RU206536U1 - Membrane safety device - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к предохранительной арматуре, а именно к устройству предохранительному мембранному, предназначенному для использования на ядерных реакторах для обеспечения необходимого сброса массы парогазовой смеси при определенном давлении срабатывания.В устройстве предохранительном мембранном, содержащем мембранный узел (4), включающий мембрану (22), закрепленную между двумя зажимными фланцами (19, 20) и предназначенную для разрушения под воздействием расчетного давления, согласно полезной модели в верхней части над мембранным узлом установлена крышка (21) с боковыми отверстиями, при этом в нижней части устройства расположен входной патрубок (7), а с боковой стороны устройства расположен патрубок сброса (8).Технический результат состоит в уменьшении риска нарушения герметичности фланцевого соединения за счет снижения нагрузки на резьбовые детали.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to safety valves, namely to a safety membrane device intended for use in nuclear reactors to ensure the necessary discharge of the mass of the vapor-gas mixture at a certain operating pressure. including a membrane (22) fixed between two clamping flanges (19, 20) and intended for destruction under the influence of the design pressure, according to the utility model, a cover (21) with side holes is installed in the upper part above the membrane unit, while in the lower part of the device there is the inlet pipe (7), and on the side of the device there is a discharge pipe (8). The technical result is to reduce the risk of leakage of the flange connection by reducing the load on the threaded parts.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к предохранительной арматуре, а именно к устройству предохранительному мембранному, предназначенному для использования на ядерных реакторах для обеспечения необходимого сброса массы парогазовой смеси при определенном давлении срабатывания.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to safety valves, namely to a safety membrane device intended for use in nuclear reactors to ensure the necessary discharge of the mass of the vapor-gas mixture at a certain response pressure.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является предохранительное мембранное устройство (патент RU 2569465, Российская Федерация, заявка RU 2014134593, заявл. 22.08.2014, опубл. 27.11.2015), содержащее хлопающую мембрану, закрепленную между двумя зажимными фланцами. Со стороны вогнутой части хлопающей мембраны напротив ее вершины закреплено нерабочими сторонами режущее средство. Это средство содержит четыре плоских ножа и два дополнительных ножа. Ножи равномерно расположены по окружности вокруг центральной оси хлопающей мембраны. Каждый нож выполнен в форме прямоугольного треугольника, больший катет которого имеет режущую кромку пилообразной формы. Другой катет снабжен двумя прямоугольными выступами для крепления в кольцевой проточке нижнего зажимного фланца и в соответствующем пазу стопорного прижимного кольца. В упомянутом прижимном кольце для этого выполнены пазы по числу ножей и крепежные отверстия на одной оси с крепежными отверстиями верхнего и нижнего зажимных фланцев. Данное устройство принято за прототип.The closest to the claimed utility model is a safety membrane device (patent RU 2569465, Russian Federation, application RU 2014134593, filed 08/22/2014, publ. 11/27/2015), containing a flapping diaphragm fixed between two clamping flanges. From the side of the concave part of the flapping membrane opposite its top, the cutting means is fixed with non-working sides. This tool contains four flat knives and two additional knives. The blades are evenly spaced around the circumference of the central axis of the flapping membrane. Each knife is made in the form of a right-angled triangle, the larger leg of which has a sawtooth-shaped cutting edge. The other leg is provided with two rectangular protrusions for fastening in the annular groove of the lower clamping flange and in the corresponding groove of the retaining clamping ring. For this purpose, in the above-mentioned clamping ring, grooves are made according to the number of knives and fastening holes on the same axis with the fastening holes of the upper and lower clamping flanges. This device is taken as a prototype.

Недостатком прототипа является относительно высокий риск нарушения герметичности фланцевого соединения корпуса при исполнении устройства в угловом варианте, что обусловлено высокой нагрузкой на резьбовые детали фланцевого соединение.The disadvantage of the prototype is the relatively high risk of leakage of the flange connection of the body when the device is executed in an angular version, which is due to the high load on the threaded parts of the flange connection.

Технической проблемой является необходимость разработки надежного и высокоэффективного предохранительного мембранного устройства в угловом исполненииA technical problem is the need to develop a reliable and highly efficient safety diaphragm device in an angle design.

Технический результат состоит в уменьшении риска нарушения герметичности фланцевого соединения за счет снижения нагрузки на резьбовые детали.The technical result consists in reducing the risk of leakage of the flange connection by reducing the load on the threaded parts.

Технический результат достигается тем, что в устройстве предохранительном мембранном, содержащем мембранный узел, включающий мембрану, закрепленную между двумя зажимными фланцами и предназначенную для разрушения под воздействием расчетного давления, согласно полезной модели в верхней части установлена крышка с боковыми отверстиями.The technical result is achieved by the fact that in a safety membrane device containing a membrane assembly including a membrane fixed between two clamping flanges and intended for destruction under the influence of the design pressure, according to the utility model, a cover with side holes is installed in the upper part.

Крышка с боковыми отверстиями, расположенная в верхней части устройства, исключает прямое динамическое воздействие реактивной струи среды на днище крышки при резком раскрытии мембраны. Поток среды направляется через боковые отверстия в крышке. Количество и диаметр отверстий обеспечивает полную пропускную способность предохранительного устройства. Данное техническое решение позволяет избежать нарушения герметичности фланцевого соединения корпуса и колпака за счет снижения нагрузки на резьбовые детали фланцевого соединения.The lid with side holes located in the upper part of the device excludes the direct dynamic effect of the jet stream of the medium on the bottom of the lid during a sharp opening of the membrane. The medium flow is directed through the side holes in the cover. The number and diameter of the holes provides the full capacity of the safety device. This technical solution allows avoiding leakage of the flange connection of the body and the cap by reducing the load on the threaded parts of the flange connection.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено предохранительное мембранное устройство, вид сбоку, а на фиг. 2 - заявляемое устройство в разрезе, вид сверху.The claimed utility model is illustrated by drawings, where FIG. 1 is a side view of the safety membrane device, and FIG. 2 - the inventive device in section, top view.

На фиг. 1 и фиг. 2 изображены следующие элементы устройства: 1 - вставка; 2 - корпус; 3 - колпак; 4 - узел мембранный; 5 - прокладка; 6 - прокладка; 7 - патрубок входной; 8 - патрубок сброса; 9 - патрубок дренажный с заглушкой; 10 - табличка; 11 - шпилька 1; 12 - гайка 1; 13 - шпилька 2; 14 - гайка 2; 15 - шпилька 3; 16 - гайка 3; 17 - гильза преобразователя; 18 - заглушка.FIG. 1 and FIG. 2 shows the following elements of the device: 1 - insert; 2 - case; 3 - cap; 4 - membrane unit; 5 - gasket; 6 - gasket; 7 - inlet branch pipe; 8 - discharge branch pipe; 9 - drain pipe with plug; 10 - plate; 11 - hairpin 1; 12 - nut 1; 13 - hairpin 2; 14 - nut 2; 15 - hairpin 3; 16 - nut 3; 17 - converter sleeve; 18 - plug.

Устройство предохранительное мембранное включает корпус 2, который выполнен в угловом исполнении и оснащен колпаком 3, а внутри него расположена вставка 1. Сверху на вставке 1 закреплен мембранный узел 4. В месте соединения вставки 1 и мембранного узла 4 установлена прокладка 5. В месте соединения колпака 3 и корпуса 2 также установлена прокладка 6. При этом колпак 3 соединен с корпусом 2 с помощью шпилек 15 и гаек 16. В нижней части корпуса 2 расположен входной патрубок 7, а с боковой стороны корпуса 2 расположен патрубок сброса 8. Также в нижней части корпуса 2 дополнительно расположен патрубок дренажный 9 с заглушкой. С наружной стороны корпуса расположена табличка 10 маркировочная. Мембранный узел 4 оснащен шпильками 11, 12, соединяющими фланцы мембранного узла. Также мембранный узел 4 оснащен шпильками 13 и гайками 14, соединяющими мембранный узел 4 с вставкой 1. Также корпус 2 оснащен гильзой 17 преобразователя и заглушкой 18.The safety diaphragm device includes a body 2, which is made in an angular design and is equipped with a cap 3, and an insert 1 is located inside it. A membrane unit 4 is fixed on top of the insert 1. A gasket 5 is installed at the junction of the insert 1 and the membrane unit 4. 3 and body 2, a gasket 6 is also installed. In this case, the cap 3 is connected to the body 2 by means of pins 15 and nuts 16. In the lower part of the body 2 there is an inlet pipe 7, and on the side of the body 2 there is a discharge pipe 8. Also in the lower part housing 2 is additionally located drainage branch pipe 9 with a plug. On the outside of the body there is a marking plate 10. The diaphragm unit 4 is equipped with pins 11, 12 connecting the flanges of the diaphragm unit. Also, the diaphragm unit 4 is equipped with pins 13 and nuts 14 connecting the diaphragm unit 4 to the insert 1. Also, the housing 2 is equipped with a sleeve 17 of the converter and a plug 18.

Мембранный узел более подробно представлен на фиг. 3 (вид сбоку) и фиг. 4 (вид сверху в разрезе).The membrane assembly is shown in more detail in FIG. 3 (side view) and FIG. 4 (top view in section).

Мембранный узел содержит верхний 19 и нижний 20 фланцы, а также установленную над верхним фланцем крышку 21. Между фланцами 19, 20 закреплена мембрана 22. При этом фланцы закреплены между собой с помощью шпилек 23. Предпочтительно в качестве шпилек 23 используются шпильки M16×1,5. При этом на шпильки 23 накручены гайки 24 (предпочтительно гайки M16×1,5). При этом нижний фланец 20 оснащен шпильками 25 (предпочтительно шпильками Ml6), выступающими за пределы нижнего фланца 20. При этом со стороны вогнутой части мембраны 22 напротив ее вершины на расстоянии прогиба при ее срабатывании под воздействием расчетного давления к фланцу 19 прикреплены ножи 26. Режущая кромка ножей 26 выполнена под наклоном по отношению к поперечной горизонтальной плоскости устройства, при этом острие каждого ножа 26 расположено ближе всего к вершине купола мембраны 22. При этом мембрана 22 закреплена между фланцами 19, 20 с помощью крепежных элементов и пружинного кольца 27 (кольцевой части). Заявляемая полезная модель работает следующим образом.The membrane unit contains upper 19 and lower 20 flanges, as well as a cover 21 installed above the upper flange. A membrane 22 is fixed between the flanges 19, 20. In this case, the flanges are fixed to each other using studs 23. Preferably, studs M16 × 1 are used as studs 23, 5. In this case, nuts 24 are screwed onto the studs 23 (preferably nuts M16 × 1.5). In this case, the lower flange 20 is equipped with pins 25 (preferably Ml6 pins) protruding beyond the lower flange 20. At the same time, knives 26 are attached to the flange 19 from the side of the concave part of the membrane 22 opposite its apex at a deflection distance when it is triggered under the influence of the design pressure. the edge of the knives 26 is made oblique with respect to the transverse horizontal plane of the device, while the tip of each knife 26 is located closest to the top of the dome of the membrane 22. In this case, the membrane 22 is fixed between the flanges 19, 20 using fasteners and a spring ring 27 (annular part ). The claimed utility model works as follows.

При повышении допустимого (расчетного) давления, возникающего из-за воздействия газодинамической струи, мембрана 22 «схлопывается» и ее купол соприкасается с остриями ножей 26. Далее мембрана 22 равномерно просекается ножами 8, после чего от нее остаются лепестки, зажатые пружинным кольцом 27 и крепежными элементами, а избыточное давление высвобождается за счет сброса массы парогазовой смеси. При этом за счет крышки 21, расположенной в верхней части устройства, поток среды направляется через боковые отверстия в крышке 21, что исключает прямое динамическое воздействие реактивной струи среды на днище крышки.With an increase in the permissible (design) pressure arising from the effect of the gas-dynamic jet, the membrane 22 "collapses" and its dome comes into contact with the edges of the knives 26. Further, the membrane 22 is evenly cut by the knives 8, after which the petals remain from it, clamped by the spring ring 27 and fasteners, and excess pressure is released by dumping the mass of the vapor-gas mixture. In this case, due to the cover 21 located in the upper part of the device, the flow of the medium is directed through the side openings in the cover 21, which excludes the direct dynamic effect of the jet stream of the medium on the bottom of the cover.

Заявляемая полезная модель поясняется примером.The claimed utility model is illustrated by an example.

Для проверки эффективности срабатывания был собран образец заявляемого устройства в угловом исполнении. Данный образец был установлен в модель Т-образного участка трубопровода на специальном лабораторном стенде. Также данный стенд был оснащен системой контроля давления. Внутри замкнутого трубопровода путем контролируемого нагружения давлением сжатого воздуха была проверена эффективность срабатывания образца. В результате проведенных испытаний не было обнаружено значимого расхождения расчетного и фактически полученного давления срабатывания. Также после испытаний было изучено состояние фланцевого соединения, характеристики которого соответствовали состоянию до проведения испытаний (соединение осталось герметично).To check the effectiveness of the actuation, a sample of the proposed device was assembled in an angular design. This sample was installed in the model of the T-shaped section of the pipeline on a special laboratory bench. Also, this stand was equipped with a pressure control system. Inside a closed pipeline, the efficiency of the sample was tested by controlled loading with compressed air pressure. As a result of the tests carried out, no significant discrepancy between the calculated and actually obtained response pressure was found. Also, after the tests, the state of the flange joint was studied, the characteristics of which corresponded to the state before the tests (the joint remained hermetically sealed).

Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой эффективное устройство предохранительное мембранное и обеспечивает уменьшение риска нарушения герметичности фланцевого соединения за счет снижения нагрузки на резьбовые детали.Thus, the claimed utility model is an effective membrane safety device and provides a reduction in the risk of a flange connection leakage by reducing the load on the threaded parts.

Claims (1)

Устройство предохранительное мембранное, содержащее мембранный узел, включающий мембрану, закрепленную между двумя зажимными фланцами и предназначенную для разрушения под воздействием расчетного давления, отличающееся тем, что в верхней части над мембранным узлом установлена крышка с боковыми отверстиями, при этом в нижней части устройства расположен входной патрубок, а с боковой стороны устройства расположен патрубок сброса.A safety membrane device containing a membrane assembly including a membrane fixed between two clamping flanges and intended for destruction under the influence of the design pressure, characterized in that a cover with side holes is installed in the upper part above the membrane assembly, while an inlet pipe is located in the lower part of the device , and on the side of the device there is a discharge branch pipe.

Images