Практическая работа № 8

РАСЧЁТ ДЫХАТЕЛЬНОГО КЛАПАНА ДЛЯ «ВДОХА» И «ВЫДОХА» РЕЗЕРВУАРА

При необходимости на резервуар устанавливают несколько дыхательных клапанов и предохранительные клапаны, давление открытия которых на 10% выше дыхательных.

Резервуары типа РВС (резервуары вертикальные стальные) сооружаются объёмом от 100 до 100 000 м3. Объём резервуаров может

57

быть 100, 200, 300, 400, 700, 1000, 2000, 3000, 5000, 10 000, 15 000, 20 000, 30 000, 40 000, 50 000, 100 000 м3.

Непримерзающий дыхательный клапан мембранного типа НДКМ (рис. 8.1) [10] содержит соединительный патрубок 1 с седлом 2, тарелку 3 с нижней мембраной 4, зажатой между фланцами нижней 5 и верхней 6 частей корпуса, верхнюю мембрану 8 с дисками 9 и регулировочными грузами 10. Мембрана 8 закреплена в крышке 11, в которой имеются отверстия для сообщения камер под крышкой с атмосферой при помощи трубки 12. Диски 9 и тарелки 3 соединены це-

1 – соединительный патрубок; 2 – седло; 3 – тарелка; 4 – мембрана; 5 – нижняя часть корпуса; 6 – верхняя часть корпуса; 7 – боковой люк; 8 – верхняя мембрана; 9 – диски; 10 – регулировочные грузы;

11 – крышка; 12 – трубка; 13 – амортизирующая пружина; 14 – цепочки для соединения дисков; 15 – импульсная трубка; 16 – огневой предохранитель в виде сетки

58

Мембрану изготавливают из бензостойкой прорезиненной ткани. Площадь нижней мембраны 4 меньше верхней 8 на величину площади отверстия импульсной трубки 15. Отсутствие примерзаемости тарелки к седлу обеспечивается покрытием соприкасающихся поверхностей фторопластовой плёнкой. Дыхательные клапаны устанавливают на резервуарах большой ёмкостью.

СКлапан работает следующим образом. При создании в резервуаре и в межмембранной камере разрежения 200 Па, соответствующего пределу срабатыван я клапана, тарелка 3 поднимается и в газовое пространство поступает атмосферный воздух. При достижении избыточного давления в резервуареи2000 Па с ла давления на верхнюю мембрану станет выше, чем на н жнюю мембрану. Если разность сил превышает вес тарелки 3 д ска 9 с грузом 10, то верхняя мембрана, прогибаясь вверх, увлечет за собой тарелку 3, открывая путь газовой смеси в атмосферу.

1.ДыхательныйбАклапан типа НДКМ – 350 имеет диаметр входного сечения (диаметр присоединительного патрубка) 350 мм (35 см), внутренний диаметр импульсной тру ки 200 мм, наружный диаметр мембраны 4 и 8 равен 700 мм.

2.Избыточное давление в резервуареД, при котором поднимается тарелка 3 и резервуар сообщается с атмосферой, равно 0,02 МПа. Регулировочная масса груза 10 и масса тарелки влияют на величину открытия клапана при избыточном давлении. При давлении более 0,02 МПа на верхней мембране 8 создается усилие, которое больше усилия от груза 10,

имембрана 8 поднимается вверх и при помощиИцепей 14 поднимает тарелку 3 определенной массы, сообщая резервуар с атмосферой.

3.Когда вакуумметрическое давление (недостаток давления до атмосферного) достигнет величины 0,002 МПа, резервуар начнет сжиматься. Чтобы не было опасной величины сжатия резервуара, клапан должен открыться (тарелка 3 должна подняться вверх). При достижении расчетного значения вакуумметрического давления вес узла тарелки 3 (например, масса тарелки 3 равна 5,3 кг, или 52 Н) будет уравновешен усилием от действия атмосферного давления на поверхность мембраны 4.

Проанализируем работу дыхательного клапана НДКМ – 350, конструкция которого позволяет работать на «вдох» и «выдох». Характерный диаметр клапана (диаметр входного отверстия) 350 мм, пропускная спо-

59

собность 300 м3/ч. Он имеет две мембраны одинакового диаметра, но с различной активной площадью. На рис. 8.1 показан клапан НДКМ – 350, который устанавливается на резервуарах повышенной ёмкости.

Внутренний диаметр импульсной трубки принимаем 200 мм (Ф1). На-

быточном давлении или «выдохе» и 200 Н/м2 – перепад давления открытия клапана при разрежении или «вдохе» (принимаем в качестве расчетных данных).

Следует напомнить, что гидростатическое давление всегда перпендикулярно к мембране (площадке), на которую оно действует, и не зависит от угла наклона мембраны (формы)Д.

При откачке нефтепродукта в резервуаре возникает давление меньше атмосферного, что может привести к его деформации. Когда вакуумметрическое давление достигнет 200 Н/м2, клапан должен от-

крыться и впустить в резервуар атмосферный воздух.

Атмосферное давление действует через огневой предохранитель 16 на

мембрану 4.

4. Площадь мембраны 4 (кольцевая наружная поверхность) со стороны атмосферного воздуха равна

где DС – наружный диаметр седла 2, на который происходит посадка тарелки 3.

5. Определим силу, поднимающую тарелку 3 (запорный орган),

60

62