CZ187499A3 - Výkyvná pojistka k utlumení nebo zabránění pohybu ulomené části potrubí - Google Patents

Description

Vynález se týká výkyvné pojistky k utlumení nebo zabránění pohybu ulomené části potrubí.

Dosavadní stav techniky

V průmyslových zařízeních, například také v elektrárnách, jsou používána potrubí, kterými pod vysokým tlakem proudí médium. V případě, že by takovéto potrubí prasklo, mohly by být obě části potrubí vlivem zpětného nárazu média vytrysknuvšího s velkou rychlostí vrženy příslušně vysokou rychlostí od sebe. Nebylo by pak možno vyloučit, že části potrubí při nárazu na další potrubí a součásti tyto poškodí.

Podstata vynálezu

Vynález si proto klade za úkol vyvinout výkyvnou pojistku, která by po prasknutí potrubí zabránila tomu, aby části potrubí narazily velkou rychlostí na součásti zařízení a tyto poškodily.

Úloha je podle prvního provedení vynálezu řešena tak, že možné místo zlomu je přemostěno nejméně dvěma tuhými nebo γ

Λ • · ·· · · • · deformovatelnými taženými tyčemi, které oboustranně spojuji možná mista zlomu s potrubím.

Tímto je dosaženo výhody, že po prasknutí potrubí jsou části potrubí pevně drženy taženými tyčemi a/nebo se deformací tažených tyčí odstraní kinetická energie částí potrubí a tím je omezena síla v tažených tyčích. Dynamický zátěžový faktor je přitom zřetelně menší než 2. Části potrubí se pohybují od místa zlomu pouze málo.

Zpravidla postačí, když jsou takovéto výkyvné pojistky uspořádány na známých obzvláště ohrožených úsecích potrubí. Tažené tyče mohou být například upevněny na částech, které jsou na potrubí navařeny po obou stranách možného místa zlomu.

Podle obzvláště výhodného příkladu jsou tažené tyče spojeny s potrubím kardanicky. Je tím dosaženo té výhody, že mohou být utlumeny i síly, které nepůsobí na části potrubí axiálně. Části potrubí mohou být v axiální poloze stabilizovány.

Tažené tyče jsou například nejméně na jedné straně možného místa zlomu spojeny s vahadlem (například kardanicky), které je pohyblivě uloženo na vačce, například kruhové vačce, a je okolo ní otočné. Vačka je pevně spojena s potrubím. Může být například dodatečně svařena. Vahadlo je uloženo na vačce také po výchylce, ba i po zlomu potrubí vždy opět v rovnováze. Vyrovnává také nestejnou průtažnost zabírajících tažených tyčí.

Tažené tyče jsou spojeny zejména s párem vahadel, jehož vahadla jsou na potrubí uložena vzájemně přesazené na oddělených vačkách. Tažené tyče mohou být kardanicky spojeny s jedním nebo oběma vahadly. Mohou být také uspořádány na obou stranách možného místa zlomu.

Tažené tyče jsou podle dalšího příkladu spojeny s podpěrou, která podpírá potrubí ve směru na možné místo zlomu na rozdělovacím členu. Takovéto uspořádání je možné pouze tehdy, existuje-li v blízkosti předpokládaného místa zlomu takový rozdělovači člen.

Stanovená úloha je podle druhého provedení řešena tak, že část, jejíž ulomení se předpokládá, je na rozdělovacím členu nebo na tělese armatury podepřena podpěrou a je nejméně dvěma tuhými nebo deformovatelnými taženými tyčemi spojena s podpěrou.

Tímto způsobem nemohou být zabrzděna nebo dokonce pevně zadržena obě sousední místa zlomu, nýbrž pouze jedno. Pro sousední místo zlomu je potřebná druhá stejná pojistka.

Tažené tyče jsou uspořádány například šikmo k osám úseků potrubí vycházejících z rozdělovacího členu nebo z tělesa armatury. Mohou být uspořádány také šikmo k ose tělesa armatury. Je dosaženo té výhody, že taženými tyčemi jsou utlumeny silové složky ve směru os všech těchto úseků potrubí· a tělesa armatury. Jsou zvládnuty také následky prasknutí potrubí v každém úseku.

Například je část, jejíž ulomení se předpokládá, v oblasti rozdělovacího členu nebo tělesa armatury obklopena

00 • 0 0 0

0. 0 «

0 0 0 0 tuhým nebo deformovatelným třmenem, jehož ramena tvoří obě tuhé nebo deformovatelné tažené tyče. Tímto opatřením není zapotřebí na této části potrubí žádný upevňovací prostředek.

Mezi podpěrou a potrubím mohou být uspořádány deformovatelné pružné trubky. Tyto pružné trubky, jako deformovatelné tažené tyče, přijímají s výhodou kinetickou energii. Pružné trubky mohou být částmi tak jak tak použitého kluzného ložiska.

Mezi podpěrou a strukturou budovy mohou být mimoto uspořádány kloubové vzpěry. Takto je optimálním způsobem uspořádáno působení sil na strukturu budovy.

Výkyvnou pojistkou podle vynálezu je obzvláště dosaženo té výhody, že po prasknutí potrubí zůstávají odlomené kusy dále na svém původním místě. Nemohou v důsledku zpětného nárazu odlétnout a způsobit další škody.

Přehled obrázků na výkresech

Tři varianty výkyvné pojistky podle vynálezu jsou dále blíže vysvětleny s pomocí výkresů na nichž značí:

obr. 1 znázorňuje výkyvnou pojistku podle vynálezu, u níž je možné místo zlomu přemostěno;

obr. 2 znázorňuje výkyvnou pojistku podle vynálezu, u níž je možné místo zlomu přemostěno a část potrubí je podepřena na podpěře;

• · · · · · 9 · 9 9 9

9 9 9 9 9 · 9 9 9 9

9 9 9 9 9 · 9 9 9 9

9 ···· · * · · · * ·· · • · 9 >·· · · · 9

9« · ·· ···· ·· 99 obr. 3 znázorňuje výkyvnou pojistku podle vynálezu, u niž je část potrubí obklopena deformovatelným třmenem a podepřena na podpěře.

Příklady provedeni vynálezu

Obr. 1 znázorňuje potrubí 1 s místem zlomu f. Je-li v pot rubí l obsaženo médium pod vysokým tlakem a dojde-li ke zlomu potrubí 1, pak v místě zlomu médium vystříkne vysokou rychlostí. To by způsobilo zpětný náraz části potrubí jL, čímž by toto mohlo být vytrženo ze svých držáků. V zařízení, jehož součástí je potrubí 1, může prasknutím potrubí dojít i k dalším následným škodám.

Pokud je na potrubí 1 známo místo, kde může s průměrnou pravděpodobností dojít ke zlomu, pak je výhodné, umístit tam výkyvnou pojistku, která je znázorněna na obr. 1. Takové místo může být například svarový šev.

Výkyvná pojistka znázorněná na obr. 1 sestává mimo jiné z vačky 3, například z kruhové vačky, která je navařena na potrubí 1 nad a pod místem zlomu 2. Naproti každé znázorněné vačce 3 jsou uspořádány další dvě neznázorněné vačky 3.

Na každé této vačce 3 je upevněno vahadlo £. K tomu zabírá vačka 3 do vrtání ve vahadle 4_. Vesměs jsou uspořádána čtyři vahadla 4_, z nichž pouze dvě jsou viditelná. Pár vahadel 4, který se nachází na jedné straně místa zlomu 2, je prostřednictvím dvou deformovatelných tažných tyčí 5 spojen s párem vahadel £ na druhé straně místa zlomu 2. Obě . deformovatelné tažené tyče 5 jsou vzhledem k potrubí 1 uspořádány vzájemně protilehle a mohou být s párem vahadel 4_ spojeny kardanicky.

·· • · • · · • ···· ·· ·· ·· • 9 · · · • 9 9 · · • · · 9 · · • · · · ·

Pokud by prasklo potrubí 1 mezi oběma páry vahadel 4_, vystříkne sice z potrubí 1 médium, vzniklý zpětný náraz však nepovede k žádným následným škodám. Kinetická energie částí potrubí, která je převedena na zpětný náraz, způsobí totiž plastickou deformaci deformovatelných tažených tyčí 5, které přitom drží části potrubí na jejich původním místě, přičemž jsou zároveň omezeny síly v tažených tyčích.

Obr. 2 znázorňuje rozdělovači člen 6 potrubí 1, od .něhož se část potrubí rozprostírá v nákresně směrem nahoru a dvě části potrubí se rozprostírají kolmo k nákresně. Na části potrubí směřující vzhůru jsou odpovídajíc horní části obr. 1 uspořádány dvě vačky 3, dvě vahadla £ a dvě deformovatelné tažené tyče 5. Tažené tyče 5 jsou přitom s vahadly £ spojeny zcela kardanicky, takže mohou být utlumeny i neaxiální pohyby potrubí 1. Na konci tažených tyčí 5 protilehlém vahadlu £ jsou tyto tyče spojeny s podpěrou 7. Podpěra 7 je uspořádána pod rozdělovacím členem a podpírá rozdělovači člen a ostatní potrubí.

Po prasknutí potrubí 1 v místě zlomu 2 je horní část potrubí tak jako u provedení podle obr. 1, držena deformovateInými taženými tyčemi 5. Spodní části potrubí 1 s rozdělovacím členem 6 je zabráněno prostřednictvím podpěry Ί_, aby na základě zpětného nárazu nevylétla. Mezi podpěrou 7 a rozdělovacím členem _6 potrubí _1 jsou podle obr. 2 uspořádány pružné trubky 8_. Tyto pružné trubky <3 mohou být součásti kluzného ložiska. Úloha pružné trubky 8_ ve vztahu k výkyvné pojistce spočívá v tom, že po prasknutí potrubí 1 stlačuje kinetická energie spodní části potrubí 1 pružnou trubkou 8, takže není možný žádný větší pohyb spodní části. Mezi podpěrou 7 a strukturou budovy 10 mohou být k zachycení

Ί

9 9 99 99 ··' 99

9 9 «99 9 *999

9999 9 9 ·

9999999 ♦ · · · ·9 9

9 999 9 999 vnějších sil uspořádány na struktuře budovy kloubové vzpěry 9 nebo tuhé stavební prvky nebo kombinace obou.

Provedení výkyvné pojistky podle obr. 2 je použitelné v oblasti rozdělovacího členu ý.

Vzájemně protisměrné síly působící po přerušení potrubí na obě jeho části jsou přenášeny jednak přes tažené tyče 5 a jednak přes pružné trubky <3 na jednu a tu samou podpěru 7. Síly jsou přitom omezeny plastickými deformacemi tažených tyčí 5 a pružných trubek £3. Jelikož jsou síly vzájemně protisměrné, jsou síly přenášené od podpěry Ί_ na strukturu budovy 10 relativně malé.

Obr. 3 znázorňuje jiné provedení výkyvné pojistky podle vynálezu, kterou lze nasadit na rozdělovači členy, ale také na tělesa armatur. Přitom je, jak je znázorněno na obr. 2, rozdělovači člen _6 popřípadě těleso armatury podepřeno na podpěře 7. Mezi podpěrou 7 a rozdělovacím členem 6 popřípadě tělesem armatury se nalézá pružná trubka £3. Mimoto jsou uspořádány mezi strukturou budovy 10 a podpěrou 7 kloubové vzpěry 9.

Ve vnitřním zakřivení rozdělovacího 'členu 6 popřípadě tělesa armatury je uložen deformovatelný třmen 11, jehož rameno se rozprostírá přibližně ve směru osy úhlu, který navzájem svírají osy dvou částí potrubí vycházejících z rozdělovacího členu _6. Deformovatelný třmen 11 'odpovídá svými vlastnostmi deformovatelným taženým tyčím 5. Je přímo nebo nepřímo spojen se strukturou 10 budovy, například prostřednictvím podpěry 7_.

• · · ·· «· · ·· ·» • · + · · · · * ·· · • · · · · · · · ·· · • · ···· · * · · · · ť · · • · · ♦ · · · · · · ·· · ···»·· ·· ··

Prostřednictvím deformovatelného třmenu 11 tlačí silové složky rozdělovači člen 6 popřípadě těleso armatury proti pružné trubce 8 a tím proti podpěře 7. Jiné silové složky brání tomu, aby se rozdělovači člen 6 popřípadě těleso armatury pohybovaly po příliš velké dráze v nákresně směrem doleva. Tím jsou zvládnuty zlomy nahoře a vpravo od rozdělovacího členu 6 popřípadě tělesa armatury. Aby mohly být zvládnuty zlomy v potrubí nalevo od rozdělovacího členu 6 popřípadě tělesa armatury, bylo by zapotřebí neznázorněného druhého deformovatelného třmenu, který by musel být uspořádán zrcadlově symetricky ke znázorněnému třmenu 11, přičemž rovina symetrie probíhá kolmo k nákresně podél osy části potrubí směřující vzhůru.

Výkyvnou pojistkou podle vynálezu mohou být zlomené části tlakového potrubí spolehlivě zajištěny ve své původní poloze.

Namísto deformovatelných tažených tyčí 5 mohou být použity také tuhé tažené tyče.

Claims (9)

1. Výkyvná pojistka k utlumení nebo zabránění pohybu ulomené části potrubí (1), přičemž předpokládané možné místo přemostěno spojovacím prvkem se tím, že jako spojovací prvek jsou uspořádány nejméně dvě tuhé nebo deformovatelné tažené tyče (5), a že tažené tyče (5) jsou po obou stranách možného místa zlomu (2) kardanicky spojeny s potrubím (1).

zlomu (2) je vyznačuj ící

2. Výkyvná pojistka k utlumení nebo zabránění pohybu ulomené části potrubí (1), přičemž předpokládané možné místo přemostěno spojovacím prvkem, s,e tím, že jako spojovací prvek jsou uspořádány nejméně dvě tuhé nebo deformovatelné tažené tyče (5), a že tažené tyče (5) jsou na jedné straně spojeny s potrubím (1) a na druhé straně s podpěrou (7), která podpírá potrubí (1) ve směru na možné místo zlomu (2) na rozdělovacím členu (6).

3. Výkyvná pojistka podle vyznačující se tím, že jsou spojeny s potrubím (1) kardanicky.

nároku 2 tažené tyče (5)

4. Výkyvná pojistka podle jednoho z nároků 1 až 3 vyznačující se tím, že tažené tyče (5) jsou spojeny s nejméně jedním vahadlem (4), které je pohyblivě uloženo na vačce (3), která je pevně spojena s potrubím (1).

5. Výkyvná pojistka k utlumení nebo zabránění pohybu ulomené části potrubí (1) vyznačující se • Ά • A

A A A AA AA

AAA · · · • A A · · · • A AAAA A · A A • A A A A A

AA A AA A A A tím, že část, jejíž ulomení se předpokládá, je na rozdělovacím členu (6) nebo na tělese armatury podepřena podpěrou (7) a je nejméně dvěma tuhými nebo deformovatelnýmí taženými tyčemi spojena s podpěrou (7).

6. Výkyvná pojistka podle nároku 5 vyznačující se tím, že tažené tyče jsou uspořádány šikmo k osám úseků potrubí vycházejících z rozdělovacího členu (6) nebo z tělesa armatury.

7. Výkyvná pojistka podle jednoho z nároků 5 nebo 6 vyznačující se tím, že část, jejíž ulomení se předpokládá, je v oblasti rozdělovacího členu nebo tělesa armatury obklopena tuhým nebo deformovatelným třmenem (11), jehož ramena tvoří obě tuhé nebo deformovatelné tažené tyče (5).

8. Výkyvná pojistka podle jednoho z nároků 2 až 7 vyznačující se tím, že mezi podpěrou (7) a potrubím (1) jsou uspořádány deformovatelné pružné trubky (8) .

9. Výkyvná pojistka podle nároku 8 načující se částmi kluzného ložiska. t í m , že pružné trubky (8) 10. Výkyvná pojistka podle j ednoho z nároků 2 až 9 n a č u j í c í se t í m , že mezi podpěrou (7) a

strukturou budovy (10) jsou uspořádány kloubové vzpěry (9).