CZ19883U1

CZ19883U1 - Bidirectional explosion-proof safety with removable casing intended particularly for pipe systems

Info

Publication number: CZ19883U1
Application number: CZ200921189U
Authority: CZ
Inventors: Dvorácek@Vladimír; Sedlák@Jan
Original assignee: Dvorácek@Vladimír; Sedlák@Jan
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2009-07-27

Description

Obousměrná protiexplozivní pojistka s rozebíratelným pouzdrem, zejména pro potrubní systémyBi-directional flame arrester with detachable housing, especially for piping systems

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká obousměrné protiexplozivní pojistky s rozebíratelným pouzdrem, ze5 jména pro potrubní systémy, která je určena k zamezení a útlumu výbuchu vysoce výbušných médií v případech průmyslových havárií především v ropném průmyslu, chemickém průmyslu, farmaceutickém průmyslu i průmyslu potravinářském.The technical solution relates to a bi-directional flame arrester with a removable casing, in particular for piping systems, designed to prevent and attenuate the explosion of highly explosive media in the event of industrial accidents, particularly in the oil, chemical, pharmaceutical and food industries.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V řadě průmyslových oborů se pracuje s kapalnými Či plynnými látkami, které se vzduchem tvoří výbušné směsi. Jedná se zejména o průmysl petrochemický, chemický, farmaceutický včetně 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.In many industrial fields, liquid or gaseous substances are used which form explosive mixtures with air. These are mainly the petrochemical, chemical and pharmaceutical industries, including the food industry. However, the storage, transportation, processing and handling of these substances pose a risk of explosion, particularly in critical areas such as tank and storage venting systems, pipeline joints, and wherever there is a likelihood of exposure to air. Minimizing the consequences and attempting to avert these technical accidents is addressed by anti-explosive barriers designed to allow the free flow of gases and vapors or other media, but in the event of an explosion, prevent the flame from passing and transferring from one section to another.

Je dosud známa celá řada bezpečnostních protiexplozivních pojistek za tímto účelem vkládaných do potrubních systémů, které mají 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.A number of safety flame arresters for this purpose inserted into piping systems are known to ensure that the explosive medium flows in the event of an explosion, in order to prevent further damage and to ensure safety in industrial operations where these explosive media are transported through piping systems, stored or otherwise manipulated.

Příklad známého komponentu pro protiexplozivní pojistky je popsán v patentovém spise CZ 295987, který uvádí vložku neprůbojné protiexplozivní pojistky pro umístění v neprůbojné arma25 túře technologických zařízení nebo přímo v potrubí a 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.An example of a known flame arrester component is described in CZ 295987, which discloses a non-flammable flame arrester insert for placement in a non-flammable arma25 tube of process equipment or directly in a pipeline, and consisting of a frame in which strips and slats with wound round wire or of a polygonal cross-section coiled into a disk, which are retracted by the frame and transverse in the duct into the path of the flowing medium between the duct flanges.

Nevýhoda protiexplozivní pojistky využívající tuto vložku spočívá především v tom, že není zaručena pri extrémních požadavcích na vysoce výbušné médium plná útlumová schopnost jednotlivé 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 vyža35 dována instalace opěrných křížů a jiných přídržných přepážek, které jednak omezuji 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.The disadvantage of an anti-explosive fuse utilizing this cartridge is primarily that the extreme attenuation capability of the individual cartridge, which cannot be constructed in an axial length, is not guaranteed in extreme requirements for high explosive media so that a larger number of flanges do not have to be inserted. Thus, contact points are formed between the individual inserts, which form undesirable ignition chambers, in which the flame is re-ignited and its resulting attenuation is thus complicated. At the same time, for the alignment of the liner in the fuse assembly, the installation of support crosses and other retaining baffles is required, which both limit the flow of the medium through the pipeline and in the event of an explosion again create unwanted firing chambers and nooks.

Další známá řešení jsou popsána například ve spisech WO 2005014112 a WO 2004108219 Leinemann Christoph, na kterých lze spatřit podobné nevýhody, jaké jsou výše popsány u CZOther known solutions are described, for example, in WO 2005014112 and WO 2004108219 by Leinemann Christoph, which show similar disadvantages to those described above for CZ

2959 87. Tato řešení opět využívají protiexplozivní vložky obdobných konstrukcí 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.2959 87. Again, these solutions utilize flame-retardant inserts of similar designs integrated between the pipeline flanges, which produce deactivating flame retardant chambers and thus prolong the attenuation time. Essentially, any obstruction or chamber contained in the system located in the explosion path causes the explosion shock to slow down, to form the location of the next ignition and at the same time to prolong the time required to attenuate the flame.

Pro efektivní útlum plamene se ukazuje, zeje 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 zpožděnímFor effective flame attenuation, it is necessary to design a flame arrester design that allows the continuous flow of the medium through the pipeline without any significant limitations in the operating state and which, in the event of an explosion, allows the shock wave to pass as little as possible in the insert itself, for which the delay

-1 CZ 19883 Ul 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, zveřejněné přihlášce vynálezu CZ PV 2006-30 a v užitném vzoru CZ 19031 U, jejiž konstrukce umožňují volitelnou axiální délku potřebnou pro útlum plamene, její jednoduchou integraci do pláště pojistky a do potrubníio ho systému a která vykazuje značnou konstrukční tuhost a pevnost při dodržení požadovaných parametrů jak pro průtok média, tak i pro vlastni funkci k potlačení průniku plamene.The flame damped by the loss of air is advancing. This effect can be achieved in particular by the optional axial length of the damping insert formed as a rigid monolithic element, whose through holes are still the same cross-section throughout their length, trying to accommodate the insert in the pipe system or fuse housing without additional auxiliary retaining elements. as few deaf spaces as possible in front of and behind the liner in the direction of the flowing medium. Suitable for these purposes is shown by the use of the anti-detonator insert lamella structure for the construction of an anti-explosive fuse described in the CZ 16431 U, CZ PV 2006-30 and CZ 19031 U, whose designs allow for the optional axial length required for flame attenuation , its simple integration into the fuse sheath and into the piping system and which exhibits considerable structural rigidity and strength while maintaining the required parameters for both the flow of the medium and the intrinsic flame suppression function.

S využitím výše uvedených řešení již byla zkonstruována obousměrná protiexplozivní pojistka, zejména pro potrubní systémy, která je popsána ve zveřejněné přihlášce vynálezu CZ PV 2007313 a která, jak se ukazuje v praxi, vykazuje velmi dobré tlumicí vlastnosti a splňuje požadovaná kritéria. Jejím nedostatkem se v určitých konkrétních případech ukazuje, že tlumicí vložka je u tohoto provedení integrována do pevného nerozpojitelného pouzdra, což u některého koncového uživatele komplikuje její instalaci do potrubního systému a vznikl tak požadavek na pouzdro rozebíratelné s možností výměny lamelové vložky různých axiálních délek podle potřeby, aniž by bylo nutné vytvářet kompletní celé pouzdro pro konkrétní požadovanou axiální délku pojistky.Using the above solutions, a bi-directional flame arrester has been constructed, especially for piping systems, which is described in published patent application CZ PV 2007313 and which, in practice, shows very good damping properties and meets the required criteria. Its drawback in certain specific cases shows that the damping insert in this embodiment is integrated into a fixed, non-detachable sleeve, which makes it difficult for an end user to install it in a piping system, thereby requiring a sleeve that can be dismounted. without the need to create a complete complete housing for a particular desired axial length of the fuse.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Shora uvedené nedostatky odstraňuje a účel technického řešení ve velké míre splňuje obousměrná protiexplozivní pojistka s rozebíratelným pouzdrem, zejména pro potrubní systémy, sestávající z tělesa pojistky napojitelného do potrubního řádu, v jehož dutině je uložena antidetonační lamelová vložka podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že těleso pojistky je tvořeno dvěma protilehlými přírubami pojistky, mezi nimiž je vložena antidetonační lamelová vložka natěsno uložená ve vnitřním pouzdru vložky, přičemž protilehlá příruby jsou po svém obvodu vzájemně spojeny Šrouby a přičemž protilehlé příruby pojistky jsou na svých vnějších koncích opatřeny násuvnými hrdly potrubních přírub. Vnitřní pouzdro vložky s uloženou antidetonační lamelovou vložkou je výměnné v různých požadovaných axiálních délkách při zacho30 vání shodného průtočného profilu pojistky.The above-mentioned deficiencies are eliminated and the purpose of the technical solution is fulfilled to a large extent by a bi-directional flame arrester with a detachable casing, especially for piping systems, consisting of a fuse body connectable to the piping system. wherein the fuse body is formed by two opposing flange flanges interposed with an anti-knock lamella insert embedded in the inner liner of the insert, the opposing flanges being joined together by screws at their periphery and wherein the opposing flange flanges are provided with male or female flanges at their outer ends . The inner liner of the insert with the anti-knock lamella insert is replaceable in various required axial lengths while maintaining the same fuse flow profile.

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 pří vlastní instalaci, tak i při servisních pracích. Provedení pojistky s rozebíratelným pouzdrem s axiálně stavitelnými příru35 bami umožňuje snadnější instalaci v místech s omezeným prostorem například pří 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, případně jen výměnu vnitrního pouzdra vložky s ponecháním původních konstrukčních prvků pojistky.Advantages of the bi-directional flame arrester according to the technical solution consist mainly in the fact that its construction forms a very rigid compact unit requiring a small built-in space, which in the piping system saves space and improves handling both during the installation itself and during service work. The design of the detachable fuse with axially adjustable flanges35 makes installation easier in places with limited space, for example when replacing fuses with other types, without the need to adjust the length of the pipe to be connected. The design of the fuse according to the technical solution allows the flow of the medium through the fuse with a minimum restriction and in case of explosion its failure rate is minimal, which in many cases allows re-installation of the original fuse into the system or leaving it in the system. fuses.

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.The design of the fuse enables placing of pressure, thermal and detection sensors in places where it is possible to read the required values and properties of the medium and by connecting them to an electronic evaluation unit to monitor the current state of both the flowing medium and the fuse.

V extrémních teplotních podmínkách lze do tělesa pojistky instalovat topné těleso a regulační snímač topného tělesa, jež zajišťují 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.In extreme temperature conditions, the fuse body and heater control sensor can be installed in the fuse body to ensure that the fuse is heated and operable at low temperatures, particularly when the medium has a low freezing point in case of frost or fuse. The configuration of the inspection openings allows easy visual inspection of the condition of the anti-knock plate during servicing.

-2CZ 19883 Ul-2CZ 19883 Ul

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na připojených výkresech jsou pro bližší objasnění technického řešení znázorněny základní konstrukční prvky obousměrné antidetonační pojistky podle technického řešení, kde obr, 1 znázorňuje čelní pohled na pojistku se vstupním otvorem příruby pojistky s vyznačením řezu A-A.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view of a fuse with an inlet opening of a fuse flange showing section A-A.

Obr. 2 představuje v podélném řezu A-A vnitřní uspořádání pojistky s uložením antidetonační lamelové vložky a obr, 3 představuje v podélném řezu A-A alternativní provedení s antidetonační lamelovou vložkou o menší axiální délce.Giant. 2 is a longitudinal cross-section A-A of an internal fuse arrangement with an anti-knock lamella insert, and FIG. 3 is a longitudinal section A-A of an alternative embodiment with a shorter axial length anti-knock plate.

Na obr. 4 je znázorněno v axonometrickém pohledu těleso pojistky se vstupním otvorem vstupní příruby pojistky a obr. 5 znázorňuje v axonometrickém pohledu kompletní sestavenou pojistku opatřenou přípojnými přírubami na potrubí.Fig. 4 is a perspective view of the fuse body with an inlet opening of the fuse inlet; and Fig. 5 is a perspective view of a complete assembled fuse provided with pipe flanges.

Příklad provedení technického řešeníExample of technical solution

Obr. 1 představuje v čelním pohledu těleso 2 pojistky s vyznačeným řezem A-A pro obr. 2.Giant. 1 is a front view of the fuse body 2 with section A-A shown in FIG. 2.

Z obr. 2 je v řezu A-A patrné těleso 2 pojistky, které je tvořeno dvěma protilehlými přírubami 2.1, 2.2 pojistky, mezi nimiž je vložena antidetonační lamelová vložka i natěsno uložená ve vnitřním pouzdru 3 vložky a protilehlé příruby 2,1, 2.2 jsou na svém obvodu vzájemně spojeny šrouby 4 a jsou na svých vnějších koncích opatřeny násuvnýmí hrdly 5, 5.1 potrubních přírub 6, 6J,Fig. 2 shows in section AA the fuse body 2, which is formed by two opposite flange flanges 2.1, 2.2, between which an anti-knock lamella insert is inserted and tightly embedded in the inner liner housing 3 and the opposite flanges 2,1, 2.2 are on their 4 and are provided at their outer ends with plug-in sockets 5, 5.1 of the pipe flanges 6, 6J,

Na obr. 3 je v řezu A-A znázorněno alternativní provedení pojistky, kde je antidetonační lamelová vložka i o menší axiální délce vložena mezi protilehlé příruby 2.1, 2.2 pojistky vhodná k instalaci v menším zastavěném prostoru potrubního systému.Fig. 3 is a cross-sectional view of an alternative embodiment of a fuse in which an anti-knock lamella insert of smaller axial length is interposed between opposing flanges 2.1, 2.2 of a fuse suitable for installation in a smaller built-up area of a piping system.

Obr. 4 představuje v axonometrickém pohledu těleso 2 pojistky se vstupním hrdlem 5.1 potrubní příruby.Giant. 4 is an axonometric view of a fuse body 2 with a pipe flange inlet 5.1.

Obr. 5 znázorňuje v axonometrickém pohledu těleso 2 pojistky opatřené potrubními přírubami 6, 6T.Giant. 5 shows, in a perspective view, a fuse body 2 provided with pipe flanges 6, 6T.

Konstrukce pojistky umožňuje přímý průchod tlakové vlny i plamene bez jakýchkoli příčných překážek jen s využitím axiální délky antidetonační lamelové vložky t, která je jedním ze zásadních parametrů pro její požadovanou funkci. Tím, že lze antidetonační lamelovou vložku I instalovat do tělesa 2 pojistky jako jeden monolitický celek o libovolné axiální délce, jsou odstraněna jednotlivá přerušení a napojení, která jsou jinak obvyklá u stávajících konstrukcí antidetonačních vložek, což vyvolává existenci vzduchových kapes a příčinu dalšího iniciování plamene a nižšího tlumicího účinku pojistky.The design of the fuse allows direct passage of both the pressure wave and the flame without any transverse obstacles using only the axial length of the anti-knock lamellae t, which is one of the essential parameters for its required function. By installing the anti-knock plate I into the fuse body 2 as a single monolithic unit of any axial length, the individual breaks and connections that are otherwise common in existing anti-knock plate designs are eliminated, causing air pockets and causing further flame initiation, and lower damping effect of the fuse.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

A bi-directional flame arrester with a removable housing, in particular for piping systems, consisting of a fuse body (2) connectable to a duct, in the cavity of which an anti-knock lamellae (1) is received, characterized in that the fuse body (2) is formed by two opposing flange flanges (2.1, 2.2), interposed with an anti-knock lamella insert (1), fitted tightly in the inner liner (3) of the insert, the opposing flanges (2.1, 2.2) being connected to each other by screws (4) and wherein the opposite flanges (2.1, 2.2) are provided at their outer ends with plug-in necks (5, 5,1) of the pipe flanges (6,6.1).

A bi-directional anti-explosive fuse according to claim 1, characterized in that the inner liner (3) of the insert with the mounted anti-knock lamellae (1) is replaceable in different desired axial lengths while maintaining the same fuse flow profile.