Определение объема каплевидной оболочки
Каплевидная оболочка, опирающаяся на основание плоским днищем, при действии основной расчетной нагрузки будет находиться в равновесии, потому что уравнение (3.82) поверхности оболочки является в то же время условием равновесия всех ее малых элементов. Рассмотрим равновесие на плоской части оболочки с учетом соотношения действующих на нее сил (рис. 3.27).
Рис. 3.27. Эпюра нагрузки оболочки каплевидного резервуара
Если принять объемный вес продукта за единицу, то сила давления на часть оболочки, расположенную выше экватора, численно равна объему эпюры давления аbb'а' и направлена вверх. Центральная ордината этой эпюры равна давлению в газовом пространстве hи. Сила давления на подэкваториальную неплоскую часть оболочки численно равна объему, описанному вращением площади аbkl. Оба рассмотренных объема имеют общую часть в виде кольцевого объема с сечением аbkm, поэтому можно считать, что на плоскую часть оболочки вверх действует сила А, численно равная объему mkk'm', вниз—сила В, равная кольцевому объему сечением aml. В кольцевом сечении, разделяющем неплоскую часть оболочки и днище, действует сила растяжения Т, постоянная для всей оболочки (из условия равнопрочности). Проектирована всех сил, приложенных к неплоской части оболочки, на вертикальную ось приводит к выводу, что сила давления А, действующая вверх, должна быть равна силе В, действующей вниз (так как проекция силы Т равна нулю). Следовательно, объем mkk'm' равен кольцевому объему с сечением aml, т. е.
V mkk'm' == Vaml .
Объем оболочки можно представить как сумму объемов
Подставив в последнее равенство значение Vaml == V mkk'm' , получим
или
(3.83)
где hи— величина избыточного давления в м; r — радиус основания оболочки в м.
Дыхательный клапан для резервуаров высокого давления
Дыхательный клапан резервуаров высокого давления представляет собой более сложную конструкцию, чем клапаны типов КД и НДКМ.
На рис. 3.28 представлена одна из новых конструкций клапана высокого давления ДКМ-150. Клапан мембранный с управляющим устройством командоаппаратом. Работает клапан следующим образом. Давление из газового пространства резервуара передается через командоаппарат в камеру над мембраной. Когда давление в резервуаре достигнет расчетной величины, на которую отрегулирован командоаппарат, мембрана с шариком перемещается вверх. В результате этого надмембранная камера сообщается с атмосферой, избыточное давление в ней падает, после этого тарелка под давлением, действующим снизу, открывается, сообщая газовое пространство резервуара с атмосферой. Давление срабатывания клапана определяется предварительным натяжением пружины командоаппарата, что позволяет осуществлять регулировку в пределах (0,01—0,007) МПа.
Рис. 3.28. Клапан ДКМ-150 для резервуаров высокого давления.
1 — мембрана; 2 — крышка; 3 — тарелка; 4 — корпус; 5 — присоединительный патрубок; 6 — седло клапана; 7 — защитный кожух; 8 — патрубок; 9 — огневой предохранитель; 10 — седла; 11 — командоаппараты; 12 — шток; 13 — пружина; 14 — корпус командоаппарата; 15 — шарик; 16 — соединяющая трубка.
При работе на вакуум шарик командоаппарата находится в нижнем положении. В надмембранной камере устанавливается вакуум, равный разрежению в газовом пространстве резервуара. При достижении расчетного значения вакуума вес узла тарелки уравновешивается усилием от атмосферного давления на нижнюю поверхность мембраны, и тарелка перемещается вверх, соединяя газовое пространство резервуара с атмосферой. Таким образом, вакуум срабатывания определяется весом тарелки клапана.