SU892089A1

SU892089A1 - Мембранное предохранительное устройство

Info

Publication number: SU892089A1
Application number: SU782672628A
Authority: SU
Inventors: Николай Егорович Ольховский; Анатолий Анатольевич Тычкин; Олег Петрович Максимов; Галина Николаевна Кокорина
Original assignee: Предприятие П/Я В-8620
Priority date: 1978-10-09
Filing date: 1978-10-09
Publication date: 1981-12-23

Description

(54) МЕМБРАННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относитс к арматуростроению .

Известно предохранительное устройство , состо щее из хлопающей куполообразной мембраны прижимных колец и неподвижного ножа с радиальными, криволинейно изогнутыми лезви ми, причем форма режуцих лезвий вл ет- с зеркальным отражением геометрической формы мембраны до начала ее срабатывани и они установлены так, что мембрана соприкасаетс со всеми лезви ми по всей их поверхности одновременно li.

Недостатком этого устройства вл етс то, что лезви , криволинейно изогнутые по форме мембраны, не могут обеспечить разрезани мембраны при малой энергии хлопка.

Известно предохранительное устройство , содержащее хлопающую предохранительную мембрану, узел креплени и двухлезвийный нож треугольной формы двустороннего действи t23.

Устройство с такой геометрией и расположением ножей не обеспечивает равномерного и полного разрезани мембраны и соответственно полного раскрыти проходного сечени сбросного канала.

Цель изобретени .- повышение эксплуатационной надежности предохранительных устройств с хлопаюс щими мембранами и расширение области их применени , особенно при малой энергии хлопка.

Указанна цель достигаетс тем, что режуща кромка выполнена с пе .fv ременной кривизной в плоскости ножа, причем угол ее пересечени с окружност ми , проход щими через линию защемлени мембраны и лежащими в плоскости лезвий равен углу f ,кромка ножа наклонена к плоскости осно15 вани мембраны под углом d , при этом на кромках ножей выполнены дополнительные зубцы, веритны которых расположены на общей сферической поверхности, опирающейс на ли20 нию защемлени мембраны и проход щей через центральный прокалывающий

зубец.

Ножи переменной кривичны и одновременного резани могут изготав25 ливатьс по щаблонам,, форму шаблонов предварительно рассчитывают по следующему алгоритму.

Последовательные осредненные по-, ложени мембраны при хлопке в плос30 кости ножа .задаютс параметрическим ;

семейством окружностей, проход щих через две фиксированные точки (точки закреплени мембраны)

,4)(H)(H)r,0, где Инг- осева и радиальные координаты цилиндрической системы координат; Н - текуща высота купола

мембраны)

... Н - начальна высота купола 1/4+ - текущий средний ради.ус

(v.W мембраны.

За единицу масштаба выбран диа .метр мембраны (точки закреплени при г 1/2).

Уравнение, задающее форму режущей кромки ножа, имеет вид

avi(,r) )- ir

в Mir - Tu j.r

где ( г) - угол резани .

Отрицательный угол резани соответствует участку ножа между зубцом и центром, если зубец расположен не по центру мембраны (нож с нес-, колькими зубцами).

Это уравнение имеет только численное решение, однако в случае Itqj-jpl 1/ Т Го (посто нный малый угол, резани дл малоподъемной (пологой) мембраны имеетс следующее приближенное решение

г

4i/4-r)vr

ro/tq;ro-S. . 1/4-г

г - координаты остри зубздесь h ца.

Угол резани f определ етс из уравнени

ца.

Н/1-i c

Ы

|где Нд- начальна высота купола

мембраны)

Ид,Гд- координаты остри зубца; Гр,р - безразмерный радиус предельного резани (степень раскрыти ) мембраны. На фиг. 1-7 приведены возможные; варианты устройства.

На фиг.1 изображено предохранительное устройство с крестообразным ножом переменной кривизны со средним глом резани .

Устройство содержит предохранительную хлопающую мембрану 1, кольца дл защемлени мембран 2 и 3(нижнее и верхнее), радиальный нож 4 с режущими кромками 5 и одним центральным зубцом 6.

Устройство работает следуюишм образом.

При опасном повышении давлени в защищаемом аппарате мембрана 1 тер ет устойчивость и выворачиваетс (хлопает), стрем сь зан ть положение , вл ющеес зеркальным отрах ением начальной формы мембраны. Осредненные по реализаци м последовательные положени мембраны при хлопке указаны на чертеже пунктиром . В процессе прохлопывани центральна часть мембраны встречаетс зубцом б, прокалываетс и начинает резатьс лезви ми 5 ножей 4, начина от .центра (от зубца; ПО(, направлению к периферии.

На фиг.2 приведено устройство ,с уменьшающимс к периферии углом резани , обеспечивающим более пол-ное разрезание мембраны. Угол резани в центре мембраны - 40°на краевом участке он падает до 2°. , Более эффективный путь обеспечеiHHH полного разрезани мембраны при низкой энергии хлопка заключаетс в увеличении угла резани благодар нескольким зубцам, расположенным напротив центрального участка мембрны .

На фиг.З изображено устройство с ножами посто нного угла резани и с .односторонней заточкой лезвий. Исполнение ножей разборное. Дл обепечени нормального разрезани мембраны при низкой ЭН12РГИИ хлопка лезвие , примыкающее к ножу с центральным зубцом с незаточенной стороны, имеет дополнительный зубец (устройсво с двум зубцами).

На фиг. 4 представлено и.сполнение устройства с посто нным углом резани , равным ЗО , с двум зубцами на центральном участке каждого радиального ножа (на чертеже приведен вариант с двум перпендикул рными ножами, но возможно и большее количество ножей, пересекающихс в центре ) . Здесь разрезание начинаетс на зубцах I а заканчиваетс на периферии в центре мембраны.

Устройство, изображенное на фиг. имеет еще одно важное преимущество удобство разборного исполнени ножевого узла, что обеспечивает возможность , его переточки при замене или ревизии мембран и, тем самым, продлени срока службы всего устройства Если ножи имеют зубец в точке пересечени лезвий, изготовить их разборными представл етс возможным только в случае, если зубец выполнен на одном из ножей, а лезвие второго, перпендикул рного, не проходит BHUje зубца (при односторонней заточке лезвий возможно вывести лезвие с незаточенной стороны но жа с зубцом непосредственно в зубец ) . Следствием этого будет затрудненное разрезание мембраны приподн тым лезвием. Кроме того, ножи с несколькими (например двум ) зубцами на каждом лезвии обеспечивают более полное разрезание мембран при большом пос то нном угле резани . На фиг.5 изображено устройство с большим посто нным углом резани (/040). Работает устройство аналогично устройству на фиг.1. Увеличение угла резани обеспечива ет раскрытие мембраны при меньших энерги х хлопка, однако в этом слу чае при посто нном угле резани уменьшаетс полнота раскрыти мембраны . Уменьшение угла резани к периферии обеспечивает более полное раскрытие, но только при достаточной энергии хлопка. Увеличить раскрытие мембраны пр низких энерги х хлопка можно, применив ножи с несколькими зубцами на центральном .участке ножей (фиг. Здесь нож с тем же углом резани , что и на фиг.5, но с четырьм зубцами на каждом лезвии, обеспечивае практически полное раскрытие мембраны при минимальной энергии хлопка . Режуща кромка между зубцами н центральном участке может быть при лиженно заменена пр молинейной режущей кромкой. На фиг.7 в аксонометрии изображе ножевой узел в разборном исполнени Устройство имеет три зубца в центр ной части ножей. Заточка ножей односторонн . Все приведенные исполнени устройства обеспечивают надежное разрезание мембраны при низкой энерги хлопка, а также при потере устойчивости мембраны без резко выражен ного хлопка, когда рабочей средой в защищаемой системе вл етс -жидкость и мембрана после потери усто чивости ложитс на ножи в квазиста тическом режиме. Фop Iyлa изобретени 1. Мембранное предохранительное устройство, содержащее хлопающую куполообразную мембрану, верхнее нижнее зажимные кольца и-неподвижн крестообразный нож с радиальными лезви ми и центральным-прокалывающим зубцом, отличающеес тем, что, с целью повышени эксплуатационной надежности и расширени области применени , особенно при малых перепадах давлени , режуща кромка выполнена с переменной кривизной , в , плоскости ножа, причем угол ее. пересечени с окружност ми, проход щими через линию защемлени мембраны и лежащими в плоскости лезвий равен углу резани у, который определ етс из соотношени bfli::. ,j Иа-1„р ifi+po HQ- начальна высота купола мембраны; Гл- координаты остри зубца безразмерный радиус предельного разрезани (степень раскрыти ) мембраны. 2.Устройство по П.1, отличающеес тем, что дл обеспечени оптимального угла резани , кромка ножа наклонена к плоскости основани мембраны под углом ei , удовлетвор ющим уравнению Чy(f.)-a - 4 -rl4aic5rr. . где h и г - осева и радиальна координаты цилиндрической системы координат; угол резани . 3,Устройство по ПП.1 и 2, о т ли чающе е с тем, что на кромках ножей выполнены дополнительные зубцы, вершины которых расположены на общей сферической поверхности , опирак цейс на линию защемлени мембраны и проход щей через центрсшьный прокалывающий зубец. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 434212, кл. F 16 К17/40, опублик. 1971. 2.Патент США 3294277-, КЛ. 220-89, опублик.1966.

Claims

Формула изобретения 45

1. Мембранное предохранительное устройство, содержащее хлопающую куполообразную мембрану, верхнее и нижнее зажимные кольца и неподвижный 50 крестообразный нож с радиальными лезвиями и центральным^- прокалывающим зубцом, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и расширения· области применения, особенно при малых перепадах давления, режущая кромка выполнена с переменной кривизной, в плоскости ножа, причем угол ее. пересечения с окружностями, проходящими через линию защемления мембраны и лежащими в плоскости лезвий равен углу резания у, который определяется из соотношения _Ч_ 110 ϊ/4-U* 1/4-Го

Iw-lnp <+r₀ где Н_о- начальная высота купола мембраны;

h₀,г₀- координаты острия зубца; г_Лр- безразмерный радиус предельного разрезания (степень раскрытия) мембраны.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения оптимального угла резания, кромка ножа наклонена к плоскости основания мембраны под углом <£ , удовлетворяющим уравнению

-^Г где h и г - осевая и радиальная координаты цилиндрической системы координат; 7* - угол резания.
3. Устройство по пп.1 и 2, о т ли чающе е ся тем, что на кромках ножей выполнены дополнительные зубцы, вершины которых расположены на общей сферической поверхности, опирающейся на линию защемления мембраны и проходящей через центральный прокалывающий зубец.