При конструировании лабораторной установки, предназначенной для исследования процессов флегматизации, в целях максимального приближения условий эксперимента к реальным, экспериментальный резервуар целесообразно оборудовать устройством поддержания постоянного давления, работающим аналогично дыхательному клапану цистерны топливозаправщика, показанному на рис. 1.

При наполнении цистерны топливом, образующееся в полости избыточное давление воздуха (паров) воздействует снизу на выпускной клапан (3). Клапан остается герметичным до тех пор, пока сила давления не превысит сопротивление пружины (5), после чего клапан приподнимается и сообщает полость цистерны с атмосферой [1].

При раздаче топлива в цистерне образуется вакуум. Атмосферное давление, воздействуя на выпускной клапан (12), перемещает его вниз, открывая доступ атмосферному воздуху в полость цистерны. Оба клапана отрегулированы гайками (8) и (10) так, чтобы перепад давления между полостью цистерны и атмосферой не превышал 0,06-0,08 кгс/см². Работа дыхательного клапана обеспечивает подачу в цистерну атмосферного воздуха при создании в ней разряжения и, таким образом, влияет на изменение концентрации кислорода в надтопливном пространстве цистерны.

Рис. 1. Клапан дыхательный цистерны топливозаправщика

1 – седло клапана; 2 – клапан впускной; 3 – шток; 4 – фильтроэлемент; 5 – пружина; 6 – болт; 7 – стакан; 8 – гайка; 9 – крышка стакана; 10 – гайка регулировочная; 11 – пружина; 12 – клапан впускной.

Дыхательный клапан работает следующим образом:

Устройство поддержания постоянного давления состоит из двух наполненных водой до определенного уровня вертикальных стеклянных колб с нанесенными на боковую поверхность шкалами (рис. 2). Колбы герметично соединены с полостью резервуара, как показано на рисунке, и сообщаются с атмосферой.

Рис. 2. Устройство поддержания постоянного давления.

1 – впускной клапан гидравлического действия; 2 – выпускной клапан гидравлического действия.

Устройство позволяет поддерживать рабочее давление Р_раб в надтопливном пространстве резервуара в процессе проведения лабораторных исследований в пределах, определяемых неравенством (1):

,     (1)

где  h₁ – высота водяного столба впускного клапана (1);  h₂ – высота водяного столба выпускного клапана (2).

При повышении давления Р_раб >Р_атм в процессе интенсивной продувки резервуара инертным газом высота h₂ водяного столба патрубка, соединяющего выпускной клапан с надтопливным пространством резервуара, начинает уменьшаться. Как только Р_раб достигнет значения (Р_атм + ρgh₂), паровоздушная смесь начнет выбрасываться через выпускной клапан в атмосферу. При этом высота водяного столба патрубка, соединяющего впускной клапан с атмосферой, повысится до уровня  (h₁+ h₂) (рис. 3).

Рис. 3. Работа устройства поддержания постоянного давления при повышении давления в емкости экспериментального резервуара.

При отборе проб на газовый анализ в процессе лабораторных исследований возможно создание разряжения в емкости резервуара. При этом высота h₁ водяного столба патрубка, соединяющего впускной клапан с атмосферой, начинает уменьшаться. Как только Р_раб достигнет значения (Р_атм – ρgh₁), атмосферный воздух начнет поступать через впускной клапан в резервуар. При этом высота водяного столба патрубка, соединяющего выпускной клапан с резервуаром, повысится до уровня  (h₂  + h₁) (рис. 4).

Рис. 4. Работа устройства поддержания постоянного давления при понижении давления в емкости экспериментального резервуара.

Работа описанного устройства основана на законах гидравлики. Погрешность устройства определяется допустимой погрешностью нанесенных на колбы шкал [2].

1. Флегматизация свободного пространства горизонтального резервуара для хранения и транспортирования нефтепродуктов / М. Е. Гришаев // Совершенствование наземного обеспечения авиации и современные аспекты РЭБ в тренажерах и тренажных системах: Сб. материалов 5 всероссийской научно-практ. конф. – Воронеж: ВВВАИУ, 2006. – С. 35-37.
2. Обеспечение взрывобезопасности топливозаправщиков  / М. Е. Гришаев, Е. Г. Спиридонов // Соврем. методы подгот. специал. и совершенств. систем наземн. обеспеч. авиации: Матер. межвуз. научно-практ. конф. – Воронеж: ВВВАИУ, 2005. – Ч. 2. – С. 299-303.

Все статьи автора «Дзюбенко Олег Леонидович»