SU889999A1 - Клапан сброса давлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  защити пневмо- и гидросистем от недопустимого повышени  рабочего давлени , в частности к устройствам принудительного разрушени , разгерметизирующим предохран емую систему по воздействию извне, и може быть использовано в различных отрасл х промышленности, например в химической , нефтехимической, энергетике. Известны устройства с принудительным разрушением запорного элемен та. В подобных устройствах разрушаемый элемент, как правило, мембрана, изготавливаетс  из хрупкого материала и примен етс  совместно с индикатором давлени  и детонатором, который при замыкании контактов разрушает запорный элемент посредством подвижного ножевого устройства tilНедостатками такого рода устройств  вл ютс  наличие в них кинематических элементов,а также сложность конструкции. Кроме того, изготовление таких устройств во взрывобезопасном варианте достаточно затруднительно . Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  устрой ;ство,в котором запорный элемент разрушаетс  под воздействием внешних источников нагрева, имеющее корпус с разрушаемым сечением в виде уплотн ющей проходной канал пробки из лекгоплавкого материала и источник нагрева в виде заключенного в пробку резистора. При пропускании тока через резистор происходит нагрев материала в зоне цилиндра, ограниченного витками резистора, вследствие чего центральна  часть пробки отдел етс  от оставшейс  части пробки и выталкиваетс  давлением газа 2 , Недостатком указанного устройства  вл етс  его инерционность, св занна  с тем, что врем  прогрева легкоплавкой пробки до расчетной температуры с помощью резистора определ етс  относительно малой скоростью процессов теплопередачи. Кррме того, это устройство имеет недостаточно длительный срок эксплуатации в силу того, что легкоплавкие материалы , наход щиес  под механнческой нагрузкой, склонны к ползучести. Это сокращает срок эксплуатации устройства и приводит к снижению его надежности из-за возможного ложного срабатывани .

Цель изобретени  - повышение быстродействи , надежности срабатывани  и долговечности устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что разрушаемое сечение выполнено в виде ослаблени , например канавки или проточки, полость которого запол, нена составом, выдел ющим при нагре-. ве сверхкритической температуры расплав поверхностно-активного верества .

Внешний источник нагрева выполнен в виде индукционного нагревател . Переход поверхностно-активного вещества в расплавленное состо ние вызывает в месте ослабленного сечени  резкое, изменение физико-механических свойств материала за счет про вл ющегос  эффекта Ребиндера (понижение прочности-и одновременное охрупчивание), что ведет к разрушению устройства по ослабленному сечению и последующему сбросу давлени  из предохран емого аппарата.

На чертеже представлено схематическое изображение клапана сброса давлени .

Клапан состоит из полого корпуса 1,приспособленного дл  креплени  защищаемого аппарата 2. в корпусе 1с наружной стороны выполнена канавка 3, заполненна  составом из порошка химического соединени  легкоплавкого металла и добавок, например, восстановител  и флюса. Площадь сечени  корпуса 1 в месте канавки 3 рассчитана на заведомо большее давление разрушени , чем усили , возникающие в нем от эксплуатационной нагрузки. Канавка 3 закрыта снаружи с помощью обоймы 4, предохран ющей заполнение от механических воздействий. На корпусе устройства размещен источник 5 высокочастотного пол . Устройство находитс  под действием избыточного давлени , действующего по стрелке Р.

Устройство работает следующим образом..

При подаче высокочастотного напр жени  на источник 5 электромагнитного пол  происходит индукционный объемный нагрев зоны корпуса 1 вблизи канавки 3 и материала, размещенного в самой канавке. В результате нагреба состав, заполн ющий канавку 3, претерпевает фазовое или химическое превращение с образованием .. жидкометаллической фазы, вступающей в контакт с примыкающими поверхност ми канавки. В результате взаимодействи  жидкометаллической поверхностно-активной фазы с металлической основой корпуса происходит ее охрупчивание , чему способствует наличие 5 раст гивающи5( напр жений вблизи зоны взаимодействи  (эффект Ребиндера). При этом резко падает прочность материала и ослабленное сечение корпуса 1 в месте канавки 3 не выдерживает механических напр жений от приложенного давлени  Р и хрупко разрушаетс . Поэтому верхн   часть корпуса 1 под действием давлени  отрываетс , освобожда  сечение внутреннего канала дл  сброса содержащейс  в аппарате среды.

, Ввиду того, что охрупчивание маргериала - основы при попадании на ее поверхность жидкометаллической фазы

Q происходит практически мгновенно,

инерционность устройства определ етс  временем разогрева и скоростью вступлени  жидкометаллической фазы в контакт с материалом-основой, которое также весьма мало. Это обусловливает малое врем  срабатывани  клапана в сравнении с известной конструкцией .

Claims (2)

1.Клапан сброса давлени , содержащий корпус, имеющий сечение, разрушающеес  в результате нагрева, внешний источник нагрева, о т л и 5 ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  быстродействи  и надежности срабатывани , разрушаемое сечение выполнено в виде канавки, полость которой заполнена составом выдел юQ щим при нагреве сверхкритической температуры расплав поверхностноактивного вещества.

2.Клапан поп.1, отличающ и и с   тем, что внешний источник нагрева выполнен в виде индукционного нагревател .

Источники информации. Прин тые во внимание при экспертизе

1.Ольховский И.Е. Предохранитель вые мембраны дл  защиты оборудовани 

0 в химической, нефтехимической и нефтеперерабатнвак цей промышленности. Л., Хими , 1970, с.5.

2.Патент США № 4046157, кл. 137-74, 1977.