Взрывозащитное устройство кочетова с индикатором безопасности на разрывном элементе



Взрывозащитное устройство кочетова с индикатором безопасности на разрывном элементе
Взрывозащитное устройство кочетова с индикатором безопасности на разрывном элементе

 


Владельцы патента RU 2544901:

Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитное устройство содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником. Узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана. Разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана. Концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них. На проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем. Выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации. Изобретение направлено на повышение надежности и эффективности защиты технологического оборудования от взрывов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования.

Известен взрывной клапан (Кочетов О.С. Методика расчета требуемой площади сбросного отверстия взрывозащитного устройства. Журнал «Пожаровзрывобезопасность», №6, 2009, стр.41-47) (рис.4 на стр.45), состоящий из корпуса, футерованного грузового затвора, подвижно соединенного с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, в виде цепей, и перекрывающего отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана из алюминиевой фольги или из полимерного материала, которая прижимается к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом разрывного элемента (проволоки), который крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней части корпуса клапана.

Недостатком известного устройства является то, что мембрана используется для герметизации клапана, т.е. она является практически полностью разгруженной, и на давление срабатывания клапана существенного влияния не оказывает.

Известен предохранительный клапан (Кочетов О.С. Расчет взрывозащитных устройств. Журнал «Безопасность труда в промышленности», №4, 2010, стр.43-49) (рис.2 на стр.44), состоящий из корпуса, на котором расположен футерованный огнеупорным материалом грузовой затвор, в виде насыпного слоя щебня, гравия или песка, и перекрывающей отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпуса размещены теплоизоляционный элемент из минеральной ваты, или асбестовой крошки, или термостойкого пористого материала, а также герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с разрывным элементом (проволоки) предохранительного устройства, которое крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана.

Недостаток известного устройства - мембрана является практически полностью разгруженной и не влияет на давление срабатывания клапана.

Известен взрывозащитный клапан для технологического оборудования (Патент РФ на изобретение №2442052, опубл. 10.02.2012), состоящий из корпуса, футерованного грузового затвора, подвижно соединенного с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, в виде цепей, теплоизоляционного элемента и герметизирующей мембраны. К корпусу клапана крепится предохранительное устройство, которое закреплено своей верхней частью на шарнирном рычаге, а нижней - на верхней цилиндрической части корпуса, имеющее разрывной элемент в виде проволоки.

Недостатком известного устройства является то, что мембрана используется для герметизации клапана, т.е. она является практически полностью разгруженной, и на давление срабатывания клапана существенного влияния не оказывает, а установка дополнительного предохранительного устройства усложняет конструкцию, делая ее менее надежной.

Известен взрывозащитный клапан для технологического оборудования (RU №2495313 C1, опубл. 10.10.2013), состоящий из корпуса, футерованного грузового затвора, который подвижно соединен с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, в виде демпфирующих ремней.

Недостатком известного устройства является то, что мембрана используется для герметизации клапана, т.е. она является практически полностью разгруженной, и на давление срабатывания клапана существенного влияния не оказывает, а установка дополнительного предохранительного устройства усложняет конструкцию, делая ее менее надежной.

Известно взрывозащитное устройство по RU №130657 U1, кл.F16K 17/40,17/16,17/12 обубл.27.07.2013, содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей, например в виде цепей, один конец которых шарнирно соединен с корпусом клапана, а другой - шарнирно соединен с грузовым затвором, при этом корпус клапана выполнен в виде нижней цилиндрической, средней конической и верхней цилиндрической частей, причем в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен узел крепления разрывной мембраны.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность из-за того, что гибкие связи, выполненные в виде цепей, работают рывками, с ударами, т.е. создают дополнительные динамические нагрузки на устройство в целом, что может привести к их поломке.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является взрывозащитное устройство по патенту РФ №2489628, кл. F16K 17/40,17/14, обубл. 10.08.2013 (прототип), содержащее корпус клапана, затвор, теплоизолирующий и разрывной элементы.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания предохранительного устройства.

Технический результат - повышение надежности и эффективности защиты технологического оборудования от взрывов.

Это достигается тем, что в взрывозащитном устройстве с индикатором безопасности на разрывном элементе, содержащем корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: c=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе, на проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации.

На фиг.1 изображен общий вид взрывозащитного устройства с креплением разрывного элемента, на фиг.2 - схема индикатора безопасности на разрывном элементе.

Взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе устанавливается на корпус 1 (фиг.1) защищаемого объекта и содержит футерованный грузовой затвор, выполненный в виде двух слоев: слоя футеровки 10, перекрывающей отверстие диаметром Dy в корпусе 1 защищаемого объекта, и насыпного грузового слоя 2 в виде щебня, гравия или песка. Корпус клапана 3 выполнен в виде нижней конической и верхней цилиндрической части, в которой размещен теплоизоляционный элемент 4 и герметизирующая мембрана 5, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки 6, шарнирно соединенной с рычагом 8, взаимодействующим с отбойником 7.

Узел 9 крепления разрывного элемента (фиг.2) в виде проволоки закреплен своей верхней частью на рычаге 8, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса 3 клапана. Узел крепления разрывного элемента состоит из проволоки 16, стопорного болта 11, вилки 12, рычага 13 крышки клапана, гайки 14 и двух барабанов 15, расположенных соответственно в вилке 12 рычага 13 крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса 3 клапана. Концы проволоки 16 вставляются в отверстия барабанов 15 и затем наматываются на них при их вращении обычным гаечным ключом. После достаточного натяжения проволоки барабаны 15 фиксируются стопорными болтами 11.

На проволоке 16, в ее средней (на чертеже не показано, т.е. как в прототипе), свободной от крепежа части, закреплен индикатор безопасности 17 в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора (тензодатчика), выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем 18, а выход тензоусилителя 18 соединен со входом устройства оповещения 19 об аварийной ситуации.

Возможен вариант выполнения проволоки (фиг.2) разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, упругой и имеющей несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности.

Важно заметить, что давление срабатывания клапана зависит только от прочности проволоки 16 и не зависит от силы ее натяжения. Чтобы срабатыванию клапана не предшествовали большие пластические деформации проволоки, ее длина, а следовательно, и зазор h должны быть минимальными. Зазор h должен быть порядка (1,5÷3)d, где d - диаметр проволоки. Чтобы крепление концов проволоки было надежным и не допускало их вытягивания из отверстий в барабане, на него должно быть намотано не менее трех витков. Откидная крышка 6 через рычаг 8 удерживается в закрытом положении при разрывном элементе 9, роль которого выполняет проволока калиброванного сечения. Для полной герметизации клапана используется мембрана 5 из алюминиевой фольги или из полимерного материала. Под действием давления в защищаемом аппарате мембрана прижимается к крышке и таким образом через рычаг 8 все усилие от давления передается на шарнир рычага и разрывную проволоку 9. Сама же мембрана при этом оказывается практически полностью разгруженной и на давление срабатывания клапана (разрыв проволоки 9) существенного влияния не оказывает. В этом смысле мембрана не является расчетным элементом конструкции взрывного клапана.

Если в защищаемом аппарате 1 происходят технологические процессы при высоких температурах, то для тепловой защиты мембраны 5 и других деталей клапана предусмотрены два уровня теплоизоляции. Первый из них представляет собой грузовой затвор 2, футерованный огнеупорным материалом, а второй - минеральную вату, асбестовую крошку или другой термостойкий пористый материал 4, уложенный в корзину из металлических прутьев или полос. Для получения наибольшей эффективности взврывозащиты производственного оборудования взрывозащитный клапан имеет параметры, которые находятся в следующих оптимальных интервалах величин: c=H/Dy=2,5÷3,0,

где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса 1 защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе.

Взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе работает следующим образом.

Давление в защищаемом аппарате воздействует на крышку 6, так как затвор 2 перекрывает входное отверстие негерметично и при быстром повышении давления он может приподниматься, а теплоизоляционный слой 4 порист.

При срабатывании клапана крышка 6 отбрасывается до упора в отбойники 7, засыпка 2 и теплоизоляционный элемент 4 потоком газа выбрасываются из полости клапана.

При этом срабатывает индикатор безопасности 17 в виде датчика, реагирующего на деформацию разрыва, например тензорезистора, сигнал с которого поступает на усилитель 18 сигнала, а затем на устройство оповещения 19 об аварийной ситуации.

В случае, когда повышение давления в объекте незначительное, то крышка 6 все равно приподнимается, но уже без выброса потоком газа засыпки 2 и теплоизоляционного элемента 4, т.е. возникает предаварийная ситуация, то индикатор безопасности 17 срабатывает, и устройство оповещения 19 сигнализирует обслуживающему персоналу о нарушении технологического процесса и необходимости принятия предупреждающих аварию мер.

После окончания сброса газов затвор и крышка опускаются вниз и закрывают сбросное отверстие клапана. При этом герметичность клапана полностью не восстанавливается, однако интенсивный подсос воздуха из атмосферы в полость защищаемого аппарата, который может вызвать вторичный взрыв в оборудовании, исключается.

После срабатывания клапана и устранения причин, вызвавших взрыв в оборудовании, клапан должен быть восстановлен, т.е. необходимо в корзину уложить теплоизоляционный слой.

Для химической и других смежных отраслей промышленности, продукты которых и ценны и исключительно вредны для окружающей среды, условие полной герметичности следует рассматривать как приоритетное, в значительной мере определяющее область возможного их применения.

1. Взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе, содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: c=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе, отличающееся тем, что на проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации.

2. Взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе по п.1, отличающееся тем, что проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к способу, аппарату и промышленным изделиям для испытания соленоидов автоматических систем безопасности (АСБ). Раскрываемый аппарат управления положением клапана имеет реле для управления состоянием соленоида и механизм позиционирования клапана, включающий передатчик для передачи тестового сигнала соленоида на реле, электрические контакты для коммуникационной передачи тестового сигнала соленоида на реле, электрические контакты для коммуникационного соединения тестового сигнала соленоида с реле по одному или нескольким проводам и тестер соленоида для выработки тестового сигнала соленоида и отслеживания отклика соленоида при передаче тестового сигнала соленоида на реле для проверки работы соленоида.

Изобретение относится к приводу клапана. Привод клапана включает в себя корпус, двигатель, электрически связанный с основным источником электропитания и соединенный с клапаном, с возможностью изменения положения клапана от первого положения, в котором поток жидкости может протекать, по меньшей мере, вдоль одного пути, до второго положения, в котором поток жидкости либо блокируется, либо может протекать, по меньшей мере, вдоль одного второго пути.

Настоящее изобретение в целом касается клапанов, в частности способов, устройств и готовых изделий, предназначенных для калибровки приборов, установленных на клапанах.

Изобретение относится к приводам, в частности к приспособлениям для крепления устройств управления процессами к приводам, и направлено на облегчения монтажа устройства управления процессом.

Предлагаемые изобретения относятся к арматуростроению и предназначены для определения герметичности затвора клиновой задвижки без демонтажа ее из трубопровода.

Настоящее изобретение относится к управляемому клапанному механизму для теплообменника, в частности для радиатора. Управляемое клапанное средство содержит затвор клапана, управляющий расходом текучего теплоносителя через теплообменник и приводимый в действие приводом.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в конструкции регулирующих клапанов в химической, энергетической и других отраслях. Клапан регулирующий, содержащий корпус, с закрепленной на нем стойкой, в которой в верхнем торце выполнены отверстия, расположенные параллельно плоскости вращения рукоятки, регулирующий орган, который имеет возможность вертикального перемещения со штоком внутри корпуса, рукоятку, втулку ходовую, указатель положения регулирующего органа, узел фиксации регулирующего органа, ограничитель хода регулирующего органа.

Предложен индикатор (24) разрыва для использования в сборке (12) разрывного диска. Индикатор (24) разрыва содержит не проводящий электричество материал, имеющий наружную кольцевую часть (66) и внутреннюю секцию (68), присоединенную к наружной части парой перемычек (70, 72).

В способе и устройстве в соответствии с изобретением учитывают точку в процессе, когда отслеживают состояние и рабочую характеристику распределительного клапана.

Заявленные способ и система идентифицируют ошибки и/или износ компонентов управляющего клапана. Система может использовать различные комбинации датчиков для обеспечения необходимых данных для вычисления целостности компонента, характеристики которого отклоняются от нормальных.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой демпфирования грузового затвора содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор.

Группа изобретений относится к предохранительной технике и предназначена в качества средства для сброса избыточного давления для использования в санитарных областях применения.

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях. В стенде для испытаний взрывозащитиых конструкций зданий и сооружений взрывная камера оснащена легкосбрасываемым элементом, установленным в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, параллельно с механическим индикатором давления с тумблером включения двигателя индикатора.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно используемой при бурении нефтяных и газовых скважин для предохранения насосов и нагнетательных систем манифольда, в системе запорных элементов манифольда противовыбросового оборудования.

Группа изобретений относится к области измерения давления, а именно к фиксации фактов превышения допустимого давления и регистрации величины максимального давления.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. .

Клапан // 2430286
Изобретение относится к арматуростроению, а именно к техническим средствам, используемым для коммутации трубопроводных магистралей с газовой и (или) гидравлической средой.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к сфере агрегатов и механизмов газовых и гидравлических систем. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным устройствам систем безопасности. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой демпфирования грузового затвора содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор.
Наверх