RU2749082C1 - Cryogenic tanks safety device - Google Patents
Cryogenic tanks safety device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749082C1 RU2749082C1 RU2020132626A RU2020132626A RU2749082C1 RU 2749082 C1 RU2749082 C1 RU 2749082C1 RU 2020132626 A RU2020132626 A RU 2020132626A RU 2020132626 A RU2020132626 A RU 2020132626A RU 2749082 C1 RU2749082 C1 RU 2749082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- cavity
- pipeline
- shut
- cryogenic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
- F16K17/10—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with auxiliary valve for fluid operation of the main valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
Abstract
Description
Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано для защиты криогенных емкостей и резервуаров. Известна конструкция предохранительного клапана, применяемая для защиты криогенных емкостей и резервуаров от превышения давления. Основной недостаток указанной арматуры заключается в том, что при закрытом клапане величина располагаемого давления не обеспечивает достаточно надежную герметичность в затворе клапана (см. Романенко Н.Т. и Куликов Ю.Ф. «Криогенная арматура» М.: Машиностроение, 1978 г, стр. 33-35, рис. 27).The invention relates to valves and can be used to protect cryogenic tanks and reservoirs. The known design of a safety valve is used to protect cryogenic containers and tanks from overpressure. The main disadvantage of the specified fittings is that when the valve is closed, the value of the available pressure does not provide a sufficiently reliable tightness in the valve gate (see Romanenko N.T. and Kulikov Yu.F. "Cryogenic fittings" M .: Mashinostroenie, 1978, p. . 33-35, fig. 27).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является предохранительное устройство для криогенных резервуаров, содержащее нагруженный пружиной предохранительный клапан, входная полость которого соединена с газовой подушкой резервуара, и импульсный клапан, полость чувствительного элемента которого соединена с входной через запорный орган и управляющей полостями предохранительного клапана. (см. патент SU 1 687 984 А1) Несмотря на то что в данном предохранительном устройстве удается достичь высокой герметичности в затворе предохранительного клапана особенно для охраняемых криогенных резервуаров и сосудов с низким рабочим давлением, указанная конструкция обладает следующими недостатками:The closest to the proposed technical solution is a safety device for cryogenic tanks, containing a spring-loaded safety valve, the inlet cavity of which is connected to the gas cushion of the tank, and a pulse valve, the cavity of the sensitive element of which is connected to the inlet through the shut-off body and control cavities of the safety valve. (see
- сложная конструкция как основного, так и импульсного клапанов;- complex design of both main and pulse valves;
- низкая надежность импульсного клапана, где в случае разрушения мембраны создается аварийная ситуация, так как открытие предохранительного клапана становится невозможным.- low reliability of the impulse valve, where, in the event of a membrane rupture, an emergency situation is created, since the opening of the safety valve becomes impossible.
Задача изобретения - повышение герметичности и надежности предохранительного устройства для криогенных резервуров.The objective of the invention is to improve the tightness and reliability of the safety device for cryogenic tanks.
Поставленная цель достигается тем, что в предохранительном устройстве для криогенных резервуаров, содержащем нагруженный пружиной предохранительный клапан, входная полость которого соединена с газовой подушкой резервуара, и импульсный клапан, полость чувствительного элемента которого соединена с входной через запорный орган и управляющей полостями предохранительного клапана, предохранительный клапан выполнен в виде нормально открытого пневмоклапана, а импульсный - в виде корпуса, в котором установлены запорный клапан, надклапанная полость которого одним трубопроводом соединена с пневмоклапаном, а другим, в котором установлена дюза, подключена к источнику давления с управляющей средой, и чувствительный элемент в виде двух мембран, пружины и штока, при этом мембраны закреплены в корпусе и стакане и полость между нижней мембраной и корпусом соединена трубопроводом с газовой подушкой криогенного резервуара, а полость между верхней мембраной и корпусом, также как и полость под запорным клапаном подключены к сбросному трубопроводу, а кроме этого полость между мембранами оснащена устройством для контроля за их герметичностью. Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся совокупными признаками идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию новизна.This goal is achieved by the fact that in a safety device for cryogenic tanks, containing a spring-loaded safety valve, the inlet cavity of which is connected to the gas cushion of the tank, and a pulse valve, the cavity of the sensitive element of which is connected to the inlet through the shut-off element and control cavities of the safety valve, the safety valve is made in the form of a normally open pneumatic valve, and the pulse valve is in the form of a body in which a shut-off valve is installed, the overvalve cavity of which is connected to the pneumatic valve by one pipeline, and the other, in which a nozzle is installed, is connected to a pressure source with a control medium, and a sensitive element in the form two diaphragms, a spring and a stem, while the diaphragms are fixed in the body and the sleeve and the cavity between the lower membrane and the body is connected by a pipeline to the gas cushion of the cryogenic tank, and the cavity between the upper membrane and the body, as well as the cavity under the shut-off valve Anomalies are connected to a waste pipeline, and in addition, the cavity between the membranes is equipped with a device for monitoring their tightness. The analysis of the prior art made it possible to establish that the applicant has not found an analogue characterized by aggregate features identical to all essential features of the claimed invention, therefore, it meets the criterion of novelty.
На фиг. 1 показана конструктивная схема предохранительного устройства для криогенных резервуаров.FIG. 1 shows a structural diagram of a cryogenic tank safety device.
Предлагаемое предохранительное устройство для криогенного резервуара 1 содержит предохранительный клапан, выполненный в виде нормально открытого пневмоклапана 2, и импульсного клапана, выполненного в виде корпуса 3, в котором установлен запорный клапан 4 с пружиной 5, надклапанная полость 6 которого трубопроводом 7 подсоединена к полости 8 пневмоклапана 2, а трубопроводом 9 с дюзой 10 к источнику давления с управляющей средой (на чертеже не показан). В корпусе 3 импульсного клапана размещены также чувствительный элемент в виде двух мембран 11, закрепленных в корпусе 3 и стакане 12, пружина 13, шток 14 и уплотнитель 15 штока 14, при этом полость 16 между нижней мембраной 11 и корпусом 3 подсоединена трубопроводом 17 к газовой подушке 18 криогенного резервуара 1, а полость 19 над верхней мембраной 11, как и полость 20 после запорного клапана 4, а также выходная полость 21 над клапаном 22 пневмоклапана 2 подключены к сбросному трубопроводу 23, а входная полость 24 под клапаном 22 подсоединена трубопроводом 25 к газовой подушке 18 криогенного резервуара 1. Клапан 22 под действием усилия пружины 26 при отсутствии давления в полость 8 пневмоклапана 2 находится в открытом положении, а при подаче управляющей среды от источника давления в полость 8 клапан 22 под действием усилия, создаваемого давлением управляющей среды на эффективную площадь сильфона 27 пневмоклапана 2, будет находиться в закрытом положении.The proposed safety device for a
В импульсном клапане полость 28 между мембранами 11 оснащена устройством 29 для контроля их герметичности, которое может быть выполнено, например, в виде визуального датчика, либо сигнализатора давления. До начала работы между запорным клапаном 4 и штоком 14 выставляется технологический зазор S. Работу предохранительного устройства рассмотрим на примере защиты от превышения давления в гелиевом криогенном резервуаре. Работа предохранительного устройства для криогенных резервуаров происходит в этом случае следующим образом.In the pulse valve, the
В положении, отраженном на конструктивной схеме фиг. 1, предохранительное устройство и находится в закрытом положении, так как давление (гелия в газовой подушке 18 криогенного резервуара 1 соответствует рабочему значению. В этом случае газообразный гелии под давлением 4,7 МПа поступает из системы пневмоупраления (на черт. не показана) по трубопроводу 9 через дюзу 10 в надклапанную полость 6 закрытого запорного клапана 4 и далее по трубопроводу 7 в полость 8 пневмоклапана 2. От давления гелия в полости 8 на эффективную площадь сильфона 27 образуется усилие, под действием которого обеспечивается герметичность затвора клапана 22, выполненного, например, из фторопласта-4. Повышение давления в газовой подушке 18 одновременно будет сопровождаться ростом давления в полости 16 между нижней мембраной 11 корпусом 3 импульсного клапана, которая трубопроводом 17 соединена с газовой подушкой 18 криогенного резервуара 1. В результате на нижней мембране 11 возникнет усилие, которое будет больше чем усилие от пружины 13, что приведет к подъему стакана, с закрепленными на нем мембранами 11, и перемещению вверх штока 14 и уменьшению технологического зазора S между штоком 14 и запорным клапаном 4. При достижении в газовой подушке 18, а следовательно и в полости 16, давления, равного по величине давлению срабатывания предохранительного устройства, шток 14 отожмет запорный клапан 4 от седла, соединяя полость 6 над запорным клапаном 4 с полостью 20 под ним. Через образовавшееся проходное сечение гелий из полости 8 пневмоклапана 2 сбрасывается по трубопроводу 23 в газгольдер (на черт. не показан). В результате давление в полости 8 пневмоклапана 2 падает до давления в газгольдере порядка 0,012-0,02 МПа, что приводит к открытию клапана 22 под действием пружины 26. В результате гелий из газовой подушки 18 будет сбрасываться в газгольдер по трубопроводу 25, через входную полость 24 и выходную полость 21, подключенную к сбросному трубопроводу 23. И хотя период нахождения запорного клапана 4 в открытом положении будет сопровождаться небольшим постоянным расходом гелия из системы пневмоуправления через дюзу 10 в газгольдер, однако роста давления в полости 8 пневмоклапана 2 происходить не будет, так как площадь проходного сечения запорного клапана 4, как правило, на два порядка больше площади дюзы 10. При снижении давления в газовой подушке 18 до рабочего значения также снизится давление в полости 16. В результате под действием пружины 13 стакан 12 с мембранами 11 и штоком 14 вернутся в исходное положение, а запорный клапан 4 под действием пружины 5 сядет на седло и разобщит полость 6 от полости 20, что приведет к восстановлению управляющего давления гелия в полости 8 пнемоклапана до рабочего значения (4,7 МПа), при этом клапан 22 закроется, прекращая сброс гелия из газовой подушки 18, и предохранительное устройство вернется в исходное положение. Для того, чтобы избежать при открытии запорного клапана 4 процесса автоколебаний в мембранном узле импульсного клапана, в корпусе 3 установлено уплотнение 15 штока 14, а полость 19 над верней мембраной 11 подключена к сбросному трубопроводу 23. Для повышения надежности работы предохранительного устройства в мембранном узле импульсного клапана установлены две мембраны, что сохраняет работоспособность предохранительного устройства даже в случае разрушения нижней мембраны 11, при этом это будет зафиксировано с помощью устройства 29, размещенного в полости 28 между мембранами.In the position shown in the structural diagram of FIG. 1, the safety device is in the closed position, since the pressure (helium in the
Таким образом, использование в предохранительном устройстве для криогенных резервуаров нормально открытого пневмоклапана в качестве предохранительного гарантирует высокую герметичность в затворе предохранительного клапана и особенно при эксплуатации криогенных резервуаров и емкостей с низким рабочим давлением, а установка резервной мембраны в импульсном клапане повышает надежность всей конструкции.Thus, the use of a normally open pneumatic valve in a safety device for cryogenic tanks as a safety valve guarantees high tightness in the safety valve shutter and especially when operating cryogenic tanks and tanks with low working pressure, and the installation of a backup diaphragm in the pulse valve increases the reliability of the entire structure.
Сравнение существенных признаков предлагаемого и уже известных решении дает основание считать, что предлагаемое техническое решение отвечает критериям «изобретательский уровень» и «ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНЯЕМОСТЬ».Comparison of the essential features of the proposed and already known solutions gives reason to believe that the proposed technical solution meets the criteria of "inventive step" and "INDUSTRIAL APPLICABILITY".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132626A RU2749082C1 (en) | 2020-10-01 | 2020-10-01 | Cryogenic tanks safety device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132626A RU2749082C1 (en) | 2020-10-01 | 2020-10-01 | Cryogenic tanks safety device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2749082C1 true RU2749082C1 (en) | 2021-06-03 |
Family
ID=76301576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020132626A RU2749082C1 (en) | 2020-10-01 | 2020-10-01 | Cryogenic tanks safety device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2749082C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807538C1 (en) * | 2022-12-01 | 2023-11-16 | Юрий Иванович Духанин | Safety device for cryogenic tanks |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU456114A1 (en) * | 1972-07-10 | 1975-01-05 | Gas Pressure Regulator | |
SU1687984A1 (en) * | 1989-10-06 | 1991-10-30 | Войсковая Часть 11284 | Safety device for cryogenic reservoirs |
RU150878U1 (en) * | 2014-09-01 | 2015-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БАЛТПРОМАРМАТУРА" | PULSE-SAFETY DEVICE |
CN103574092B (en) * | 2013-10-31 | 2016-05-18 | 成都易态科技有限公司 | Pulse valve |
US20200171226A1 (en) * | 2006-04-14 | 2020-06-04 | Deka Products Limited Partnership | Automated control mechanisms and methods for controlling fluid flow in a hemodialysis apparatus |
-
2020
- 2020-10-01 RU RU2020132626A patent/RU2749082C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU456114A1 (en) * | 1972-07-10 | 1975-01-05 | Gas Pressure Regulator | |
SU1687984A1 (en) * | 1989-10-06 | 1991-10-30 | Войсковая Часть 11284 | Safety device for cryogenic reservoirs |
US20200171226A1 (en) * | 2006-04-14 | 2020-06-04 | Deka Products Limited Partnership | Automated control mechanisms and methods for controlling fluid flow in a hemodialysis apparatus |
CN103574092B (en) * | 2013-10-31 | 2016-05-18 | 成都易态科技有限公司 | Pulse valve |
RU150878U1 (en) * | 2014-09-01 | 2015-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БАЛТПРОМАРМАТУРА" | PULSE-SAFETY DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807538C1 (en) * | 2022-12-01 | 2023-11-16 | Юрий Иванович Духанин | Safety device for cryogenic tanks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6968851B2 (en) | Double block valve with proving system | |
US4840195A (en) | Piston-backed gas pressure regulator | |
US7478647B2 (en) | Tank manifold assembly | |
EP0430390A1 (en) | Failure indicating rupture disk assembly | |
US20110147016A1 (en) | Fluid Selective Check Valve | |
CN104321492A (en) | Pressure limiting valve and alternative method for testing a backflow preventer using the same | |
KR101403189B1 (en) | Pressurised fluid cylinders | |
US10119623B2 (en) | Safety device for installation in a gas-supply system, in particular, an acetylene-supply system | |
US9915372B2 (en) | High integrity pressure protecting system (HIPPS) for a fluid line | |
US4566476A (en) | Flow control device | |
US4481969A (en) | Fluid pressure control device | |
US7004186B2 (en) | Surge relief apparatus for a valve | |
US3918477A (en) | Backflow preventing device | |
RU2749082C1 (en) | Cryogenic tanks safety device | |
US5913326A (en) | Automatic closing device for a shut-off device | |
US3621872A (en) | Safety valve | |
US3892258A (en) | High pressure safety valve | |
US2638924A (en) | Automatic tank valve | |
US5158111A (en) | Pilot valve for pneumatic control systems with improved poppet | |
CN108869822B (en) | Cut-off valve capable of being closed at fixed time when flow is less than certain flow | |
US2912997A (en) | Flow control valve | |
RU150878U1 (en) | PULSE-SAFETY DEVICE | |
US5146943A (en) | Apparatus for controlling the flow of a process fluid into a process vessel | |
US4991620A (en) | Tank blanketing valve | |
RU2807538C1 (en) | Safety device for cryogenic tanks |