RU28386U1 - Мембранный клапан и разрывная мембрана для клапана - Google Patents

Description

„. . / 8 Л -S-

Мембранный клапан и разрывная мембрана для клапана.

Полезная модель относится к арматуростроению, в частности к области устройств для трубопроводной арматуры, а именно, к предохранительным клапанам с разрушаемым элементом, которые могут быть использованы в системах подслойного пожаротушения в резервуарах с легко воспламеняющейся жидкостью (ЛВЖ), например с нефтью.

Известно мембранное предохранительное устройство (Описание к авторскому свидетельству СССР № 1758327, МКИ :Р16К17/16, опубл. 30.06.92, Бюл .№32.), содержащее установленную в гнездо хлопающую мембрану, снабженную герметизирующей коррозионно-стойкой пленкой, резьбовое кольцо и размещенную в корпусе опорную втулку, ограничивающую перемещение мембраны.

Мембранное предохранительное устройство срабатывает при избыточном давлении рабочей смеси. При повьппении давления рабочей смеси до давления срабатывания мембраны она теряет устойчивость и потоком рабочей среды уносится в трубопровод.

Недостатком такой конструкции, затрудняющей использование ее в качестве клапана для трубопроводной арматуры в системах пожаротущения, является то, что оторванная мембрана, перекрыв сечение трубопровода, может послужить причиной отказа системы пожаротушения.

Известен мембранный клапан (Рекламный проспект на разрьшную мембрану фирмы «SES-ENSER Engineering (Италия), содержащий корпус из двух колец, между которыми закреплена разрывная мембрана. Мембрана вьшолнена трехслойной и состоит из двух слоев металлической фольги в виде купола, по периметру каждого из которых выполнены просечки с чередующимися перемычками, за счет которых она прикрепляется к корпусу. Между слоями фольги расположена тефлоновая прокладка.

F16K17/16

Мембрана устанавливается в Трубопроводе, подключенном к резервуару, так, что ее выпуклая часть обращена к резервуару. В исходном состоянии за счет куполообразной формы клапан выдерживает давление, создаваемое объемом нефти в резервуаре. В рабочем состоянии, когда в трубопровод закачивается рабочая смесь, например, пена под давлением, превосходящем давление в резервуаре, перемычки в фольге и прокладка мембраны разрываются и пена поступает в резервуар. Увлекаемые потоком пены куполообразные элементы, отрываясь, могут перекрыть проходное сечение трубопровода, препятствуя поступлению пены в резервуар.

Клапан достаточно сложен в изготовлении, так как требует специальных вытяжных и просечных штампов для изготовления купола и просечек по периметру.

Клапан не обладает достаточной надежностью. В исходном состоянии прокладка под действием изменяющегося давления жидкости в резервуаре начинает колебаться, приходит в движение и от соприкосновения с острыми краями просечки может прорваться, что приведет к вытеканию нефти из резервуара и возникновению пожароопасной ситуации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является мембранный клапан (см. описание изобретения к патенту РФ Х 2146025 М1Ш F16K17/16, опубл. 27.02.2000) который содержит кольцеобразной формы корпус с выбранным со стороны торца по всей внутренней поверхности углублением. В этом углублении установлен щибер с возможностью одностороннего выхода из углубления под воздействием перепада давлений рабочих смесей, действующих на шибер с двух сторон. На корпусе закреплена разрывная мембрана, герметично изолирующая в исходном состоянии рабочие смеси друг от друга. Клапан содержит нож с внутренней кромкой, режущей мембрану при движении шибера, который вьшолнен со смещенными относительно оси симметрии полуосями, входящими в ответные пазы в корпусе. Дно углубления в корпусе выбрано от одного паза до другого по меньшей образующей

внутренней части поверхности корпуса. Нож установлен за мембраной, состоящей из разрывной пленки, вьшолненной из фторопласта, и эластичной уплотнительной прокладки.

Выполнение шибера со смещенными относительно оси симметрии осями делит его на две неравные части. Для обеспечения повора пшбера вокруг своих полуосей достаточно небольщого перепада давлений рабочих смесей по разные стороны от клапана. Наличие ответных пазов в корпусе для крепления полуосей шибера позволяет удерживать шибер в рабочем положении, исключив возможность вьшадения его из корпуса.

Устройство обладает недостаточной надежностью по следующим причинам. В трубопроводе подслойной системы тушения пожаров, входящем в резервуар с ЛВЖ, мембранный клапан находится в сухом воздушном пространстве между обратным клапаном и высоконапорным пеногенератором. В случае, когда резервуар постоянно заполнен ЛВЖ, полость трубопровода между обратным клапаном и мембранным клапаном герметична, так как со стороны обратного клапана находится нефть, а с другой - непроницаемая фторопластовая пленка клапана, и давление в этой полости постоянно. Полость между мембранным клапаном и высоконапорным пеногенератором негерметична, так как негерметичен пеногенератор. При возрастании наружного атмосферного давления оно воздействует на фторопластовую пленку и немного выгягивает ее в направлении ножа, и она может коснуться его и надорваться. При частых колебаниях атмосферного давления фторопластовая пленка может многократно коснуться ножа и надорваться, потеряв свою герметичность. При этом мембранный клапан утрачивает свое основное функциональное назначение. Через образовавшееся отверстие может начать вытекать нефть, попадая в пеногенератор, далее пойдет даже в открытый трубопровод. Создается пожароопасная ситуация.

возникает разрежение по отношению к атмосферному давлению. В этом случае также происходит касание фторопластовой пленки ножа, и она надрьшается и теряет

герметичность.

Существенным элементом клапана является мембрана.

Известна мембрана, используемая в предохранительном устройстве (Описание к авторскому свидетельству СССР № 1569494, М1СИ F16K17/16, опубл. в бюл.№ 21 от 07.06.90г.). Мембрана вьшолняется толщиной 0,5 и 0,6 мм из стали марки 12Х18Н10Т.

Мембрана не может быть использована в клапанах для систем подслойного пожаротущения в резервуарах с легко воспламеняющейся жидкостью (ЛВЖ), так как при разрущении ее части, увлекаемые потоком пены, могут перекрыть сечение трубопровода полностью, что приведет к полному отказу системы пожаротушения.

Известна мембрана, используемая в мембранном клапане (Рекламный проспект на разрьтную мембрану фирмы «SES-ENSER Engineering (Италия), которая вьшолнена трехслойной и состоит из двух слоев металлической фольги в виде купола, по периметру

каждого из которых выполнены просечки с чередующимися перемычками, за счет которых она прикрепляется к корпусу клапана, а между слоями фольги расположена тефлоновая прокладка.

Мембрана достаточно сложна в изготовлении, так как требует специальных вытяжных и просечных пггампов для изготовления купола и просечек по периметру.

Мембрана, являясь основным элементом, не обеспечивает клапану .достаточную надежность. В исходном состоянии тефлоновая прокладка под действием изменяющегося давления жидкости в резервуаре начинает колебаться и от соприкосновения с острыми краями просечки может прорваться, что приведет к вытеканию нефти из резервуара и возникновению пожароопасной ситуации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является мембрана, используемая в клапане мембранном (см. описание изобретения к

патенту РФ № 2146025 МКИ F16K17/16, опубл. 27.02.2000), содержащая разрывную пленку, вьшолненную из фторопласта, и эластичную уплотнительную прокладку с разрезом по контуру шибера.

Недостатком известной мембраны является то, что, являясь основным элементом клапана, она не обеспечивает ему достаточную надежность. Испытания показали, что имеющаяся эластичная уплотнительная прокладка не препятствует протеканию жидкости.

Задачей полезной модели является разработка мембранного клапана, обладающего надежностью, обеспечивающей длительную герметизащпо полости трубопровода, входящего в резервуар с ЛВЖ,

Для рещения поставленной задачи мембранный клапан, так же как и прототип, содержит кольцеобразной формы корпус с выбранным со стороны торца по внутренней поверхности углублением, в котором установлен шибер с возможностью одностороннего выхода из углубления под воздействием перепада давлений рабочих

смесей, действующих на шибер с двух сторон, выполненный со смещенными относительно оси симметрии полуосями, входящими в выполненные в корпусе ответные пазы, закрепленную на корпусе разрьшную мембрану, герметично изолирующую в исходном состоянии рабочие смеси друг от друга, и нож, при этом дно углубления в корпусе выбрано от одного паза до другого по меньшей образующей внутренней части поверхности корпуса.

Новым является то, что нож выполнен с наружной режущей кромкой и расположен на шибере.

А также то, что наружная режущая кромка ножа вьшолнена в виде заостренных зубьев, выступающих за наружную кромку шибера, а нож установлен в углублении, вьшолненном на участке щибера, имеющем большую протяженность от одной полуоси до другой.

Поставленная задача решается также тем, что разрьшная мембрана с шибером содержит разрывную пленку и эластичную уплотнительную прокладку с разрезом.

Новым является то, что разрез эластичной ушютнительной прокладки выполнен радиусом, равным радиусу вершин зубьев наружной режушей кромки ножа.

Установка ножа с наружной режущей кромкой на шибере предотвращает прорыв разрывной пленки, выполненной из фторопласта, при колебаниях атмосферного давления и колебаниях давления нефти в резервуаре с ЛВЖ. Концы зубьев наружной режушей кромки ножа, выступающие за наружную кромку шибера, накрывает эластичная уплотнительная прокладка, помещенная между шибером и разрывной пленкой, предотвращая соприкосновения ножа с пленкой и ее разрыв при колебаниях шибера от действия атмосферного давления и давления нефти. При этом эластичная уплотнительная прокладка, имеющая кольцевой разрез, радиус которого совпадает с радиусом вершин зубьев наружной режущей кромки ножа, в исходном состоянии обеспечивает необходимую прочность мембраны, предотвращая порьт разрывной пленки. В рабочем состоянии разрез позволяет ножу с наружной режущей кромкой безпрепятственно разрезать мембрану.

Предложенная конструкция ножа с наружной режущей кромкой, выступающей за наружную кромку движущегося шибера, позволяет снизить сопротивление движению шибера и равномерно разрезать мембрану, повторяя ее контур. Благодаря этому сечение трубопровода полностью открывается, не препятствуя прохождению пены. Использование предложенной конструкции ножа и установка его на шибере в углублении, вьшолненном на участке шибера, имеюшем большую протяженность от одной полуоси до другой, позволило создать клапан, обладающий надежностью, обеспечивающей длительную герметизацию полости трубопровода, входящего в резервуар с ЛВЖ.

кромкой в виде заостренных зубьев облегчает разрезание пленки за счет многочисленных заостренных лезвий, протыкающих пленку. Конструкция технологична

в изготовлении, так как нож может быть изготовлен методом штамповки из металлического листа.

Предложенная конструкция мембраны в виде разрывной пленки с эластичной уплотнительной прокладкой с разрезом, вьшолненным радиусом, равным радиусу вершин зубьев наружной режущей кромки ножа, обеспечивает необходимую прочность мембраны, так как предотвращает порыв пленки, исключая соприкосновение ее с острыми зубьями ножа и стенками металлического корпуса при колебаниях атмосферного давления и колебаниях давления нефти в резервуаре с ЛВЖ. Далее полезная модель поясняется примером конкретного вьшолнения. На фиг.1 схематично представлен мембранный клапан в разрезе. На фиг.2 дан вид А мембранного клапана.

Мембранный клапан, представленный на фиг, 1, 2, содержит кольцеобразной формы корпус 1 из коррозионно-стойкого материала или металла с коррозионностойким покрытием; в корпусе 1 с внутренней торцевой поверхности выполнено углубление 2, в котором установлен шибер 3, в виде металлической круглой пластины, которая имеет полуоси 4 (см. фиг.2), смещенные относительно оси симметрии шибера 3 примерно на половину радиуса шибера 3, в корпусе 1 выполнены ответные пазы 5 (см. фиг.2), в которые входят полуоси 4, относительно которых шибер 3 имеет возможность одностороннего поворота благодаря тому, что дно углубления в корпусе 1 выбрано от одного паза 5 до другого по меньшей образующей внутренней части поверхности корпуса 1; мембрана 6, состоит из разрывной пленки 7, вьшолненной из фторопласта, и резиновой прокладки 8, которая имеет разрез 9, выполненный радиусом равным радиусу вершин зубьев ножа, резиновая прокладка 8 приклеивается к поверхности шибера 3 и торцевой поверхности корпуса 1 так, что в исходном состоянии разрезанные части

плотно прилегают друг к другу; пож 10 установлен на шнбере 3 в углублении 11, вьшолненном на участке шибера, имеющем большую протяженность от одной полуоси до другой.

Нож 10 выполнен из металлического листа в виде плоского ножа с касающимися друг друга углублениями полукруглой формы. Нож 10 может быть вьшолнен серпообразной формы, по наружной поверхности которой на некотором расстоянии от края вырезают заостренные зубья любой формы. За счет помещения ножа 10 в углубление 11 шибера 3 за резиновой прокладкой 8 зубья ножа 10 прорезают разрывную пленку 7 мембраны 6 только в рабочем состоянии при движении шибера 3 и натягивании пленки 7 на зубья ножа 10.

Клапан с помощью пшилек 12 и гаек 13 закреплен между фланцами 14, расположенными на трубопроводе 15 так, что клапан мембраной 6 обращен в сторону резервуара (на фиг.1 не показан), а пшбером 3 к пеногенератору (на фиг.1 не показан). Для герметичности между клапаном и фланцами 14 помещены уплотнительные прокладки 16,17.

Мембранный клапан и разрьшная мембрана для клапана работают следующим образом.

В исходном состоянии клапан, закрепленный между фланцами 14, герметично закрывает трубопровод 15, подсоединенный к резервуару с ЛВЖ.

При включении пеногенератора поступающая под давлением пена движется на клапан, воздействует на щибер 3, который начинает поворачиваться потому, что для поворота шибера 3 со смещенными полуосями 4 достаточно небольшого перепада давлений рабочих смесей по разные стороны от клапана, в силу того, что величина силы давления прямо пропорциональна площади, к которой она приложена. Поворачиваясь, шибер 3 при своем движении отодвигает резиновую прокладку, обнажая зубья наружной режущей кромки ножа, которые при дальнейшем движении шибера 3 врезаются в

пленку 7 мембраны б и ровно разрезают ее по периметру, а шибер 3 потоком пены устанавливается в горизонтальное положение, открывая максимально сечение

трубопровода. Пена поступает в резервуар, где, всплывая на поверхность нефти, тушит пожар.

Таким образом, предложенная конструкция мембранного клапана и разрывной мембраны позволяет надежно обеспечивать длительную герметизацию полости трубопровода, входящего в резервуар с ЛВЖ. Благодаря этому мембранный клапан при использовании его в системах подслойного пожаротушения обеспечивает высокую эффективность пожаротушения.

Claims (4)

1. Мембранный клапан, содержащий кольцеобразной формы корпус с выбранным со стороны торца по внутренней поверхности углублением, в котором установлен шибер с возможностью одностороннего выхода из углубления под воздействием перепада давлений рабочих смесей, действующих на шибер с двух сторон, выполненный со смещенными относительно оси симметрии полуосями, входящими в выполненные в корпусе ответные пазы, закрепленную на корпусе разрывную мембрану, герметично изолирующую в исходном состоянии рабочие смеси друг от друга, и нож, при этом дно углубления в корпусе выбрано от одного паза до другого по меньшей образующей внутренней части поверхности корпуса, отличающийся тем, что нож выполнен с наружной режущей кромкой и установлен на шибере.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что наружная режущая кромка ножа выполнена в виде заостренных зубьев, выступающих за наружную кромку шибера.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что нож установлен в углублении, выполненном на участке шибера, имеющем большую протяженность от одной полуоси до другой.

4. Разрывная мембрана клапана с шибером, содержащая разрывную пленку и эластичную уплотнительную прокладку с разрезом, отличающаяся тем, что разрез на эластичной уплотнительной прокладке выполнен радиусом, равным радиусу вершин зубьев наружной режущей кромки ножа.