RU2514808C2

RU2514808C2 - Safe vent valve

Info

Publication number: RU2514808C2
Application number: RU2012118664/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Мигаль; Александр Гаврилович Зуев; Сергей Александрович Борбела; Евгений Михайлович Черепахин
Original assignee: Саратовское акционерное производственно-коммерческое открытое общество "НЕФТЕМАШ" ОАО "НЕФТЕМАШ"-САПКОН
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2014-05-10
Also published as: RU2012118664A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to valves and accessories for pressure and vacuum adjustment in oil, oil products and chemical storage, transportation and discharge tanks. Safe vent valve comprises pyramidal body 1 with square funnel bottom 2 having drain bore 3 with check valve 4 and pressure valves 5. The latter are arranged in diagonal direction to square bottom 2. Said valves are equipped with whole-drawn sets 6 and inclined plates 7. Weight of one of said plates is smaller than that of the other plates with tolerances. Vacuum valves 8 with seats and plates are made at sides of said pyramidal body 1. The latter is enclosed in shell 9 with sealing cover 10 equipped with funnel 11. Fire barrier 12 with through channels 13 is arranged above said shell 9 and connected with valve 14 of vertical displacement drive 15. Funnel-shape adapter 16 with connection flange 17 is arranged under shell 9.

EFFECT: higher capacity and reliability, non-polluting design.

3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой и химической промышленности и может быть использовано для регулирования давления и вакуума в резервуарах для хранения, транзита и раздачи нефти, нефтепродуктов и химических жидкостей.The invention relates to the oil and gas and chemical industries and can be used to control pressure and vacuum in the tanks for storage, transit and distribution of oil, oil products and chemical liquids.

Подобные клапаны устанавливается на крыши резервуаров, которые по объемам в них продукта и производительности налива и слива его стандартизированы и соответственно клапаны создаются на конкретную пропускную способность (П.С.), например 1500 м³/час и более.Such valves are installed on the roofs of tanks, which are standardized in terms of product volumes and their filling and discharge rates and, accordingly, valves are created for a specific throughput (PS), for example, 1500 m ³ / hour or more.

Кроме того, к конструкциям подобных клапанов предъявляется ряд требований:In addition, a number of requirements are imposed on the designs of such valves:

- минимальные габариты;- minimum dimensions;

- полная обтекаемость внутренних поверхностей корпуса;- full streamlining of the inner surfaces of the housing;

- недопустимость наличия горизонтальных поверхностей, например, тарелей затворов давления и вакуума;- the inadmissibility of the presence of horizontal surfaces, for example, plates of pressure and vacuum locks;

- Ду затворов должны быть не менее 250 мм и др.- Doors of shutters must be at least 250 mm, etc.

Известен дыхательный клапан для резервуара. Патент РФ №2327921 кл. F16K. 17/19, включающий огнепреградитель, затвор давления, установленный в верхней части корпуса, затворы вакуума, расположенные на боковых поверхностях корпуса. При этом клапан содержит воздуховоды и газоход со встроенными в них дросселями крупного сечения, газоход расположен над затвором давления, а над ним установлен огнепреградитель, при этом воздуховоды снизу прикреплены к корпусу над затворами вакуума, а сверху соединены с газоходом.Known breathing valve for the tank. RF patent №2327921 class. F16K. 17/19, including a flame arrester, a pressure shutter installed in the upper part of the housing, vacuum closures located on the side surfaces of the housing. At the same time, the valve contains air ducts and a gas duct with coarse-section throttles built into them, the gas duct is located above the pressure shutter, and a flame arrester is installed above it, while the air ducts are attached to the casing above the vacuum gates and connected to the gas duct from above.

Данная конструкция дыхательного клапана очень сложна при изготовлении и в эксплуатации, в частности осложнен доступ к огнепреградителю для визуального осмотра и его технического обслуживания, а также велико его аэродинамическое сопротивление, что уменьшает срок безаварийной эксплуатации клапана.This design of the breathing valve is very difficult to manufacture and operate, in particular, access to the fire arrester is difficult for visual inspection and maintenance, and its aerodynamic drag is great, which reduces the period of trouble-free operation of the valve.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является Клапан дыхательный (патент РФ на полезную модель №101136, опубл. 10.01.2011 г.).The closest technical solution to the claimed is a breathing valve (RF patent for utility model No. 101136, publ. 10.01.2011).

В данной конструкции огнепреградитель установлен в верхней части клапана под крышей, затворы давления и вакуума размещены в корпусе клапана, клапан пирамидальной формы заключен в защитный кожух с герметизирующей крышкой.In this design, the fire arrester is installed in the upper part of the valve under the roof, pressure and vacuum valves are placed in the valve body, the pyramidal valve is enclosed in a protective casing with a sealing cover.

Одним из недостатков этой конструкции является то, что дно у пирамидального корпуса выполнено горизонтальным.One of the disadvantages of this design is that the bottom of the pyramidal casing is horizontal.

Это не способствует полному сливу полезного продукта в виде конденсата обратно в резервуар и образуется наледь. Тем же недостатком обладает и затвор давления, расположенный на дне клапана, ибо его тарель тоже имеет горизонтальный вид.This does not contribute to the complete drainage of the useful product in the form of condensate back into the tank and ice forms. The pressure valve located at the bottom of the valve also has the same drawback, because its plate also has a horizontal view.

Кроме того, в качестве недостатков можно отметить возможность закупорки из-за обледенения нижнего переходника с присоединительным фланцем, что грозит загрязнению окружающей среды продуктами хранения из резервуаров. Но одним из главных недостатков конструкции является невозможность использования ее на большую пропускную способность порядка 3000 м³/час.In addition, the possibility of clogging due to icing of the lower adapter with a connecting flange can be noted as disadvantages, which threatens environmental pollution by storage products from the tanks. But one of the main drawbacks of the design is the inability to use it for a large throughput of about 3000 m ³ / h.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение пропускной способности, надежности, экологичности и уменьшение аэродинамических нагрузок.The task of the invention is to increase throughput, reliability, environmental friendliness and reduce aerodynamic loads.

Технический результат достигается тем, что в клапане дыхательно-предохранительном, состоящем из пирамидального корпуса с квадратным дном и выполненных в нем сливного отверстия и затвора давления с седлом и горизонтальной тарелью, затворов вакуума, содержащих седло и тарели и размещенных на боковых сторонах пирамидального корпуса, оболочки с герметизирующей крышкой, в которую заключен пирамидальный корпус, огнепреградителя с крышей клапана, расположенных сверху оболочки и переходника с присоединительным фланцем снизу оболочки, согласно изобретению квадратное дно выполнено воронкообразным, сливное отверстие снабжено обратным клапаном, а на внутренней поверхности воронкообразного квадратного дна размещено несколько затворов давления, ориентированных по диагоналям квадратного дна и снабженных цельнотянутыми седлами и тарелями, при этом масса одной из тарелей меньше остальных в пределах допустимого отклонения массы тарелей клапана, кроме того, переходник выполнен воронкообразной формы, герметизирующая крышка снабжена раструбом, а огнепреградитель с крышей клапана выполнены с механизмом вертикального перемещения.The technical result is achieved by the fact that in the respiratory safety valve, consisting of a pyramidal body with a square bottom and a drain hole and a pressure shutter with a seat and a horizontal plate made in it, vacuum shutters containing a seat and plates and placed on the sides of the pyramidal body, shell with a sealing cover in which the pyramidal body is enclosed, a flame arrester with a valve roof located on top of the shell and an adapter with a connecting flange on the bottom of the shell but according to the invention, the square bottom is funnel-shaped, the drain hole is provided with a non-return valve, and on the inner surface of the funnel-shaped square bottom there are several pressure gates oriented along the diagonals of the square bottom and provided with seamless saddles and plates, while the mass of one of the plates is smaller than the rest within the permissible mass deviation plates of the valve, in addition, the adapter is funnel-shaped, the sealing cover is equipped with a bell, and the fire arrester with the roof of the valve a mechanism configured to vertically move.

Выполнение квадратного дна пирамидального корпуса воронкообразным и снабжение сливного отверстия обратным клапаном способствует сохранению герметизации клапана, а следовательно, и резервуара при наличии избыточного давления и полного слива конденсата обратно в резервуар при падении давления, а размещение на внутренней поверхности воронкообразного квадратного дна нескольких затворов давления, расположенных в направлении по диагоналям квадрата, и снабжение их цельностянутыми седлами и соответственному наклону тарелями, масса одной из тарелей меньше остальных в пределах допустимого отклонения массы тарелей клапана (т.е.масса одной из тарелей меньше остальных в пределах допустимого отклонения массы тарелей клапана), позволяет повысить надежность и П.С. клапана до 3000 и более м³/ч, не увеличивая габаритов корпуса, увеличить долговечность мембранных тарелей затворов давления, т.к. тарели затворов в зависимости от требуемой П.С. в два или четыре раза легче, чем при одном затворе большего Ду и благодаря наклону и шарнирной ориентации относительно седел открываются по дуге и стучат по седлу более мягко, чем горизонтально-расположенные, а при малых дыханиях от температурных изменениях окружающей среды срабатывает (открывается) только один затвор с облегченной тарелью, при этом поток газовоздушной смеси (Г.В.С.), проходя через затвор, сжимается при выходе в корпус, расширяется и еще раз сужается, проходя через ячейки огнепреградителя. При этом корпус клапана, заключенный в наружную герметичную оболочку, являясь своевобразным холодильником, осаждает Г.В.С. в конденсат, который через сливное отверстие в центре воронкообразного дна возвращается в резервуар, выполнение герметизирующей крышки с раструбом способствует без увеличения габаритных размеров корпуса устанавливать огнепреградители большой П.С. до 3000 и более м³/час, причем снабжение откидной крыши клапана с огнепреградителем механизмом вертикального перемещения его приводит к удобству вывода из работы огнепреградителя в холодное время года. Для этого достаточно при помощи вращения штурвала отделить его от раструба и прижать его ко дну крыши, а в теплое время года установить его обратно на раструб.The execution of the square bottom of the pyramidal body funnel-shaped and providing the drain hole with a non-return valve helps to maintain the sealing of the valve, and therefore the tank in the presence of excess pressure and complete drainage of condensate back into the tank when the pressure drops, and the placement on the inner surface of the funnel-shaped square bottom of several pressure gates located in the direction along the diagonals of the square, and supplying them with fully-tightened saddles and the corresponding inclination of the plates, the mass is one of less tareli remaining within the permissible mass deviation valve tareli (t.e.massa tareli one smaller than the other within a tolerance weight tareli valve) improves reliability and PS valves up to 3000 and more m ³ / h, without increasing the dimensions of the housing, to increase the durability of the membrane plates of pressure shutters, because shutter plates, depending on the required P.S. two or four times lighter than with a single shutter with a larger DN, and due to the tilt and hinge orientation relative to the saddles, they open in an arc and tap on the saddle more gently than horizontally placed ones; one shutter with a lightweight plate, while the flow of the gas-air mixture (GVS), passing through the shutter, is compressed when it enters the housing, expands and narrows again, passing through the flame arrester cells. In this case, the valve body, enclosed in an outer sealed enclosure, being a kind of refrigerator, is besieged by G.V.S. into the condensate, which through the drain hole in the center of the funnel-shaped bottom returns to the tank, the implementation of a sealing cover with a bell helps to install large P.S. up to 3000 and more m ³ / h, and the supply of the hinged roof of the valve with a fire arrester with a mechanism for its vertical movement leads to the convenience of putting the arrester out of operation in the cold season. To do this, it is enough to separate it from the socket by pressing the helm and press it to the bottom of the roof, and in the warm season, set it back on the socket.

Это отличает предлагаемый клапан дыхательно-предохранительный от известных повышенной пропускной способностью, надежностью, экологичностью и уменьшением аэродинамических нагрузок.This distinguishes the proposed respiratory safety valve from the known increased flow rate, reliability, environmental friendliness and reduced aerodynamic loads.

Устройство представлено на чертеже, где на фиг.1 изображен клапан дыхательно-предохранительный (в разрезе);The device is presented in the drawing, in which Fig. 1 shows a respiratory safety valve (sectional view);

на фиг. 2 - вид на квадратное дно пирамидального корпуса;in FIG. 2 is a view of the square bottom of the pyramidal casing;

на фиг.3 - сечение фиг.2.figure 3 is a section of figure 2.

Клапан дыхательно-предохранительный содержит пирамидальный корпус 1 с квадратным воронкообразным дном 2, снабженным сливным отверстием 3 с обратный клапаном 4 и затворами давления 5, на внутренней поверхности воронкообразного дна 2, расположенными в направлении по диагоналям квадрата и содержащими цельнотянутые седла 6 и соответственно наклонные тарели (причем одна из тарелей выполнена на нижнем пределе допустимого отклонения по массе, т.е. масса одной из тарелей меньше остальных в пределах допустимого отклонения массы тарелей клапана), кроме того, на боковых сторонах пирамидального корпуса 1 выполнены затворы вакуума 8 с седлами и тарелями, причем пирамидальный корпус 1 заключен в оболочку 9 с герметизирующей крышкой 10, снабженной раструбом 11, сверху оболочки 9 размещен огнепреградитель 12 со сквозными каналами 13, соединенный с крышей клапана 14 механизмом вертикального перемещения 15, а снизу оболочки 9 размещен переходник воронкообразной формы 16 с присоединительным фланцем 17.The respiratory safety valve contains a pyramidal body 1 with a square funnel-shaped bottom 2, equipped with a drain hole 3 with a check valve 4 and pressure shutters 5, on the inner surface of the funnel-shaped bottom 2, located in the direction along the diagonals of the square and containing seamless saddles 6 and accordingly inclined plates ( moreover, one of the plates is made at the lower limit of the mass tolerance, i.e., the mass of one of the plates is smaller than the rest within the permissible mass deviation of the valve plates), in addition, on the sides of the pyramidal casing 1 there are made vacuum closures 8 with seats and plates, the pyramidal casing 1 being enclosed in a casing 9 with a sealing cap 10 provided with a bell 11, a fire arrester 12 with through channels 13 is connected to the top of the casing 9 and connected to the valve roof 14 by a vertical displacement mechanism 15, and a funnel-shaped adapter 16 with a connecting flange 17 is placed below the shell 9.

Клапан дыхательно-предохранительный работает следующим образом.The respiratory safety valve operates as follows.

В исходном состоянии резервуар, на котором размещается клапан дыхательно-предохранительный, герметично закрыт. При закачке продукта в его газовоздушной полости создается избыточное давление газовоздушной смеси (Г.В.С.). В момент достижения давления выше расчетного (допустимого) открываются затворы давления 5, выпуская избыток Г.В.С., при этом в составе Г.В.С. преобладает воздух, попавший в резервуар через затворы вакуума 8 при сливе продукта.In the initial state, the reservoir on which the respiratory safety valve is located is hermetically closed. When the product is pumped into its gas-air cavity, an excess pressure of the gas-air mixture is created (G.V.S.). At the moment when the pressure reaches above the calculated (permissible) pressure gates 5, releasing the excess G.V.S., while in the composition G.V. air prevails that enters the tank through the vacuum locks 8 when the product is drained.

Г.В.С. из-под тарелей 7 затворов давления 5 проходит через внутреннюю полость пирамидального корпуса 1 клапана и сквозь каналы 13 огнепреградителя 12 во внешнее пространство под крышу клапана 14 и затем в атмосферу. При этом работают все затворы давления 5.G.V.S. from under the plates 7 of the pressure locks 5 passes through the internal cavity of the pyramidal valve body 1 and through the channels 13 of the flame arrester 12 into the outer space under the roof of the valve 14 and then into the atmosphere. In this case, all pressure gates 5.

После прекращения закачки и снижения давления тарели 7 затворов давления 5 закрываются, герметизируя резервуар.After the injection is stopped and the pressure is reduced, the plates 7 of the pressure shutters 5 are closed, sealing the tank.

При суточных колебаниях температуры и малых дыханиях открывается только один затвор давления, с облегченной тарелью, при этом поток Г.В.С. большей частью превращается в конденсат и при падении давления возвращается в резервуар через сливное отверстие 3 квадратного воронкообразного дна 2, снижая при этом вредные выбросы в атмосферу.With diurnal temperature fluctuations and small breaths, only one pressure shutter opens, with a lightened plate, while the flow of G.V.S. for the most part it turns into condensate and when pressure drops, it returns to the tank through the drain hole 3 of the square funnel-shaped bottom 2, while reducing harmful emissions into the atmosphere.

В процессе слива продукта из резервуара давление в нем снижается и в резервуаре создается вакуум. Под действием перепада давления возникает сила, направленная на открытие затворов вакуума. При этом происходит всасывание воздуха из атмосферы через пространство под крышей 14, каналы 13 огнепреградителя 12, внутреннюю полость пирамидального корпуса 1 и далее под тарелями затворов вакуума 8. При этом затворы вакуума 8 открываются, выпуская воздух в пространство между пирамидальным корпусом 1 и наружной оболочкой 9, и затем вместе с Г.В.С. через нижний переходник 16 с присоединительным фланцем 17 попадает в газовоздушное пространство резервуара.In the process of draining the product from the tank, the pressure in it decreases and a vacuum is created in the tank. Under the action of a pressure drop, a force arises aimed at opening the vacuum gates. In this case, air is sucked in from the atmosphere through the space under the roof 14, the channels 13 of the flame arrester 12, the inner cavity of the pyramidal housing 1 and further under the plates of the vacuum shutters 8. At the same time, the vacuum shutters 8 open, releasing air into the space between the pyramidal housing 1 and the outer shell 9 , and then together with G.V.S. through the lower adapter 16 with the connecting flange 17 enters the gas space of the tank.

При падении вакуума затворы вакуума 8 закрываются и резервуар герметизируется.When the vacuum drops, the vacuum shutters 8 are closed and the tank is sealed.

В настоящее время на ОАО «НЕФТЕМАШ» - Сапкон изготовлен и испытан опытный образец предлагаемого клапана дыхательно-предохранительного на П.С. в 3000 м³/час.At present, at OJSC "NEFTEMASH" - Sapkon, a prototype of the proposed respiratory safety valve for P.S. has been manufactured and tested. in 3000 m ³ / hour.

Claims

Respiratory safety valve, consisting of a pyramidal body with a square bottom and a drain hole and a pressure shutter made therein with a seat and a horizontal plate, vacuum shutters containing a seat and plates and placed on the sides of the pyramidal body, a shell with a sealing cover, which encloses a pyramidal housing, a flame arrester with a valve roof located on top of the shell and an adapter with a connecting flange on the bottom of the shell, characterized in that the square bottom is made crow the drain hole is provided with a check valve, and on the inner surface of the funnel-shaped square bottom there are several pressure gates oriented along the diagonals of the square bottom and equipped with seamless seats and plates, while the mass of one of the plates is smaller than the rest within the permissible deviation of the mass of the valve plates, in addition , the adapter is funnel-shaped, the sealing cover is provided with a bell, and the fire arrester with the valve roof is made with a vertical estsheny.