дыхательный клапан для резервуара

Формула изобретения

Дыхательный клапан для резервуара, включающий огнепреградитель, затвор давления, установленный в верхней части корпуса, и затворы вакуума, расположенные на боковой поверхности корпуса, отличающийся тем, что введены воздуховоды и газоход со встроенными в них дросселями круглого сечения, газоход расположен над затвором давления, а над ним установлен огнепреградитель, при этом воздуховоды снизу прикреплены к корпусу над затворами вакуума, а сверху соединены с газоходом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию резервуаров, используемых для хранения, транзита, приема и раздачи нефти, нефтепродуктов и химических жидкостей, и предназначено для регулирования давления и вакуума в резервуаре в заданных пределах.

На объектах хранения нефти и нефтепродуктов в стальных резервуарах применяются дыхательные клапаны различных конструкций для обеспечения технологических операций (слив/налив, транзит, хранение), а также противопожарной защиты (молния, искра, открытый огонь). Опыт эксплуатации таких клапанов показывает, что они в целом обеспечивают технические требования, но с учетом новых требований в области безопасности, мониторинга имеются и недостатки.

Известен дыхательный клапан, включающий установленный в нижней части его корпуса огнепреградитель, систему обогрева, расположенную на огнепреградителе, и систему теплоизоляции вокруг нижней части клапана с огнепреградителем и патрубка резервуара [патент РФ на ПМ №33631, опубл. 2003.10.27, бюл. №30, МПК F16K 17/00, F16K 49/00].

Недостатком такого клапана является сложный доступ к кассете огнепреградителя для визуального осмотра и ее технического обслуживания.

Известен дыхательный клапан, в котором огнепреградитель установлен сверху на корпусе под защитным навесом, а на боковой поверхности газоходного корпуса расположены затворы вакуума и затворы давления, включающие тарелки и седла [патент РФ на изобретение №2219407, опубл. 2003.12.20, бюл. №35, МПК F16K 17/19].

Недостаток этого клапана заключается в том, что конфигурация газоходного корпуса влияет на плавную работу тарелок давления и вакуума, что приводит к сильному износу контактных поверхностей соответствующих затворов за счет «дребезга» тарелок, что снижает безопасность и надежность работы клапана.

Известен дыхательный клапан, имеющий на боковой поверхности корпуса четыре затвора вакуума, а сверху один затвор давления для прохода в резервуар соответственно атмосферного воздуха и выхода из резервуара газовоздушной смеси [авт. св. СССР №707855, приор. 03.05.78, МКИ В65D 87/32; F16K 11/00].

Этот клапан не содержит огнепреградителя, что существенно влияет на безопасность и надежность работы клапана.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому дыхательному клапану является дыхательный клапан, характеризующийся наличием корпуса, закрепленного на соединительном патрубке с фланцем, крышки в верхней части корпуса и огнепреградителя, расположенного в нижней части между корпусом клапана и соединительным патрубком.

Под крышкой на верхней части корпуса имеется затвор давления, на боковой поверхности корпуса расположены четыре затвора вакуума, находящиеся под кожухами [патент РФ на ПО №52379, приор. 2002.04.10, МПКО 23-01].

Недостаток клапана заключается в том, что огнепреградитель расположен в нижней части корпуса и в случае «посадки» пламени происходит загорание, расплав металла, перекрытие газовых каналов и возникновение взрыва, т.е. клапан в работе недостаточно надежен и безопасен, а при повышении давления внутри резервуара через затвор давления происходит выброс газовой смеси непосредственно в атмосферу, чем наносится экологический ущерб окружающей среде.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности и безопасности работы клапана и сохранность экологической среды.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в том, что сокращается износ поверхностей тарелок и седел затворов вакуума и затвора давления за счет исключения «дребезга» тарелок, а в случае «посадки» пламени на кассету огнепреградителя защищаются детали клапана и резервуара от пожара и взрыва, улучшается качество хранимого продукта за счет замкнутости системы.

Поставленная задача решается тем, что в дыхательный клапан для резервуара, включающий огнепреградитель, затвор давления, установленный на верхней части корпуса клапана, и затворы вакуума, расположенные на боковой поверхности корпуса, причем каждый затвор включает тарелку и седло, введены воздуховоды и газоход со встроенными в них дросселями круглого сечения, газоход расположен над затвором давления, а над ним под крышкой установлен огнепреградитель, при этом воздуховоды снизу прикреплены к корпусу над затворами вакуума, а сверху они соединены с газоходом.

На фиг.1 представлена конструкция клапана;

на фиг.2 - схема движения газового потока из резервуара;

на фиг.3 - схема движения воздушного потока в резервуар;

на фиг.4 - фрагменты дросселя газохода избыточного давления;

на фиг.5 - фрагмент дросселя воздуховода.

Дыхательный клапан (фиг.1) состоит из базового корпуса 1, на котором установлены тарелка давления 2, с седлом давления 3, четыре тарелки вакуума 4 с седлами вакуума 5, четыре воздуховода 6 круглого сечения с отводами на концах для крепления к базовому корпусу 1 с одной стороны и корпусу газохода 7 с другой стороны. Корпус газохода 7 размещен над затвором давления, включающим тарелку давления 2 и седло давления 3.

На корпус газохода 7 установлена кассета огнепреградителя 8, а над ней защитная крышка 9 на 4^х стойках.

В корпусе газохода 7 и четырех воздуховодах 6 встроены дроссели круглого сечения, рассчитанные с учетом условий эксплуатации резервуара (хранимый продукт, производительность насоса при операции налива, слива, климатическая зона и др.).

Дроссель (фиг.4) газохода 7 расположен в верхней части корпуса, а дроссель (фиг.5) у четырех воздуховодов 6 расположен на фланце в нижней части, вблизи тарелки вакуума 4 и седла вакуума 5 (затвора вакуума).

В качестве дросселей могут быть использованы, например, шайбы, внутренний диаметр которых меньше диаметра газохода в верхней части его корпуса и меньше диаметра воздуховодов.

Базовый корпус 1 снизу соединен с переходным корпусом 10, который посредством фланца прикреплен к патрубку 11 стального резервуара 12.

Дыхательный клапан является автоматическим устройством, схема работы в режиме избыточного давления и вакуума указана соответственно на фиг.2 и фиг.3.

Работа дыхательного клапана осуществляется следующим образом:

При эксплуатации резервуара в технологических режимах (налив, слив, транзит и хранение) клапан, закрепленный на резервуаре, обеспечивает автоматический сброс избыточного давления в атмосферу или поступление воздуха в резервуар при вакууме (разрежении).

Для противопожарной защиты резервуара в клапан встроена кассета огнепреградителя.

Сужение на небольшом отрезке воздуховодов и газохода также может служить дросселем для входящего в клапан атмосферного воздуха и выходящего из клапана газового потока.

Эффект дросселирования используется для охлаждения и сжижения газов.

Дроссели создают местное гидродинамическое сопротивление проходящему через них газу, сопровождающееся изменением его температуры.

При выполнении технологических операций (налив, транзит и хранение продукта) в резервуаре 12 создается избыточное давление, и газовый поток выходит через клапан следующим путем: после подъема тарелки давления 2 проходит в образовавшуюся щель между тарелкой 2 и седлом давления 3, через газоход 7 с дросселем и далее через каналы кассеты огнепреградителя 8 в атмосферу.

При производстве технологических операций (слив, транзит) в резервуаре 12 образуется вакуум (разрежение), тарелки вакуума 4 автоматически открываются и атмосферный воздух в виде потока начинает движение, проходя через каналы кассеты огнепреградителя 8, далее через воздуховоды 6 с дросселем и образовавшиеся щели между тарелками вакуума 4 и седлами вакуума 5. Затем поток проходит через переходный корпус 10 и патрубок резервуара 11 и, наконец, поступает в резервуар 12.

Применение в конструкции клапана воздуховодов и газохода с круглыми дросселями, кассеты огнепреградителя, расположенной в верхней части корпуса, наряду с известными признаками обеспечивает:

- точное срабатывание тарелки давления и вакуума при технологических операциях;

- исключение загорания деталей клапана и взрыва резервуара при посадке пламени на кассету огнепреградителя;

- снятие удара («дребезга») тарелок о седло;

- уменьшение физического износа уплотнительных материалов тарелок и седел;

- улучшение условий по защите окружающей среды (несанкционированный выброс газа);

- сокращение затрат на техническое обслуживание клапана.