CN109863099A - 用于封闭系统的抵消压力冲击的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于封闭系统的抵消压力冲击的装置(1)，所述装置具有出口接管(2)，在所述出口接管上设有冲击板(3)并且能摆动地支承翻转盖(4)，其中翻转盖(4)在初始位置(5)中贴靠在出口接管(2)上，而在打开位置(6)中贴合在冲击板(3)上，设有至少一个保持装置(7)，在初始位置(5)中，所述保持装置使翻转盖(4)压向出口接管(2)并且在有压力冲击的情况下释放翻转盖(4)，其中，该装置具有控制单元(8)，所述控制单元控制保持装置(7)。

Description

用于封闭系统的抵消压力冲击的装置
技术领域
本发明涉及一种用于封闭系统的抵消压力冲击的装置，所述装置具有出口接管，在所述出口接管上设有冲击板并且能摆动地支承翻转盖，其中翻转盖在初始位置中贴靠在出口接管上，而在打开位置中贴合在冲击板上，设有至少一个保持装置，在初始位置中，所述保持装置使翻转盖压向出口接管并且在有压力冲击的情况下释放翻转盖。
背景技术
这种装置或防爆盖用于封闭系统中，如料仓、管道、沼气设备等，以在出现由于可能的粉尘或气体爆炸所引起的压力冲击的情况下实现压力抵消。由此可以防止对封闭系统的破坏，以及防止进一步的财产损失和人身伤害。
由本申请人的专利申请DE 36 26 946 A1中已知这种装置，其中保持装置构造成弹簧驱动的封闭元件，所述封闭元件在初始位置中将翻转盖压向出口接管上，而在发生爆炸的情况下释放翻转盖。在爆炸的情况下，翻转盖必须克服封闭元件的弹簧复位力，以便进行摆动运动并使得可以抵消压力。在翻转盖撞击到冲击板上之后，所述翻转再次回落关闭并且必须再次克服封闭元件的弹簧复位力，以便再次气密地封闭出口接管。
已经证明非常有利的是，减小翻转盖的重量，以减小翻转盖的惯性并在发生爆炸的情况下以最小的延迟实现压力抵消。因此，近年来，由碳和玻璃纤维材料组成并且在低重量的同时具有高强度的翻转盖已经得到广泛使用。这种翻转盖例如由本申请人的专利EP 2084 088 B1已知。
这种轻质结构形成的翻转盖的重量不足以克服根据DE 3626 946 A1的封闭元件的弹簧的复位力以及再次气密地密封封闭系统。在这方面，缺点在于，例如污物或湿气可能进入系统中并且可能导致破坏散料。但特别不利的是，在封闭系统中发生爆炸之后可能点燃火焰，所述火焰通过没有气密封闭的装置进一步获取氧气并导致系统的破坏。
发明内容
本发明的目的因此是提供一种所述类型的装置，在所述装置中以轻质结构形式的翻转盖在贴靠在出口接管时气密地封闭该系统。
根据本发明，所述目的在上述类型装置中通过权利要求1的特征来实现。
因此，提供了一种用于对封闭系统进行压力抵消的装置，所述装置具有控制保持装置的控制单元。这里这样设计控制或调节，使得在发生爆炸的情况下保持装置释放翻转盖，并且翻转盖可以从初始位置摆动到打开位置，并且同时通过撞击到冲击板上而释放其动能。随后，翻转盖落入初始位置，此时，保持装置仍是打开的，即，翻转盖和出口接管之间的空间是自由的，从而翻转盖可以贴靠在出口接管上。在翻转盖贴靠在出口接管上之后，保持装置根据控制单元的信号压向处于初始位置的翻转盖并由此气密地封闭系统。
另一个优点是，由保持装置施加到翻转盖上的压力能可变地调整，并且因此可以以最简单的方式与现场的要求相适配。此外，响应压力、即翻转盖必须施加到保持装置上的压力是能可变地调节的，以实现释放翻转盖和出口接管之间的空间。
本发明的其他设计方案可以由从属权利要求得出。这里适宜的是，至少设置一个传感器、例如滚动按钮(Rollentaster)，所述传感器检测翻转盖的位置并将改位置发送给控制单元。这种传感器可以利用机械、压电、电容、电感、光学、电阻或磁性效应来测量翻转盖的位置。因此，传感器例如也可以是滚动按钮。在此，翻转盖的位置是指初始位置和打开位置之间的任意位置，翻转盖能摆动到所述打开位置。此时特别重要的是，传感器确定翻转盖是否处于初始位置。这种传感器的优点在于，控制单元或保持装置不仅可以时间控制地进行响应，而且可以基于事件地进行响应。
在另一个设计方案中，保持装置是能气动地调节的，从而实现特别高的工作速度，并且能够将直至保持装置释放翻转盖之前所经过的时间减至最小。与电动保持装置相比，气动保持装置在结构上更简单并且具有更低的自重。气动保持装置的另一个优点在于，在仍可能由爆炸性的空气混合物逸出的出口接管处，所述空气混合物不会由保持装置的废热点燃，因为在气动系统中，废热主要在压缩机本身处产生。与液压系统相比，优点在于，不需要返回管线，因为所产生的废气可以直接逸散到环境中，并且因此提高了保持装置的工作速度。
控制单元本身可以在使用电子电路、例如可编程的控制器的情况下构造成气动的或也可以是电动气动的。
此外，将压缩空气储存器设置为能量存储器或能量缓存器，所述能量存储器或能量缓存器在断电的情况下向保持装置提供压缩空气。压缩空气储存器连接到压缩空气源并且存储用于保持装置的压缩空气。在压缩空气源失效的情况下，压缩空气存储器用作应急存储器，所述应急存储器确保了保持装置无故障地工作。压缩空气储存器本身配备有压力开关，所述压力开关能利用远程维护技术地在控制室中读取，并且用于检测施加在压缩空气储存器上的压力。
另一个设计方案设定，保持装置具有带有可移动活塞的气动缸。气动缸是常见的标准件并且可以经济且容易地制造，气动缸还具有其他优点，即通过改变所施加的空气压力也可以控制或调节保持装置作用到翻转盖上的压力。
优选的是，气动缸以一个端部绕轴可摆动地支承在保持装置的壳体中。可摆动地支承气动缸使得可以改进保持装置的工作速度或响应时间。在此，包括活塞的汽动缸在爆炸的情况下通过活塞内腔的排气完全摆动离开从翻转盖的运动范围中。
在另一个特别的设计方案中设定，在活塞的自由端上能摆动地铰接锁定杆并且所述活塞和锁定杆一起形成铰链。可摆动支承的锁定杆提供了这样的优点，即，活塞的力最佳地传递到翻转盖。
此外，特别优选地设定，锁定杆的一个端部能绕杆轴摆动地支承，所述杆轴支承在所述壳体中。这具有的优点在于，在爆炸之后锁定杆不会意外地进入翻转盖和出口接管之间的空间，并且因此不会妨碍系统的气密性封闭。
另一个特别的设计方案设定，锁定杆具有用于翻转盖的边缘过渡部的凹口，从而活塞的力平行于出口接管的对称轴的延伸地作用，并且由此在给定活塞力情况下实现最佳地讲翻转盖压向出口接管。
此外，特别优选的是，保持装置具有快速排风器。因此可以实现改善保持装置的工作速度或响应时间，因为在发生爆炸的情况下，可以非常快地对活塞内腔进行排气，以便使锁定杆缩回，从而翻转盖可以撞击到冲击板上。
一个特别优选的设计方案设定，控制单元这样控制保持装置，使得所述保持装置在压力冲击后在根据预定的时间间隔之后才将翻转盖压向出口接管。在粉尘或气体爆炸情况下可能接连发生多次爆炸，并且应仅当在系统中达到平衡状态时，才将翻转盖重新压向出口接管。这里，可以简单地通过控制单元确定所述时间间隔。
附图说明
根据下面的说明以及参考附图得出本发明的其他特征、细节和优点。相互对应的部件或元件在所有附图中使用相同的附图标记。
其中：
图1是根据本发明的装置的透视图，
图2是图1的装置的气动结构的透视图，
图3是根据本发明的装置的横向剖视图，其中翻转盖处于初始位置，
图4是根据本发明的保持装置的横向剖视图，其中翻转盖处于初始位置，
图5示出了根据本发明的装置的横向剖视图，其中翻转盖处于打开位置，
图6是根据本发明的保持装置的横向剖视图，其中翻转盖处于打开位置。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的装置1的透视图，该装置具有优选构造成圆柱形管的出口接管2，在出口接管2的一个端部上设有凸缘13，所述凸缘构造成出口接管2的环绕环形的加宽部并具有多个孔。装置1利用凸缘13可松开地安装在未示出系统、例如容器或料仓的缺口上。在此，所述缺口的直径不大于出口接管2的直径。
在出口接管2的与凸缘13相对置的端部上设有可摆动的翻转盖4、冲击板3和至少一个保持装置7。在该实施形式中示例性地设置三个保持装置7，保持装置7的数量取决于出口接管2的直径。
横向于纵向延伸或对称轴14，在出口接管2上在外侧彼此间隔开地设置两个框架元件11，在所述框架元件上分别可拆卸地安装有一个型材10，所述型材基本上平行于出口接管2的纵向延伸或对称轴14定向。在所述型材10上可拆卸地设置冲击板3，因此所述冲击板经由框架元件11刚性地与出口接管2连接。
翻转盖4可摆动地支承在型材10上并且在该图示中处于初始位置5。在所述初始位置5中，翻转盖4贴靠在出口接管2的与凸缘13相对置的端部上，并且通过保持装置7压向出口接管2，以便气密地封闭未示出的系统。在未示出的系统中发生爆炸的情况下，翻转盖4由所产生的压力冲击而打开，此时保持装置7释放翻转盖4并且能够使其绕摆动轴19摆动到打开位置6并且此时撞击到冲击板3上。因此翻转盖4的动能被传递到冲击板3上，从而防止翻转盖4发生损坏。
可能出现的情况是，翻转盖4将其动能完全释放到冲击板3上并且以不希望的方式保持在打开位置6中。为了防止出现这种情况，围绕翻转盖4的摆动轴19设置复位弹簧12，所述复位弹簧在这种情况下使翻转盖4朝出口接管2的方向上移动。复位弹簧12在装置1在倾斜于水平方向的位置中安装的安装状态下也是有利的。
在图2中示出图1的装置的气动结构的透视图。所述气动结构具有作为能量存储器或缓存器的压缩空气储存器9、控制单元8和至少一个保持装置7，它们都与管线16连接。通过管线16向控制单元8和保持装置7供应压缩空气。在压缩空气储存器9上设置压缩空气接头17，所述压缩空气接头与未示出的压缩空气系统连接。此外，在该实施形式中构造成滚动按钮的传感器15与控制单元8连接并将翻转盖4的位置传送给控制单元8。
控制单元8控制或调节翻转盖4的主动锁定，所述控制单元优选构造成气动式的。如果翻转盖4在爆炸后再次落回其初始位置5，则传感器15被操作并向控制单元8发送信号，由此有时间延迟地向保持装置7加载通过管线16输送的压缩空气，并且主动地将翻转盖4压向出口接管2，从而气密性地封闭系统。在这种情况下，时间延迟可以设置为任意的值并且由未示出的延时阀控制。此外，控制单元8具有以下未示出的组件：排气阀、压力调节器、压力变送器(4-20mA)和用于限制最大压力的安全阀。
在图3中示出了根据本发明的装置的横向剖视图，其中翻转盖处于初始位置5。
在图4中放大示出图3中的局部A并且示出处于闭锁位置的根据本发明的保持装置的横向剖视图。出口接管2限定内腔18，该内腔在该实施例中是空的，但是也可以设想，在内腔18中安装阻燃体，所述阻燃体例如由蜂窝状结构形成。对称轴14基本上平行于出口接管2的轴向延伸。
保持装置7具有壳体23，所述壳体通过连接型材24与出口接管2连接并且具有气象防护罩25。在壳体23内设置气动缸21，所述气动缸能绕轴27摆动地支承。气动缸21具有活塞32，一旦保持装置7并且因此还有气动缸21被加载压缩空气，活塞32就进行远离气动缸21的平移运动。为此，气动缸21通过未示出的管线与压缩空气储存器9和/或控制单元8连接。如果撤销对气动缸21的压缩空气加载，则气动缸21内的复位弹簧确保活塞32被拉入气动缸21的内部。
锁定杆20的一个端部能摆动地支承在活塞32的自由端、即没有被包括在气动缸21中的端部上并与活塞32一起形成铰链28。锁定杆20的另一个端部能绕杆轴26摆动地支承。轴27和杆轴26由圆形型材形成，所述圆形型材在图4和6中基本上平行于图平面的面法线延伸。这些圆形型材可拆卸地与壳体23连接并且仅允许气动缸21或锁定杆20绕相应的轴旋转。由于所述边界条件，旋转运动和平移运动的组合仅能通过活塞32的平移运动来实现。
锁定杆20具有用于翻转盖4的边缘过渡部的凹口31并由此使得作用在翻转盖4上的力基本上平行于对称轴14延伸。由此，出口接管2和翻转盖4之间的密封件30这样地弹性变形，使得利用该装置气密地封闭示出的系统。
翻转盖4直至达到所设定的静态响应压力之前通过贴靠的锁定杆保持在初始位置5中，所述锁定杆能利用控制单元8可变地调节。如果系统中的压力超过响应压力，气动缸21冲击式地通过快速排气器22排气，通过安装在气动缸21中的复位弹簧将活塞23拉入气动缸21，由此锁定杆20从闭锁位置转移到自由位置并释放翻转盖4，由此翻转盖能朝冲击板3摆动。
在图5中示出根据本发明的装置的横向剖视图，其中翻转盖处于打开位置6。在图6中放大地示出图5的局部B并且示出处于自由位置的根据本发明的保持装置的横向剖视图。可以在控制室中用远程维护技术通过附加传感器29确定翻转盖4的位置，所述附加的传感器优选设置在锁定杆20下方。
当然，本发明不限于所示的实施例。在不脱离基本构思的情况下，也可以实现其他的设计方案。例如，所述装置也可以配备低压盖以防止系统内爆。此外可能合理的是，翻转盖配备有温度传感器和电加热器。这样做的优点在于，可以防止在铰链盖上出现积雪负载和结冰。由于控制单元和保持装置是完全气动的并且还设有压缩空气储存器作为能量存储器或缓存器，因此在断电时仍确保根据本发明的装置的正常运行，因为所述装置独立于供电。此外，应该注意的是，按压总是指主动按压。
附图标记列表
1 装置
2 出口接管
3 冲击板
4 翻转盖
5 初始位置
6 打开位置
7 保持装置
8 控制单元
9 压缩空气储存器
10 型材
11 框架元件
12 复位弹簧
13 凸缘
14 对称轴
15 滚动按键
16 管线
17 压缩空气连接器
18 内腔
19 摆动轴
20 锁定杆
21 气动缸
22 快速排风器
23 壳体
24 连接型材
25 气象防护罩
26 杆轴
27 轴
28 铰链
29 传感器
30 密封件
31 凹口
32 活塞

Claims (11)

1.用于封闭系统的抵消压力冲击的装置(1)，所述装置具有出口接管(2)，在所述出口接管上设有冲击板(3)并且能摆动地支承翻转盖(4)，其中翻转盖(4)在初始位置(5)中贴靠在出口接管(2)上，而在打开位置(6)中贴合在冲击板(3)上，设有至少一个保持装置(7)，在初始位置(5)中，所述保持装置使翻转盖(4)压向出口接管(2)并且在有压力冲击的情况下释放翻转盖(4)，其特征在于，该装置具有控制单元(8)，所述控制单元控制保持装置(7)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设有至少一个传感器(15)，所述传感器检测翻转盖(4)的位置并将所述位置发送给控制单元(8)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述保持装置(7)是能气动调节的。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，设有压缩空气储存器(14)作为能量存储器或能量缓存器，所述压缩空气储存器给保持装置(7)供应压缩空气。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，保持装置(7)具有带有可移动的活塞(32)的气动缸(21)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述气动缸(21)以一个端部能绕轴(27)摆动地支承在保持装置(7)的壳体(23)中。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，在所述活塞(32)的自由端上能摆动地铰接锁定杆(20)并且所述活塞和锁定杆一起形成铰链(28)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述锁定杆(20)的一个端部绕杆轴(26)能摆动地支承，所述杆轴(26)支承在壳体(23)中。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述锁定杆(20)具有用于翻转盖(4)的边缘过渡部的凹口(31)。
10.根据权利要求3至9中的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述保持装置(7)具有快速排风器(22)。
11.根据权利要求1至10中的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(8)这样控制保持装置(7)，使得所述保持装置(7)在压力冲击后在预定的时间间隔之后才将翻转盖(4)压向出口接管(2)上。
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