной герметичности при давлении, близком- к атмосферному и имеюадам больщой внутренний объем, и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатыва-ющей промыщленности, в атомной энергетике. Известны предохранительные мембраны, используемые в качестве разовых предохранителей давления для разлишых сосудов и агрегатов, содержащих сжатые среды, представляющи собой куполообразные оболочки, разрывающиеся при достижении критического давления и обеспечивающие тем самым предохранение аппарата от разрущения избыточным давлением 1 Однако при болылих диаметрах сбросных патрубков необходимо использовать крупноразмерные листовые заготовки калиброванной толщины, что связано со значительными технологическими трудностями. Кроме того, к недостаткам следует отнести также способность тонкостенных разрьгеных мембран перещелкивать при перемене знака давления даже в режиме нормальной эксплуатации вследствие изгибной жесткости мембран , рассчитываемых на малые перепады давления, т.е. их кинематическую нежесткость , а также низкую точность срабатывания. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для предохранения пневмогидравлических систем от перегрузок давлением, содержащее несущую основу в виде двух прилегаюищх друг к другу оболочек с различной между ними герметизирующей пленкой, закрепленными на горловине предохранительной емкости 2. Недостатками указанного устройства является то, что оно, мало пригодно для случая больщих диаметров сбросных патрубков и малых перепадов давления, так как. теряющие устойчивость элементы должны иметь малую толщину и изготавливаться из болыиеразмерных заготовок. Предохранение подобных агрегатов от рабочих динамических нагручок и случайных воздействии представляет серьезную техническую проблему. Кроме того, известное устройство имеет пониженную точность по давлению и разрушения в случае малых давлений срабатывания и не обеспечивает возможности многократного использования устройства. Цель изобретения - обеспечение возможности многократного использования предохранительного устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для предохранения пневмогидравлических систем от перегрузок давлением, содержащее несущую основу в виде двух при легающих друг к другу оболочек с размещенной между ними герметизирующей пленкой, закрепленными на горловине предохраняемой емкости, снабжено опорным контуром, оболоч ки выполнены наборными из линейных упругих элементов, концы которых укреплены на опорном контуре, при этом линейные элемент одной оболочки расположены поперек линейных элементов другой, а опорный контур закреплен на горловине предохраняемой емкости с помощью герметика так, что линейные элементы одной оболочки выгнуты в од1гу сторону, а линейные элементы другой оболочки-в противоположную. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 то же, разрез. Устройство содержит несущую основу, имеющую прилегающие друг к другу оболочки: наружную 1, изогнутую выпуклостью вверх, и внутреннюю 2, изогнутую выпуклостью вниз. Каждая из оболочек набрана из предварительно напрягаемых линейных элементов. Между оболочками расположена герметизирующая пленка 3, прижимаемая к одной из них перепадом давления. Линейные элементы и края герметизирующей пленки укреплены на опорном контуре 4. соединенном с отбортовкой 5 горловины предохраняемой емкости Как один из возможных вариантов показана геометрия опорного контура 4 в виде уголкового I профиля, прилегающего к отбортовке 5 горловины 6 с уплотнением примыкания с помощью герметика. Устройство может быть приведено в предварительно напряженное состояние за счет сокращения длин линейных элементов, составляющих его несущий каркас и способно приобретать за счет этого значительную кинематическую жесткость Устройство работает следующим образом. При воздействии давления Р (перепад давления, действующего со стороны объема предохраняемой емкости) или Pj, (предельная величина вакуума) усилия, приходящиеся от пинейных .элементов оболочки 1 (или 2) па опорный контур 4 возрастают вплоть до пре904 дела потери устоГишвости и прочности. При достижении этого предела опорный контур 4 разрушается и рассоединяется с поддерживающей его отбортовкой 5 горловины емкости 6. На следующем этапе устройство складывается, открывается сечение горловины 6 и давление внутри предохранительного сосуда и снаружи выравнивается. Так как давление срабатывания устройства определяется несущей способностью опорного контура 4, то создается возможность изменить в некоторых пределах давление срабатывания за счет изменения кривизны линейных элементов оболочек 1 и 2 и степени предварительного натяжения не меняя сечения этих элементов, При этом линейные элементы оболочек 1 и 2 могут быть изготовлет 1 из стандартного рулонного материала небольшой ширины. Регулирование отношения предельного избыточного давления к предельной величине вакуума Pg может осуществляться как взаимным подбором кривизны и жесткости элементов 1 и 2, так и их количеством в устройстве. Использование предлагаемого устройства для предохранения пневмогидравлических систем от перегрузок давлением обеспечивает следующие преимущества: - не требуется разрушения оболочек 1 и 2 и герметизирующей пленки 3, так как разгерметизация происходит за счет отрыва устройства по краю и последующего его складыва1шя. Складывание пролетной части устройства ввиду малой прогибной жесткости составляющих его элементов при их относительно высокой жесткости и прочности на растяжение также может происходить без обрывов боль шинства составляющих линейных элементов оболочек 1 и 2. В случае применения опорного контура 4, теряющего устойчивость, возможно также сохранение герметизирующей пленки 3. В этом случае затраты на восстановление устройства сводятся к восстановлению нового опорного контура 4: - в состоянии нормальной эксплуатации при перепадах давления, близких к нулю, предлагаемое устройство обладает значительной кинематической жесткостью за счет сил предварительного растяжения линейных элементов оболочек i и 2 и обжатия опорного контура 4. Это свойство делает устройство невосприимчивым к случайным изменениям формы пролетной адсти устройства за счет воздействия эксштуатащюнных динамических нагрузок (вибраций) и случайных воздействий, выражающихся в принудительном изменении его формы. Наличие сил предварительного растяжения эле