Odľahčovacie membrány

Odľahčovacie membrány

Odľahčovacie membrány môžu byť rôznej konštrukcie. Najjednoduchšie sú trhacie, alebo praskajúce membrány. Sú to v podstate fólie z rôznych  materiálov upevnené v prírube.

Obr. 6.7. a Tržná membrána

Obr. 6.7  b  Tržná membrána vypuklá votknutá medzi upevňovacie krúžky v plochej prírube

1  - membrána,    2  -  upevňovacie krúžky      3 a 4  - príruby

Statický reakčný tlak membrány sa môže vypočítať podľa vzťahu.

Kde: 

 p_stat           statický reakčný tlak v bar (v Pa)

 s               hrúbka membrány v m

s_pt             medza pevnosti materiálu membrány N.mm^-2

D               priemer odľahčovacej plochy v m      

k               materiálová konštanta v bar.m ,   pozri  tab. 6.2

Obr. 6.7.  c  Tržná membrána plochá votknutá medzi upevňovacie krúžkyv zámkovej prírube:

  1   - membrána      2   - upevňovacie krúžky               3 a 4    príruby

Tab. 6.2  Materiálové konštanty rôznych materiálov

Výhodou tržných membrán je predovšetkým ich jednoduchosť, nízka cena, malá hmotnosť a dobrá tesnosť pri bežnej prevádzke. Medzi nevýhody fóliových membrán patrí pomerne vysoká hodnota statického reakčného tlaku a obtiažne dodržanie presnej menovitej hodnoty tohto tlaku. Naviac pri prevádzke sa kolísaním tlaku membrána unaví a je potrebné ju po určitej dobe vymeniť. Reakčný tlak závisí na polomere hrán uchytených v prírube, na homogenite fólie, na tuhosti uchytenia atď.

Membrány z tuhých (krehkých) materiálov (klingerit, plexisklo) lepšie znášajú kolísanie prevádzkového tlaku.

Znížiť hodnotu reakčného tlaku pružnej fóliovej membrány je možné usporiadaním, keď proti vypuklej membráne je umiestnený hrot, ktorý membránu prepichne.

Obr. 6.8 Membrána s hrotom

Presnejšie a nižšie hodnoty reakčných tlakov umožňujú strižné membrány.

Obr. 6.9 Strižná membrána

Strižná membrána je vystužená dvoma opornými tuhými plechmi, ktoré tvoria horný a dolný kryt. Plechy sú po obvode znitované. Tlak výbuchu pôsobí na vystužené plechy ako piest a posúva plechy v smere osi. Membrána je tak medzi hranami vystuženého plechu a príruby namáhaná strihom. I keď  má membrána oporný doraz tak, aby podtlak membránu nenamáhal tiež pri týchto strižných membrán kolísaní prevádzkového tlaku dochádza k únave materiálu membrány a membránu je nutné po určitej dobe vymeniť. Membrána naviac vyžaduje spoľahlivé upevnenie oporných plechov, aby nemohli byť výbuchom vymrštené a neohrozovali okolie.

Obidve tieto nevýhody odstraňujú membrány so strižným elementom.

Obr. 6.10  Trojdielna membrána so strižným elementom

Membrána zo strižným elementom je zhotovená z dvoch plechov z antikoróznej ocele nastrihnutých tak, aby sa pri výbuchu dali „otvárať“ (ako dvierka). Pritom hmota plechov musí pri výbuchu „zostať visieť“ na nenastrihnutej časti, takže nemôže ohroziť okolie. Pozri

obr. 6.11. Medzi plechmi je tenká teflónová tesniaca fólia. Presná hodnota reakčného tlaku je daná pevnosťou strižných elementov, ktoré držia plechy v „zatvorenej“ polohe.

Obr. 6.11 Membrány so strižným elementom kruhového a obdĺžníkového prierezu po „výbuchu“.

Nevýhodou všetkých vyššie uvedených membrán je veľmi pracná výmena pretože je nutné vyskrutkovať (a spravidla aj vymeniť) všetky obvodové skrutky na prírubách, ktoré sú často predovšetkým v agresívnych prostrediach skorodované.

Túto i všetky hore menované nevýhody odstraňuje membrána s centrálnym poistným článkom zobrazenom na obr. 6.12.

Membránu tvorí tuhý oceľový výlisok (obr. 6.12) ukotvený k prírube pružnými oceľovými pásmi (obr. 6.12) navrhnutými tak, aby pri výbuchu spoľahlivo zabránili odleteniu membrány  obr. 6.13.

Medzi prírubou a membránou je tesnenie. V strede membrány je poistný  článok (obr. 6.12) uchytený na priečniku, ktorý dotláča membránu k prírube a ktorý ju uvoľní pri presne nastavenom otváracom tlaku – reakčnom tlaku. Membrána obyčajne vydrží i niekoľko výbuchov, takže po výbuchu stačí vymeniť poistný článok (skrutku).

Obr. 6.12 Membrána (poistné zariadenie) s centrálnym poistným článkom