Клапан аварийный

Полезная модель относится к оборудованию резервуаров для хранения нефтепродуктов и предназначена для безопасного сброса внутреннего избыточного давления или вакуума, вызванного внешними факторами, отказом штатных дыхательных и предохранительных клапанов.
Клапан аварийный предотвращает разрушение резервуаров при интенсивном нагреве газового пространства от пожара на соседних резервуарах, интенсивном образовании газовоздушной пробки в момент налива продукта, а также при понижении температуры в газовом пространстве резервуара.
Из уровня техники известен предохранительный клапан для резервуаров (патент на полезную модель RU 113551 U1, опубл. 20.02.2012, МПК: F16K17/19). Предохранительный клапан для резервуаров содержит корпус с затвором давления, крышку, выполненную с возможностью ограниченного поворота относительно оси вращения, отбойник, жестко закрепленный на корпусе под наклоном к плоскости затвора на угол 60-85°С, магнитный замок, установленный на корпусе с противоположной стороны от оси вращения крышки, включающий двухполюсный магнит с нормированной коэрцитивной силой, закрепленный на пластине, которая установлена посредством полусферической опоры на основании магнитного замка, жестко закрепленном на корпусе предохранительного клапана.
Данный клапан обеспечивает сбрасывание аварийного давления, но не предохраняет резервуар от избыточного вакуума. Кроме того, конструкция клапана не обеспечивает регулировку давления и в ней отсутствует огнепреградитель.
Известен также клапан дыхательно-предохранительный (патент на изобретение RU 2514808 С2, опубл. 10.05.2014, МПК: F16K 17/19).
Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для регулирования давления и вакуума в резервуарах для хранения, транзита и раздачи нефти, нефтепродуктов и химических жидкостей.
3
Клапан дыхательно-предохранительный отличается повышенной пропускной способностью (3000 м/час), надежностью, экологичностью и уменьшением аэродинамических нагрузок.
3
3
Однако из-за расширенной функциональности клапан не обеспечивает большую пропускная способность по давлению (не менее 30000 м/ч) и вакууму (не менее 4500 м/ч). Кроме того, не исключена возможность примерзания сопрягающихся поверхностей затворов давления и вакуума в холодное время года, возможность которой возрастает с увеличением пропускной способности.
Наиболее близкое техническое решение к заявленной полезной модели раскрыто в патенте на полезную модель «Клапан аварийный» (RU 178728 U1, опубл. 18.04.2018, МПК: F16K 17/09). Клапан аварийный содержит тарелку давления с закрепленными огнепреградителем и опорами, в которых установлена крестовина и рычаг, соединенный с осью, расположенной в кронштейнах горловины; тарелку вакуума, соединенную со штоком, установленным в крестовине через втулку и имеющим резьбовое соединение с резьбовым стаканом; колпак погодный, установленный на тарелке давления на шпильках через втулки демпферные, при этом рычаг выполнен с возможностью регулирования давления срабатывания.
Недостатками данного технического решения является наличие в конструкции клапана пружины сжатия, штока и резьбового стакана для регулировки давления срабатывания по вакууму, что усложняет конструкцию клапана, а также ограниченный ход тарелки вакуума (25 мм.), не обеспечивающий максимальную пропускную способность по вакууму, кроме того совместное движение погодного колпака с тарелкой давления при открывании горловины не позволяет в полной мере защитить открытую горловину клапана от погодных воздействий и обеспечивать возможность плотного прилегания тарелки давления к горловине.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в устранении вышеуказанных недостатков за счет разработки конструкции клапана аварийного, обеспечивающего безопасный сброс внутреннего избыточного давления или вакуума, вызванного внешними и внутренними факторами, отказом штатных дыхательных и предохранительных клапанов.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении эффективности клапана аварийного за счет максимальной пропускной способности по вакууму и обеспечения постоянной защиты от атмосферных воздействий.
Техническая проблема решается, а указанный технический результат достигается тем, что клапан аварийный, содержащий тарелку давления с закрепленными огнепреградителем и опорами, тарелку вакуума, горловину, погодный колпак, также содержит рычаг тарелки вакуума с закрепленным пригрузом тарелки вакуума, соединенный с тарелкой вакуума с помощью тросика, установленного в шарнир опорный через втулку, при этом погодный колпак соединен с горловиной.
Развитием и уточнением предлагаемой полезной модели являются следующие признаки:
- рычаг тарелки вакуума выполнен с возможностью регулирования давления срабатывания по вакууму с обеспечением максимального хода тарелки вакуума с помощью изменения длины тросика;
- тарелка вакуума содержит уплотнение и соединена с горловиной с помощью хомута;
- колпак погодный соединен с горловиной при помощи шунтирующей перемычки;
- колпак погодный соединен с горловиной через кронштейны установки колпака погодного к оси, расположенной на горловине;
- колпак погодный выполнен с возможностью фиксации при помощи подвижной гильзы и тяге-ограничителю.
Полезная модель поясняется графически, где на фиг. 1 изображен разрез клапана аварийного, на фиг. 2 схема крепления колпака погодного.
На фигурах 1, 2 обозначено:
1 - горловина;
2 - тарелка давления;
3 - опоры;
4 - шарнир опорный;
5 - рычаг тарелки давления;
6 - кронштейн рычага тарелки давления;
7 - пригруз тарелки вакуума;
7.1 - пригруз тарелки давления;
8 - тарелка вакуума;
9 - рычаг тарелки вакуума;
10 - тросик;
11 - уплотнение тарелки давления;
12 - ось крепления колпака погодного;
13 - кронштейн крепления колпака погодного;
14 - колпак погодный;
15 - кронштейн установки колпака погодного;
16 - огнепреградитель;
17 - уплотнение тарелки вакуума;
18 - стойка индикатора;
19 - прижимная планка;
20 - гильза;
21- тяга-ограничитель
22 - фторопластовая втулка;
23 - хомут;
24 - шунтирующая пермычка.
Тарелка давления 2, предназначенная для выхода газовоздушной смеси из резервуара имеет уплотнение 11 и опирается на горловину 1 с крепежным фланцем (на фиг. не показан). На тарелке давления 2 расположены опоры 3, в которых установлен шарнир опорный 4. Ответной частью шарнир опорный 4 установлен в рычаг тарелки давления 5. Наличие шарнира опорного 4 позволяет тарелке давления 2 плотно прилегать к горловине 1 с крепежным фланцем. Рычаг тарелки давления 5 крепится на ось, расположенную в кронштейнах рычага тарелки давления 6.
На рычаг тарелки давления 5 с помощью винта (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан) крепится пригруз тарелки давления 7.1. Ослабляя крепежный винт пригруза тарелки давления 7.1 возможно его перемещение по пазу вдоль рычага тарелки давления 5, что позволяет регулировать давление срабатывания тарелки давления 2. Для плотного прилегания к поверхности огнепреградителя 16 закрепленного в отверстии тарелки давления 2 прижимными планками 19.
На рычаг тарелки вакуума 9 помощью винта крепится пригруз тарелки вакуума 7. Ослабляя крепежный винт пригруз тарелки вакуума7 возможно его перемещение по пазу вдоль рычага тарелки вакуума 9, что позволяет регулировать срабатывание тарелки вакуума 8.
Тарелка вакуума 8 содержит уплотнение 17 и располагается на тарелке давления 2 и крепится к тросику 10 при помощи коуша для тросика и зажима канатного с двумя болтами (на фиг. 1 и фиг. 2 не показаны). Тарелка вакуума 8 также соединяется с горловиной 1 с помощью хомута 23 для обеспечения полного прилегания к тарелки давления 2.
Тросик 10 установлен в шарнир опорный 4 через втулку 22.
Контактирующие поверхности горловин давления и вакуума выполнены из фторопласта, а тарелки вакуума 8 и давления 2 из лакоткани, что препятствует примерзанию сопрягающихся поверхностей.
Контактирующие поверхности тарелок вакуума 8, давления 2 и горловин покрыты фторопластовой пленкой, препятствующей примерзанию сопрягающихся поверхностей.
Все подвижные соединения клапана аварийного искробезопасны.
Колпак погодный 14 соединен с горловиной 1 при помощи шунтирующей перемычки 24.
Горловина 1 содержит кронштейны 15 установки колпака погодного с помощью которых крепится колпак погодный 14, полностью закрывающий клапан аварийный от воздействия климатических факторов с исключением влияния погодных воздействий (снеговая и ветровая нагрузки, обледенение) на параметры работы клапана. Колпак погодный 14 присоединяется через кронштейны установки колпака погодного 15 к оси, расположенной на горловине 1. Поднятие/опускание колпака погодного 14 осуществляется при помощи двух ручек. Фиксирование колпака погодного 14 осуществляется при помощи подвижной гильзы 20, свободно перемещающейся по тяге-ограничителю 21.
В состав клапана аварийного входят два механических индикатора срабатывания эксцентрикового типа 18. В случае срабатывания механической индикации клапана аварийного, установленного на резервуаре необходимо проверять исправность и работоспособность всех дыхательных и предохранительных клапанов, находящихся на том же резервуаре. Клапан аварийный работает следующим образом.
Клапан аварийный устанавливают на монтажный патрубок резервуара (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан). При нормальных условиях эксплуатации, тарелка давления 2 и тарелка вакуума 8 закрывают отверстие горловины 1, обеспечивая эффективное уплотнение.
Значения аварийных давлений: избыточного и вакуумного устанавливаются в зависимости от эксплуатационных характеристик резервуара при помощи пригрузов тарелки вакуума 7 и тарелки давления 7.1, расположенных на рычагах тарелки давления 5 и тарелки вакуума 9.
В случае возникновения аварийной ситуации тарелка давления 2 воспринимает увеличение давления в паровоздушном пространстве резервуара.
3
При избыточном аварийном давлении тарелка давления 2 воздействует на рычаг тарелки давления 5, который, поворачиваясь на оси в кронштейне рычага тарелки давления 6, открывает горловину 1. При этом избыточный давление сбрасывается, тем самым защищая резервуар от опасного избыточного давления. Проходное сечение горловины для сброса избыточного давления при максимальном угле открытия тарелки давления 2 обеспечивает пропускную способность по давлению не менее 30000 м/ч, что гарантированно устраняет возможность аварийной ситуации.
После снижения давления в резервуаре тарелка давления 2 автоматически закрывается под действием пригруза тарелки давления 7.1 благодаря тому, что даже при максимальном угле открытия тарелки давления 2 сила тяжести возвращает устройство в исходное положение.
В процессе слива продукта из резервуара или при понижении температуры в газовом пространстве резервуара давление в нем снижается и в резервуаре создается вакуум. При возникновении аварийного вакуума тарелка вакуума 8, через тросик 10 воздействует на рычаг тарелки вакуума 9, который открывает отверстие, выполненное в тарелке давления 2. При этом свободный ход тарелки вакуума 8 при изменении длины тросика обеспечивает максимальную пропускную способность для сброса внутреннего давления в резервуаре. При этом происходит всасывание атмосферного воздуха из пространства под погодным колпаком 14 через каналы огнепреградителя 16 в газовоздушное пространство резервуара.
Движение тарелок давления 6 и вакуума 8 при открывании горловины 1 во время сброса аварийного избыточного давления и вакуума из резервуара происходит под неподвижным погодным колпаком 14, постоянно защищающим рабочие механизмы клапана от атмосферных воздействий.