SU1721361A1 - Способ сборки предохранительного клапана с мембраной свободного прорыва и предохранительный клапан - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить надежность работы предохранительного клапана . Мембрану (М) 6 устанавливают на седло 7, расположенное в корпусе 1. После установки М 6 осуществл ют ее предварительное нат жение выпуклостью в сторону подачи газа до величины напр жени , устанавливаемого из услови  он - flfe - Oq, где сгн - напр жение, возникающее в М при предварительном нат жении; (7в - предел прочности материала М; Oq - напр жени , возникающие в М при воздействии прорыва . Устр-во регулировки положени  седла 7 выполнено в виде соосно установленной в корпусе 1 обоймы 8 с внутренней кольцевой расточкой 9 и резьбовыми отверсти ми 10 на торцовой части. В корпусе 1 равномерно закреплены регулировочные винты 11, взаимодействующие с отверсти ми 10. Седло 7 закреплено в расточке 9. После достижени  требуемого давлени  срабатывани  замер ют окончательный вылет седла 7 и по нему осуществл ют все последующие сборки М данной партии. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. (Л 1 VI ю СА) О Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к химическому машиностроению, в частности к устройствам разового действи .

Цель изобретени  - повышение надежности в работе путем обеспечени  регули- ровани  давлени  срабатывани .

На фиг.1 изображен предохранительный клапан, разрез, общий вид; на фиг.2 - схема нагружени  мембраны; на фиг.3-диаграмма определени  значени  он.

Способ сборки предохранительного клапана осуществл етс  следующим образом .

Так как предел прочности материала мембраны имеет большой разброс, а также при наличии допуска на ее толщину, необходимо при выборе мембраны это учитывать и выбирать мембрану с перекрытием этих факторов. Допуск на разрушение мембраны составл ет не менее 50%, т.е. пои давлении разрушени  0,5 кг/см , разрушение ее может произойти как при 0,5 кг/см, так и при 0,75 кг/см .

Согласно предлагаемому способу мембрану необходимо выбирать дл  установки в клапан с минимальным давлением разрушени  (Рлр), большим максимального допуска на расчетное заданное давление разрушени  (Рд), и тем самым полностью исключить произвольное неуправл емое ее разрушение. Поэтому мембрану выбирают с характеристиками из соотношени 

,5Рд.(1)

где 1,5 - коэффициент запаса, учитывающий погрешности механических характеристик материала мембраны и допуски на изготовление .

После установки мембраны осуществл ют ее предварительное нат жение выпуклостью в сторону подачи газа до величины напр жени , выбираемого из услови 

ОН ОВ - Oq

где Он - напр жение, возникающее в мембране при предварительном нат жении;

OB - предел прочности материала мем- браны;

оч - напр жени , возникающие в мембране от действи  давлени .

Задача нахождени  напр жени  дл  предварительного нат жени  мембраны сводитс  к построению зависимости напр жений G, возникающих в мембране от величины выступа седла w относительно фланца и от величины давлени  прорыва q. В общем случае это условие можно записать в виде функции

а f(w,q).(2)

Исход  из критери  прорыва мембраны , т.е. достижени  максимально возможных напр жений в материале мембраны, т.е. G Сь, получают формулу дл  расчета оь f(w,q).(3)

Примен   принцип независимости действи  сил, получают

а Он + Oq(4)

Максимальное значение о достигаетс  при r d, OH определ етс  силой нат жени  Р мембраны на седло при его подн тии. Дл  определени  предварительного напр жени  в мембране, вызванного заневолива- нием ее при выступе седла на высоту w, рассматривают расчетную схему: кругла  пластина шарнирно оперта по контуру, а сила Р равномерно распределена по соос- ной окружности d. Сила Р - приложенна  к мембране нагрузка, вызванна  реакцией седла при нат жении мембраны.

Исход  из схемы (фиг.2), решают обратную задачу. Зна  прогиб w при г d, определ ют силу Р и тем самым напр жение о()

a Mr

h2

где P-Y (1-v)(b2-d2) 8 -Ь2

Y

D 8  -D P--X- «:

(8)

X (b2-d2)(1+{.bl) + 1 + s 2 b2

+ 2d2ln ;

(9)

D - цилиндрическа  жесткость пластины

D

Ehc

12 (1 -V2) Группиру  приведенные получают

СГн

4ЯУУГ1 Y Е

(1-V)X

(11)

где h - толщина мембраны;

V- коэффициент Пуансона;

Е - модуль упругости;

Y, X - коэффициенты, определ ющиес  радиусом седла d и радиусом b прижимного кольца (фланца).

Дл  определени  напр жени  Oq в мембране от воздействи  давлени  рассматривают расчетную схему на фиг,2 (кругла  пластина радиусом защемлена по контуру , нагрузка распределена равномерно).

К моменту разрушени  плоска  мембрана первоначально прогибаетс  и приближаетс  к участку сферы радиуса R d/sin p и толщина ее уменьшаетс  от h до hi. Максимальное напр жение от давлени  q при

п - d-q

4 2 hi sin р

(12)

.h-sin«5

где h1 2(1-cosу)

(13)

Угол р зависит только от свойств материала и зависит от относительного удлинени  а. Следовательно

q d (1 - cos p)

Oq;-г

h-sin уз

(14)

Подставл   (11) и (13) в (4), получают

OL 4yr-wh-E.Y+ q-d(1 -CQS0) (15) 1 -г2 хh-sin3

Выражение (15) представл етс  в виде

где Ki

оь Ki -w + Ка -q, 4jr-h-E Y

K2 -

1-V X d(1 -cosy))

(16)

(17) . . з-(18)

h-sirrp

Выражение (16) представл ет линейное уравнение. При q 0, увеличива  высоту седла w, напр жение он; увеличиваетс  и при сгн оь мембрана разрушаетс . С другой стороны, при w 0 повыша  давление q при достижении Oq оь, мембрана также разрушаетс . Поэтому график уравнени  (16) характеризуетс  пр мой линией, проход щей через оси X и Y с координатами

X сгн ОЬ при Y 0;

Y (7q Ob при Х 0,

т.е. будет определ ть максимально возможные значени  дл  данной мембраны (фиг.З).

При заданном значении нагрузки q и принима  любую независимо конструктивную толщину h мембраны с учетом выражени  (1) по выражению (14) определ ют напр жение, возникающее в мембране от нагрузки q. Затем из выражени  (4) определ ют

Oq.(19)

Определив ото (11), определ ют требуемый выступ w дл  обеспечени  предварительного нат га.

Если использовать диаграмму на фиг.З, то задача упрощаетс . Отложив по ос м X и Y значение оь и задава сь oq, определ ют а (пунктирные линии по диаграмме).

После определени  требуемого вылета седла производ т установку мембраны с требуемым нат жением по заданному давлению прорыва.

Предохранительный клапан состоит из

корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и фланцами 4 и 5, между которыми закреплена мембрана 6. Со стороны выходного канала 3 подвижно установлено контактирующее с мембраной 6 седло 7. которое размещено в устройстве регулировки его положени , выполненного в виде обоймы 8 с кольцевой расточкой 9 и резьбовыми отверсти ми 10 регулировочных

винтов 11, равномерно укрепленных на корпусе 1.

После установки мембраны 6 между фланцами 4 и 5 регулировочными винтами 11 выдвигают обойму 8 с седлом 7 на расчетный вылет w. Затем винты 11 фиксируют в таком положении, а предохранительный клапан провер ют на срабатывание мембраны . В случае отклонени  давлени  срабатывани  в ту или иную сторону

осуществл ют юстировку вылета седла 7 и повторную проверку предохранительного клапана. После достижени  требуемого давлени  срабатывани  замер ют окончательно вылет седла 7 и по этому юстированному вылету осуществл ют все последующие сборки мембран данной партии в клапане.

Claims (2)

1. Способ сборки предохранительного

клапана с мембраной свободного прорыва, включающий установку мембраны на седло. расположенное в корпусе клапана, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

надежности в работе, после установки мембраны на седло осуществл ют ее предварительное нат жение выпуклостью в сторону подачи газа до величины напр жени , устанавливаемой из услови 

Он 0в - Oq.

где он - напр жени , возникающие в мембране при предварительном нат жении:

OB - предел прочности материала мембраны;

Oq - напр жени , возникающие в мембране при воздействии прорыва.

2. Предохранительный клапан, содержащий корпус с входным и выходным каналами , закрепленную между фланцами

мембрану и контактирующее с мембраной со стороны выходного канала подвижно установленное седло с устройством регулировки его положени , отличающийс  тем, что устройство регулировки положени 

выполнено в виде соосно установленной в корпусе обоймы с внутренней кольцевой расточкой и резьбовыми отверсти ми на торцовой части, а в корпусе равномерно заU

креплены регулировочные винты, взаимодействующие с резьбовыми отверсти ми обоймы, при этом седло закреплено в указанной кольцевой расточке.

6U

fcj

Фиг-2 6S

б« - - J

25

Х кг/см-}