ДЫХАТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН НЕПРИМЕРЗАЮЩИЙ
ANTI-FREEZING BREATHING VALVE

Дыхательный клапан непримерзающий (далее клапан) относится к области механики в нефтехимической промышленности и предназначен для установки его на резервуарах с нефтью или нефтепродуктами для "большого дыхания" резервуара при приемо-раздаточных операциях, а также для "малых дыханий" резервуара, т.е. для регулирования давления в газовом пространстве трубы клапана в полностью заполненном резервуаре при длительном хранении нефти или нефтепродуктов.
Известна "Емкость для хранения горючей жидкости в лабораторных условиях" (RU, патент №2218990, Суслова П.А., 20.12.2003 г.) (далее "Емкость…"), имеющая устройство для предохранения емкости от разрушения при скапливании в ней газов, выделяемых горючей жидкостью (например, бензин, керосин, жидкое химическое топливо и т.п.), предствавляющее собой (Фиг.1) металлическую трубку 4, приваренную к крышке 2 емкости 1, при этом нижнее отверстие 5 трубки 4 совмещено с отверстием 3 в крышке 2 емкости, а верхнее отверстие 6 трубки 4 закрыто диском 7, приваренным к ней, в стенке в верхней части трубки 4 выполнено отверстие 8 и на трубку 4 натянута резиновая трубка 9. Газы, выделяемые хранимой жидкостью, не скапливаются в емкости, выходя через отверстие 3 крышки и далее через отверстие 8, оттягивая резиновую трубку 9. В то же время резиновая трубка 9 служит уплотнением отверстия 8, предотвращая вытекание горючей жидкости из емкости при ее опрокидывании. Из эскиза (Фиг.1, место I) видно, что газ выходит из клапана вверх.
Известен клапан типа НДКМ - непримерзающий дыхательный клапан мембранный (Бережковский М.И. Хранение и транспортирование химических продуктов. Л., 1982 г., стр.142) для "больших и малых дыханий" резервуара с нефтью и нефтепродуктами с выходом из клапана газовоздушной смеси в атмосферу через огнепреградительную кассету 2 вниз. Затвор тарельчатый и седло покрыты пленкой из фторопласта-4.
Газы тяжелее воздуха и при выходе вниз скапливаются в окрестности резервуара, могут воспламениться от прямого удара молнии, создавая пожарную опасность.
Известен "Дыхательный клапан" (SU, авторское свидетельство №707855, Колпаков Л.Г. и др., 15.04.1983 г.) для резервуаров с легкоиспаряющимися жидкостями, содержащий корпус с одним затвором в верхней части для выхода из резервуара газовоздушной смеси в атмосферу вниз из-под крышки 7. Нижняя часть корпуса выполнена в виде усеченной пирамиды с четырьмя затворами (4 отверстия) для прохода воздуха в резервуар. Тарелки затворов и седла покрыты пленкой из фторопласта.
Газы тяжелее воздуха и при выходе вниз обволакивают корпус клапана и скапливаются в окрестности резервуара, могут воспламениться от прямого удара молнии, создавая пожарную опасность для корпуса клапана и для резервуара.
Задачей заявленного изобретения является обеспечение "большого дыхания" резервуара с нефтью или нефтепродуктами при приемо-раздаточных операциях и регулирования давления ("малые дыхания") в газовом пространстве клапана при длительном хранении нефти или нефтепродуктов при неподвижном уровне хранимых нефти или нефтепродуктов в полностью заполненном резервуаре; выхода газовоздушной смеси из клапана в направлении вертикально вверх для безопасного хранения нефти или нефтепродуктов, уменьшения площади испарения хранимой жидкости и объема газового пространства резервуара для значительного сокращения потерь от испарения хранимой жидкости и сохранения ее качества.
Сущность изобретения. Предложен дыхательный клапан непримерзающий (далее клапан) с выходом газа из клапана вертикально вверх, содержащий металлическую трубу (далее труба) с пазом в верхней части стенки с натянутой на нее резиновой трубой, нижний конец которой зажат хомутом из круглого проката со сплющенными концами для болтового соединения (болт, шайба, гайка, контргайка) для того, чтобы газы не выходили вниз и не скапливались в окрестности резервуара для безопасного хранения нефти или нефтепродуктов, с фланцем, приваренным к нижнему краю трубы для присоединения клапана с помощью болтового соединения (болт, шайба, гайка и контргайка) к патрубку резервуара, заполненного полностью хранимой жидкостью, при этом уменьшилась площадь испарения, которая равна площади, ограниченной внутренним диаметром трубы, уменьшился объем газового пространства резервуара, который равен внутреннему объему трубы, а значит, значительно сократились потери от испарения хранимой жидкости, что сохранило ее качество. Внутренний диаметр резиновой трубы равен наружному диаметру трубы для увеличения долговечности уплотняющей способности резиновой трубы, выполненной из листовой резины с высокими амортизационными свойствами, со склеенными встык концами, наложенным на стык накладным резиновым листом, приклеенным к резиновой трубе для упрочнения стыкового клеевого шва.
Паз в верхней части стенки трубы выполнен с пропускной площадью, необходимой для выхода из резервуара газовоздушной смеси вертикально вверх при заполнении резервуара нефтью или нефтепродуктом, т.е. при "большом дыхании" резервуара, и для выхода излишка газа при повышении давления в газовом пространстве трубы, т.е. для регулировании давления газа "малые дыхания" в газовом пространстве трубы при длительном хранении нефти и нефтепродуктов в полностью заполненном резервуаре.
Клапан снабжен устройством для впуска воздуха в резервуар при откачке из него нефти или нефтепродуктов (в резервуаре образуется вакуум), состоящего из стальной полосы, выполненной из полосового проката, резинового уплотнения, выполненного из листовой резины с высокими эластичными свойствами по отскоку, и среднего диска, выполненного из стального листа, скрепленных между собой болтовым соединением (болт, шайба, гайки, контргайка) и одним болтом, шайбой и двумя гайками с верхним диском в середине диска, выполненного из стального листа, диаметром, равным диаметру диска, закрывающего верхнее отверстие трубы и приваренного к ней. В диске трубы выполнено отверстие для установки устройства для впуска воздуха внутри трубы, при этом верхний диск повернут на 90° для установки резинового уплотнения в положение закрывающего отверстие в диске внутри трубы, а два отверстия, выполненных в верхнем диске, совмещены с отверстием в диске трубы с наружной стороны для входа воздуха в резервуар, отгибая концы резинового уплотнения вниз. Верхний диск устройства для впуска воздуха присоединен к диску трубы болтами, пружинными шайбами и проволокой для их стопорения.
Клапан снабжен кожухом круглым для предохранения клапана от атмосферных осадков, выполненным из стального листа сварной конструкции: с фланцем круглым для присоединения кожуха с помощью болтового соединения (болт, шайба, гайка) к фланцу, приваренному к трубе; с газоотводом, установленным на крыше кожуха вертикально вверх и приваренным к ней для выхода газовоздушной смеси из резервуара в атмосферу в направлении вертикально вверх.
Все детали клапана - металлическая и резиновая трубы, диск и все детали устройства для впуска воздуха покрыты пленкой из фторопласта-4 для предотвращения примерзания деталей и охрупчивости резины в зимнее время и для контакта с жидким кислородом с отрицательной температурой (-185°С).
Сущность изобретения поясняется чертежом: Фиг.1 - эскиз известного изобретения "Емкость для хранения горючей жидкости в лабораторных условиях"; Фиг.2 - главный вид клапана, продольный разрез, показаны кожух с газоотводом, фланцы, паз в стенке трубы, резиновая труба с оттягиванием, устройство для впуска воздуха и патрубок резервуара; Фиг.3 - вид А, показаны круглый кожух с фланцем и газоотвод; Фиг.4 - сечение Г-Г, показано устройство для впуска воздуха; Фиг.5 - сечения Б-Б, 2-й вариант, показаны плоские стенки трубы и деформация резиновой трубы при выходе газовоздушной смеси и сечение В-В, показан наклон плоских стенок трубы.
Дыхательный клапан непримерзающий конструктивно состоит из трубы 4 с фланцем 13, приваренным к нижнему краю трубы 4, и с фланцем 14, приваренным к трубе 4 выше фланца 13, а в верхней части стенки трубы 4 выполнен паз 8 для "больших и малых дыханий" резервуара. На трубу 4 натянута резиновая труба 9, длина которой равна длине трубы 4 до фланца 14. К фланцу 14 присоединен кожух 16 болтовым соединением 25, 26, 27 (Фиг.3) с газоотводом 17, приваренным к крыше кожуха 16. Нижний конец резиновой трубы 9 зажат хомутом 15 болтовым соединением 22, 23, 24. К диску 7 присоединено устройство для впуска воздуха болтами 32, пружинными шайбами 33 и проволокой 34 для их стопорения, состоящее (Фиг.4) из верхнего диска 18, среднего диска 19 (Фиг.4, место I), резинового уплотнения 20 и стальной полосы 21, отверстия 22 в диске 7 и отверстий 23 (2 отверстия) в верхнем диске 18. Клапан присоединен фланцем 13 к фланцу 11 патрубка 10 резервуара 1 болтовым соединением 29, 30, 31 (Фиг.2).
й
2 вариант конструкции трубы клапана. Для гарантии "большого дыхания" резервуара труба выполнена с вырезами боковых стенок в виде трапеции на 1/3 длины трубы большим основанием в верхней части трубы, вставленными в эти вырезы плоскими боковыми стенками 35 (Фиг.5, сеч.Б-Б) из стального листа в виде трапеции под небольшим углом к оси клапана (Фиг.5, сеч.В-В), приваренными к трубе с наложением платиков 36 из стального листа на сварной шов для его упрочнения, при этом паз находится в полукруглой стенке трубы. Диск 7 трубы 4 и верхний диск 18 выполнены с лысками с двух параллельных сторон.
Дыхательный клапан непримерзающий работает постоянно следующим образом.
При заполнении резервуара 1 нефтью или нефтепродуктом газовоздушная смесь, находящаяся в резервуаре, проходит через отверстие 3 патрубка 10 резервуара 1 внутрь патрубка 10, затем через отверстие 5 патрубка 10 и отверстие 6 трубы 4 проходит внутрь этой трубы, и через паз 8 в стенке трубы 4 она давит на резиновую трубу 9, оттягивает ее, выходит из клапана и через газоотвод 17 кожуха 16 выходит в атмосферу вертикально вверх, что исключает скопление газа в окрестности резервуара. Клапан работает постоянно, но газ будет выходить из клапана только при повышении давления в газовом пространстве трубы 4, и резиновое уплотнение, обладая высокой упругостью, открывая и закрывая паз 8, выпускает газ периодически, что исключает интенсивный выход газа, а значит, снижается загазованность окружающего воздуха.
При откачке из резервуара нефти или нефтепродукта в резервуаре образуется вакуум, и под действием атмосферного давления в резервуар входит воздух через газоотвод 17 кожуха 16, затем воздух проходит через отверстия 23 (2 отверстия) в верхнем диске 18, совмещенные с отверстием 22 в диске 7 трубы 4, отгибает концы резинового уплотнения 20 вниз внутрь трубы 4 и входит в резервуар 1.
При "малых дыханиях" резервуара при повышении давления газа в газовом пространстве трубы клапана газ давит на резиновую трубу 9, оттягивает ее, выходит из клапана через паз в стенке трубы и через газоотвод 17 кожуха 16 в атмосферу вертикально вверх.