Принцип действия дыхательного клапана типа кдс

Штампосварной корпус клапана КДС-1500 выполнен в виде четырехугольного бункера, на боковых поверхностях которого выкатаны седла для вакуумных затворов. Затвор вакуума состоит из тарелки вакуума, прикрывающей седло вакуума в корпусе, и кронштейна с фторопластовым хлястиком, которые крепятся к корпусу и ограничивают смещение тарелки относительно седла.

Герметичное соединение «затвор – седло» предотвращает поступление воздуха в резервуар. Горловина клапана КДС-1500 заканчивается седлом, на котором устанавливается тарелка давления, а на верхней части корпуса КДС-1500 раскатаны два седла давления, предназначенные для выхода паровоздушной смеси из резервуара. Контактирующие поверхности тарелок и седел покрыты фторопластовой пленкой, препятствующей примерзанию сопрягающихся поверхностей. Клапаны КДС-1500 устанавливаются на резервуар крепежным фланцем или переходником. На крепежный фланец (переходник) устанавливается кассета огневого предохранителя.

Для защиты от прямого воздействия атмосферных осадков и ветра клапан КДС-1500 имеет крышку и четыре воздуховода для вакуумных затворов. При «вдохе» резервуара в полости создается вакуум, равный вакууму в газовом пространстве резервуара. При достижении расчетного значения вакуума (вакуума срабатывания) в полости клапана КДС-1500 тарелки вакуумных затворов открываются, сообщая газовое пространство резервуара с атмосферой, обеспечивая пропуск воздуха в резервуар.

При снижении вакуума ниже расчетного значения затвор закрывается и резервуар герметизируется. При «выдохе» резервуара в полости корпуса клапана КДС возникает избыточное давление, равное давлению в газовом пространстве резервуара. Это давление прижимает тарелки вакуумных затворов к седлам и действует на тарелку затвора давления, стремясь поднять ее. При превышении избыточного давления в корпусе клапана КДС-1500 величины давления срабатывания, тарелка давления открывается и происходит выпуск газа из резервуара в атмосферу. После снижения избыточного давления ниже расчетного значения тарелка возвращается в исходное положение (затвор закрывается).

Расчет пропускной способности дыхательных клапанов

Максимальный расход газов через дыхательный клапан в процессе «выдоха» находят из выражения

(5.1)

где – наибольшее поступление жидкости в резервуар, м³/ч;

– увеличение объема газа в резервуаре за счет нагрева поверхности резервуара, м³/ч;

– увеличение объема газа в резервуаре при поступлении более теплого нефтепродукта, м³/ч;

(5.2)

где – коэффициент объемного расширения газа;

– скорость нагрева газового пространства (принимается равной 0,0013 К/с);

– максимальный объем газового пространства (принимается равным объему резервуара), м³;

, (5.3)

где Е – опытный коэффициент, зависящий от разности температур ( Т) закачиваемого нефтепродукта и газового пространства резервуара (табл. 5.2);

D – диаметр резервуара, м.

Таблица 5.2

ΔТ	5	10	15	20	30	40	50
Е, м/ч	0,074	0,089	0,31	0,47	0,81	1,18	1,62

При работе резервуара на вакуум расход поступающего через клапан воздуха при «вдохе»

(5.4)

где – расход жидкости из резервуара, м³/ч;

– уменьшение объема газа в связи с охлаждением, м³/ч.

(5.5)

где – скорость охлаждения газового пространства (при дожде и ливне принимается равной 8∙10^-3 К/с).

Для упрощения расчетов дыхательных клапанов можно использовать следующие формулы [18]. Суммарная пропускная способность для дыхательного клапана в процессе «выдоха» определяется выражением

, (5.6)

где – расход закачиваемого нефтепродукта, м³/ ч;

час^-1 – поправка на изменение объема паров нефтепродукта в резервуаре от повышения температуры окружающего воздуха;

V_Р – геометрический объем резервуара, м³.

При откачке нефтепродукта из резервуара или снижении температуры окружающего воздуха давление в резервуаре становится меньше атмосферного и резервуар сжимается. Для устранения этого отрицательного явления в дыхательных клапанах устанавливают клапан, который открывается при разрежении, например, 200 Па. Это явление называют «вдохом». При возникновении разрежения в резервуаре клапан открывается и должен обеспечить поступление необходимого атмосферного воздуха, м³/ч.

Суммарную пропускную способность клапана вакуумметрического давления находят из выражения

(5.7)

где Q_ОТ – расход откачиваемого нефтепродукта, м³/ч;

k₂ = 0, 22 час^-1 – поправка на изменение объема паров нефтепродукта в резервуаре от понижения температуры окружающего воздуха.

Окончательный расчет дыхательного клапана завершается определением его проходного сечения F по формуле

, (5.8)

где – допустимая скорость паров нефтепродукта или воздуха при «выдохе» или «вдохе» резервуара (1–2 м/с).

Определив площадь проходного сечения, находим его характерный диаметр из выражения

. (5.9)

В табл. 5.3 приведены характеристики дыхательных клапанов, применяемых в резервуарах. Давление открытия прямого дыхательного клапана, работающего на «выдох», составляет, например, 2000 Па, обратного, работающего на «вдох», – 200 Па [53].

Основной характеристикой дыхательного клапана является внутренний диаметр, определяющий его проходное сечение, необходимое для прохождения заданного количества паров нефтепродукта при рабочих параметрах эксплуатации (давление, температура, скорость).

Таблица 5.3