CZ17603U1 - Obousměrná protiexplozivní pojistka, zejména pro potrubní systémy - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká obousměrné protíexplozivní pojistky, zejména pro potrubní systémy, která je určena k zamezení a útlumu výbuchu vysoce výbušných médií v případech průmyslo5 vých havárií především v ropném průmyslu, chemickém průmyslu, farmaceutickém průmyslu i průmyslu potravinářském.

Dosavadní stav techniky

V řadě průmyslových oborů se pracuje s kapalnými ěi plynnými látkami, které se vzduchem tvoří výbušné směsi. Jedná se zejména o průmysl petrochemický, chemický, farmaceutický včetně ío průmyslu potravinářského. Skladování těchto látek, jejich doprava, zpracování i manipulace s nimi však přináší rizika výbuchu především v kritických místech, jako jsou odvětrávací systémy nádrží a zásobníků, spojná místa potrubních systémů a všude tam, kde vzniká pravděpodobnost styku těchto látek se vzduchem. Minimalizace následků a snaha o odvrácení těchto technických havárií je řešena protiexplozivními zábranami, které mají za úkol umožnit volný průtok plynů a par či jiných médií, ale v případě výbuchu zabránit průchodu plamene a jeho přenesení z jedné sekce na druhou.

2a tímto účelem je dosud známa celá řada bezpečnostních protiexplozivních pojistek vkládaných do potrubních systémů, které mají za účel zajistit v případě výbuchu protékajícího výbušného média utlumení tohoto výbuchu k zamezení dalších Škod a zajištění bezpečnosti v průmyslových provozech, kde jsou tato výbušná média dopravována potrubními systémy, skladována či jinak manipulována.

Příklad známého komponentu pro protíexplozivní pojistky je popsán v patentovém spise CZ 295987, který uvádí vložku neprůbojné protíexplozivní pojistky pro umístění v neprůbojné armatuře technologických zařízení nebo přímo v potrubí, která je tvořena rámem, v němž jsou střídavě uloženy pásy a lamely s navinutým drátem kruhového nebo víceúhelníkového průřezu stočené do kotouče, které jsou rámem staženy a příčně v potrubí uloženy do cesty procházejícího média mezi potrubní příruby.

Nevýhoda protíexplozivní pojistky využívající tuto vložku spočívá především v tom, že není zaručena při extrémních požadavcích na vysoce výbušné médium plná útlumová schopnost jed30 notlivé vložky, kterou nelze konstruovat v takové axiální délce, aby se do sestavy pojistky mezi příruby nemusel vkládat jejich větší počet. Mezi jednotlivými vložkami tak vznikají styčná místa, která tvoří nežádoucí zášlehové komory, v nichž dochází k opětnému vznícení plamene a jeho výsledný útlum je takto komplikovaný. Současně je pro ustavení vložky v sestavě pojistky vyžadována instalace opěrných křížů a jejich přídržných přepážek, které jednak omezují průtok média potrubím a v případě výbuchu opět vytváří nežádoucí zášlehové komory a zákoutí, ve kterých je plamen znovu iniciován a čas útlumu je prodlužován.

Další známá řešení jsou popsána například v patentových spisech WO 2005014112 a WO 2004108219 Leinemann Christoph (DE), na kterých lze spatřit podobné nevýhody, jaké jsou výše popsány u CZ 295987. Tato řešení opět využívají protíexplozivní vložky obdobných konst40 rukcť integrované mezi potrubní příruby, u nichž vznikají hluché komory zpětně iniciující plamen a prodlužující tak čas útlumového efektu. V podstatě každá překážka či komora obsažená v systému, která se nachází v cestě výbuchu, je příčinou jednak zpomalení rázové vlny výbuchu, tvoří místo dalšího zážehu a současně způsobuje prodloužení časového úseku potřebného k útlumu plamene.

Pro efektivní útlum plamene se ukazuje, že je zapotřebí vytvořit takovou konstrukci protiexplozivní pojistky, která v co největší míře umožňuje kontinuální průtok média potrubím bez dalších výrazných omezení za provozního stavu a která v případě výbuchu dovoluje co nejméně omezený průnik rázové vlny a naopak její razantní utlumení až ve vložce samé, za kterou se zpožděním

-1 i f uuu υ i postupuje plamen tlumený úbytkem vzduchu. Tohoto efektu lze dosáhnout především volitelnou axiální délkou tlumicí vložky vytvořené jako tuhý monolitický prvek, jehož průchozí otvory jsou po celé své délce stále shodného průřezu, přičemž je snahou vytvořit uložení této vložky v potrubním systému nebo pouzdru pojistky bez dalších pomocných přídržných prvků tak, aby vzniklo co nejméně hluchých prostorů před a za vložkou ve směru protékajícího média. Vhodné pro tyto účely se ukazuje využití lamelové skladby antidetonační vložky pro konstrukci protiexplozivní pojistky popsané v českém užitném vzoru CZ 16431 U, jejíž konstrukce umožňuje volitelnou axiální délku potřebnou pro útlum plamene, její jednoduchou integraci do pláště pojistky a do potrubního systému, a která vykazuje značnou konstrukční tuhost a pevnost při dodržení požadoío váných parametrů jak pro průtok média, tak i pro vlastní funkci k potlačení průniku plamene.

Podstata technického řešení

Shora uvedené nedostatky odstraňuje a účel technického řešení ve velké míře splňuje obousměrná protiexplozivní pojistka, zejména pro potrubní systémy, sestávající z tělesa pojistky napoj itelného do potrubního řádu, v jehož dutině je uložena antidetonační lamelová vložka podle technic15 kého řešení, jehož podstata spočívá v tom, že těleso pojistky je tvořeno pláštěm těsně kopírujícím vnější profil tělesa antidetonační lamelové vložky, přičemž plášť je opatřen na jednom svém konci vstupní komorou pláště a na opačném konci výstupní komorou pláště a přičemž vstupní komora pláště a výstupní komora pláště jsou opatřeny na svých vnějších koncích připojovacími závity potrubí a přičemž vstupní komora pláště, plášť pojistky a výstupní komora pláště tvoří jeden tuhý kompaktní celek. Vstupní komora pláště a výstupní komora pláště jsou opatřeny axiálně i radiálně stavitelnými přírubami. Vstupní komora a výstupní komora jsou opatřeny kontrolními otvory opatřenými záslepkami. Vstupní komora a výstupní komora jsou dále opatřeny tepelnými senzory a/nebo tlakovými senzoiy a/nebo detekčními senzory. Těleso pojistky je opatřeno topnými tělesy s regulačními snímači topného tělesa. Tepelné a/nebo tlakové a/nebo detekč25 ní senzory, topná tělesa a regulační snímače topného tělesa jsou napojitelné na elektronickou vyhodnocovací jednotku.

Výhody obousměrné protiexplozivní pojistky podle technického řešení spočívají především v tom, že její konstrukce tvoří velmi tuhý kompaktní celek, vyžadující malý zastavěný prostor, což v potrubním systému přináší úsporu místa a zlepšení manipulace jak při vlastní instalaci, tak i při servisních pracích. Při vedení pojistky s axiálně i radiálně stavitelnými přírubami umožňuje snadnější instalaci v místech s omezeným prostorem například při výměnách pojistek za jiné druhy, aniž je potřeba k tomuto účelu upravovat délku připojovaného potrubí. Provedení pojistky podle technického řešení umožňuje průtok média pojistkou s minimálním omezením a v případě exploze je její poruchovost minimální, což v mnoha případech umožňuje opakovanou instalaci původní pojistky do systému či její ponechání v systému nadále. Konstrukční provedení pojistky umožňuje umístění, tlakových, tepelných i detekčních senzorů do míst, kde lze snímat požadované hodnoty a vlastnosti média a jejich napojením na elektronickou vyhodnocovací jednotku monitorovat okamžitý stav jak protékajícího média, tak i pojistky a případně nastavit snímané hodnoty podle požadavků a bezpečnosti provozu. V extrémních teplotních podmínkách lze do tělesa pojistky instalovat topné těleso s regulačním snímačem topného tělesa zajišťující vyhřívání a provozuschopnost pojistky za nízkých teplot zejména při průtoku média s nízkým bodem tuhnutí pro případ jeho zámrazy i zámrazy vlastního tělesa pojistky. Konfigurace kontrolních otvorů umožňuje snadnou vizuální kontrolu stavu antidetonační lamelové vložky při servisních pracích.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech jsou pro bližší objasnění technického řešení znázorněny základní konstrukční prvky obousměrné antidetonační pojistky, kde obr. 1 znázorňuje v podélném středovém řezu A-A vnitřní uspořádání pojistky s uložením antidetonační lamelové vložky a obr. 2 před. stavuje půdory'sný pohled na pojisjku.

-2CZ 17603 Ul

Na obr. 3 je znázorněn čelní pohled na pojistku se vstupním otvorem vstupní komory pláště a obr. 4 představuje v axonometrickém pohledu těleso pojistky se vstupním otvorem vstupní komory pláště.

Obr. 5 znázorňuje v podélném středovém řezu B-B pohled na vnitřní uspořádání pojistky opat5 řené axiálně stavitelnými přírubami, obr. 6 půdorysný pohled na pojistku s axiálně i radiálně stavitelnými přírubami a obr. 7 znázorňuje v axonometrickém pohledu těleso pojistky v provedení s axiálně stavitelnými přírubami.

Na obr. 8 je znázorněn v podélném středovém řezu D-D plášť pojistky se vstupní komorou pláště a výstupní komorou pláště se znázorněnými tepelnými a/nebo tlakovými a/nebo detekčními senio zory a na obr. 9 je znázorněno v půdorysném pohledu těleso pojistky s rozmístěním tepelných a/nebo tlakových a/nebo detekčních senzorů, topných těles a regulačních snímačů topného tělesa a obr. 10 představuje v lomeném řezu C-C integraci topných těles a regulačních snímačů topného tělesa do tělesa pojistky.

Obr. 11 znázorňuje v čelním pohledu těleso pojistky se vstupním otvorem vstupní komory pláště a rozmístění tepelných a/nebo tlakových a/nebo detekčních senzorů a topných těles s regulačními snímači.

Na obr. 12 je znázorněno v axonometrickém pohledu těleso pojistky s uspořádáním jednotlivých tepelných a/nebo tlakových a/nebo detekčních senzorů a topných těles s regulačními snímači topného tělesa v místech vstupní kontroly pláště a výstupní komory pláště.

Příklad provedení technického řešení

Z obr. 1 je v podélném středovém řezu A-A patrné těleso 2 pojistky, které je tvořeno pláštěm 2.1 napevno spojeným se vstupní komorou 2,2 pláště a výstupní komorou 2.3 pláště, které jsou na svých vnějších koncích opatřeny připojovacími závity 2.4, 2.5 potrubí. Do vstupní komory 2.2 pláště a výstupní komory 2.3 pláště jsou vytvořeny kontrolními otvory 4, 4.1, které jsou opatřeny záslepkami 5, 5.1. Ve středové části pláště 2.1 je patrna antidetonační lamelová vložka i, která k plášti 2.1 těsně přiléhá všemi obvodovými plochami a která je svojí vstupní čelní plochou orientovaná ke vstupní komoře 2.2 pláště a svojí opačnou výstupní plochou k výstupní komoře 2.3 pláště ve směru s protékajícího média. Plášť 2.1 je se vstupní komorou 2.2 pláště a výstupní komorou 2,3 pláště s výhodou svařen v jeden tuhý celek.

Na obr. 2 je v půdorysném pohledu patrné těleso 2 pojistky, kde jsou znázorněny záslepky 5, 5.1 kontrolních otvorů tvořené v tomto konkrétním případě těsnicími šrouby,

Obr.3 představuje čelní pohled na těleso 2 pojistky, kdeje patrný vstupní otvor vstupní komory 2.2 pláště opatřený připojovacím závitem 2.4 potrubí, který je konstrukčně shodný s výstupním otvorem výstupní komory 2.3 pláště na opačné stěně-nezakresleno.

Na obr. 4 je znázorněno v axonometrickém pohledu těleso 2 pojistky se vstupním otvorem vstupní komory 2.2 a čelní vstupní plochou antidetonační lamelové vložky

Obr. 5 představuje v podélném středovém řezu B-B vnitřní uspořádání tělesa 2 pojistky, u kterého je vstupní komora 2.2 pláště a výstupní komora 2.3 pláště opatřena axiálně i radiálně stavitelnými přírubami 3, 3.1 a protilehle uspořádanými dvojicemi kontrolních otvorů 4,4.1.

Na obr. 6 je patrný půdorysný pohled na těleso 2 pojistky opatřené axiálně i radiálně stavitelnými přírubami 3, 3.1.

Obr. 7 představuje v axonometrickém pohledu těleso 2 pojistky opatřené axiálně i radiálně stavitelnými přírubami 3, 3.1, kdeje též patrné jeho celkové vnější konstrukční uspořádání.

Obr. 8 znázorňuje v podélném středovém řezu D-D těleso 2 pojistky, kde jsou patrné tepelné a/nebo tlakové a/nebo detekční senzory 6, 6.1 a jejich uspořádání v kontrolních otvorech 4, 4.1 nahrazující v daném případě záslepky.

CZ I7WU Ul

Na obr. 9 je znázorněno v půdorysném pohledu těleso 2 pojistky s umístěním tepelných a/nebo tlakových a/nebo detekčních senzorů 6, 6.1, topných těles 2» Ll a regulačních snímačů 8,8.1 topných těles.

Obr. 10 představuje v lomeném podélném řezu C-C těleso 2 pojistky, kde jsou patrná topná těle5 sa 7, 7.1 a regulační snímače 8, 8.1 topného tělesa.

Obr. 11 znázorňuje čelní pohled na těleso 2 pojistky se vyznačeným umístěním tepelného a/nebo tlakového a/nebo detekčního senzoru 6 ve vstupním otvoru vstupní komory 2.2, topného tělesa 2 a regulačního snímače 8.

Na obr. 12 je v axonometrickém pohledu znázorněno těleso 2 pojistky, kde jsou patrné tepelné ío a/nebo tlakové a/nebo detekční senzory 6, 6.1 umístěné v záslepkách kontrolních otvorů a kde jsou dále patrná rozmístění topných těles 7, 7.1 a regulačních snímačů 8, 8.1 topných těles na tělese 2 pojistky.

Funkce obousměrné antidetonační pojistky podle technického řešení spočívá v tom, že za normálního stavu protéká médium antidetonační lamelovou vložkou a tělesem 2 pojistky ve směru s protékajícího média bez většího omezení, které je dáno velmi přijatelnou průchodností především antidetonační lamelové vložky J i ostatních pojistkových částí, neboť lze předem volbou dimenzí průchodných kanálů antidetonační lamelové vložky 1 i volbou dimenzí vstupní komory 2.2 a výstupní komory 2.3 vyhovět požadovanému průtočnému množství média nezávisle na směru jeho toku, kdy antidetonační pojistka funguje stejně a pouze se vstupní komora 2.2 mění na výstupní komoru 2.3 a naopak. Při výbuchu v potrubním systému nastává velmi intenzivní průnik jednak tlakové vlny a následně plamene, jehož potlačení lze s ohledem na konstrukci antidetonační lamelové vložky 1 velmi dobře nastavit jak její axiální délkou, tak i velikostí zvoleného průřezu jejích jednotlivých kanálů. Konstrukce pojistky umožňuje přímý průchod tlakové vlny i plamene bez jakýchkoli příčných překážek jen s využitím axiální délky antidetonační lamelové vložky i, která je jedním ze zásadních parametrů pro její požadovanou funkci. Tím, že lze antidetonační vložku 1 instalovat do tělesa 2 pojistky jako jeden monolitický celek o libovolné axiální délce, jsou tak odstraněna jednotlivá přerušení a napojení, které jsou jinak obvyklá u stávajících konstrukcí antidetonačních vložek, což vyvolává existenci vzduchových kapes a příčinu dalšího iniciování plamene a nižšího tlumicího účinku pojistky. Na tepelné a/nebo tla30 kove a/nebo detekční senzory 6, 6.1, topná tělesa 7, 7.1 a regulační snímače 8, 8.1 lze napojit elektronickou vyhodnocovací jednotku a pomocí počítače monitorovat i nastavovat požadované parametry pojistky. Topná tělesa 7, 7.1 s regulačními snímači 8, 8.1 lze využít v extrémních povětrnostních podmínkách pro vytápění tělesa 2 pojistky proti zámraze a lze též v těchto podmínkách ohřívat protékající médium s nízkým bodem tuhnutí za účelem lepší průtočnosti.

Claims (3)

35 NÁROKY NA OCHRANU

1. Obousměrná protiexplozivní pojistka, zejména pro potrubní systémy, sestávající z tělesa (2) pojistky napojitelného do potrubního řádu, v jehož dutině je uložena antidetonační lamelová vložka (1), vyznačující se tím, že těleso (2) pojistky je tvořeno pláštěm (2.1) těsně kopírujícím vnější profil tělesa antidetonační lamelové vložky (1), přičemž plášť (2.1) je opatřen

40 na jednom svém konci vstupní komorou (2.2) pláště a na opačném konci výstupní komorou (2.3) pláště, přičemž vstupní komora (2.2) pláště a výstupní komora (2.3) pláště jsou opatřeny na svých vnějších koncích připojovacími závity (2.4, 2.5) potrubí, a přičemž vstupní komora (2.2), plášť (2.1) pojistky a výstupní komora (2.3) tvoří jeden tuhý kompaktní celek.

2. Obousměrná protiexplozivní pojistka podle nároku 1, vyznačující se t í m , že

45 vstupní komora (2.2) pláště a výstupní komora pláště (2.3) jsou opatřeny axiálně a radiálně stavitelnými přírubami (3,3.Ϊ). ...........

-4CZ 17603 Ul

3. Obousměrná protiexplozivní pojistka podle nároků 1 a 2, v y z n a č u j í c í se tí m , že vstupní komora (2.2) pláště a výstupní komora (2.3) pláště jsou opatřeny kontrolními otvory (4, 4.1) opatřenými záslepkami (5, 5.1).

4. Obousměrná protiexplozivní pojistka podle nároků 1, 2 a 3, vyznačující se tím,

5 že vstupní komora (2.2) pláště a výstupní komora (2,3) pláště jsou opatřeny tepelnými senzory a/nebo tlakovými senzory a/nebo detekčními senzory (6, 6,1).

5. Obousměrná protiexplozivní pojistka podle nároků 1, 2, 3 a 4, vyznačující se ' tí m, že těleso (2) pojistky je opatřeno topnými tělesy (7, 7,1) s regulačními snímači (8, 8.1) topného tělesa.

ío 6. Obousměrná protiexplozivní pojistka podle nároků 1, 2, 3, 4 a 5, vyznačující se t í m, že tepelné a/nebo tlakové a/nebo detekční senzory (6, 6.1), topná tělesa (7, 7.1) a regulační snímače (8, 8,1) topného tělesa jsou napojitelné na elektronickou vyhodnocovací jednotku.

3 výkresy