CZ20338U1 - Zpětná klapka potrubního rozvodu - Google Patents

Description

Technické řešení se týká zpětné klapky potrubního rozvodu, jako ochranného zařízení, umožňující proudění vzduchu s částečkami prachu pouze jedním směrem. V případě protisměrného pohy5 bu klapka zavře a aretační mechanismus j i drží v zavřené poloze.

Zpětná klapka je využívána zejména při podtlakové dopravě hořlavých a výbušných materiálů třídy STÍ a ST2, kdy zabraňuje šíření případné tlakové vlny a plamene do potrubního rozvodu. Dosavadní stav techniky

Zpětná klapka je tvořena výkyvné uloženým listem, který v jedné koncové poloze dosedá na hrdlo vstupní trubky potrubního rozvodu. V případě, že potrubním rozvodem proudí ve směru otevírání listu klapky vzduch, je list tímto proudem nadzvednut a vzniklým otvorem může tento vzduch proudit do dalších částí potrubního rozvodu. V případě, že začne proudit vzduch opačným směrem, tj. proti směru otevírám klapky, dojde k samovolnému pohybu listu klapky, který dosedne na hrdlo vstupní trubky potrubního rozvodu a znemožní tak další proudění vzduchu (resp. tlakové vlny). Tlaková vlna případného výbuchu se pohybuje před čelem plamene, proto tento systém zabrání proniknutí plamene. V případě náhlého zavření klapky dojde k jejímu automatickému zajištění aretačním mechanismem v zavřené poloze a tím je zabráněno jejímu odskočení a případnému prošlehu plamene.

Známé konstrukce zpětných klapek se instalují na potrubní rozvod podtlakové dopravy cca 1 až

7 m daleko od prostoru s nebezpečím výbuchu. Tento relativně velký rozptyl vzdáleností je dán různými konstrukcemi zpětných klapek. U jednodušších klapek, které nejsou vybaveny aretačním mechanismem, je nebezpečí odskočení listu klapky a následnému prošlehnutí čela plamene do potrubního rozvodu. Z toho důvodu je nutno umístit je dále od místa s nebezpečím výbuchu (až 7m). Zpětné klapky vybavené aretačním mechanismem zabraňující odskočení listu lze umístit až podstatně blíže k místu s nebezpečím výbuchu (až 1 m).

Veškerá současná konstrukční řešení obsahují výkyvné umístěný list, který v klidové poloze dosedá na hrdlo vstupní s trubky. V této poloze je list zcela svisle. Otočné uložení listu je v jeho horní části, přičemž osa otáčení je vodorovná. V případě, že potrubním rozvodem proudí vzduch ve směru otevírání listu klapky, je list tímto proudem nadzvednut do provozní polohy a vzniklým otvorem může tento vzduch proudit do dalších částí potrubního rozvodu. V případě, že vzduch začne proudit opačným směrem, tj. proti směru otevírání klapky, dojde k samovolnému pohybu listu klapky, který dosedne na vstupní trubku potrubního rozvodu a znemožní tak další proudění vzduchu (resp. tlakové vlny).

Svislá klidová poloha listu klapky je poměrně choulostivá na vodorovnost instalace zpětné klapky. I malá výchylka může způsobit, že i v klidové poloze list nedosedne na hrdlo vstupní trubky.

Dosedací hrdlo vstupní trubky je vybaveno gumovým těsněním, přes které však při provozu proudí dopravní vzduch s částečkami prachu a tyto způsobují jeho obrus, čímž může dojít k jeho znehodnocení. List pak při dosednutí netěsní a touto netěsností může dojít k eventuelnímu pro40 šlehnutí plamene případné exploze.

Aretační mechanismy zpětných klapek jsou poměrně složité a náročné na výrobu. Aretační mechanismy jsou používány zdvojeně (2 ks aretačního mechanismu na 1 list), čímž je zkomplikováno jejich seřízení, které musí být navíc provedeno při úplné demontáži (vyjmout z pláště klapky) zpětné klapky. Aretační mechanismus je tvořen držákem aretačního Šroubu, aretačním šroubem (běžně dostupný šroub s odpruženou kuličkou) a západkou. Jsou známy dva typy konstrukce. V prvním případě je držák aretačního Šroubu umístěn na vstupní trubce. Vlastní seřízení je prováděno pohybem držáku aretačního šroubu v rovině rovnoběžné s osou vstupní trubky a zašroubováním, resp. vyšroubováním aretačního šroubu (v rovině kolmé k ose vstupní trubky). Aretační

1CZ ZUJJB Ul šroub částečně vystupuje nad horní hranu držáku aretačního Šroubu. Nevýhodou šroubu s odpruženou kuličkou je, že odpružená kulička vystupuje pouze nepatrně nad povrch šroubu a proto zdvih kuličky je velmi malý. Na listu klapky je proti aretačnímu šroubu umístěna plochá západka, která přesahuje obvodový okraj listu. Nevýhodou tohoto uspořádání je skutečnost, že aretační šroub, resp. jeho odpružená kulička, se nalézá v proudu vzduchu s prachovými částečkami, tím dochází k opotřebení odpružené kuličky obrusem a následně k nesprávné funkci klapky. Druhý typ konstrukce je přesně opačný, tj. na podélně umístěném držáku je plochá západka a aretační šroub je umístěn na listu klapky. V obou uvedených případech dojde při zavření listu klapky k pohybu západky přes odpruženou kuličku aretačního šroubu a tím k zaaretování listu klapky proti jeho odskočení. Při pohybu odpružené kuličky přes západku dojde k velkému rázu, protože odpružená kulička narazí do západky z boku (téměř kolmo ke směru zdvihu pružiny) a stlačení pružiny je velice rychlé. Dochází také k velkému opotřebení ploché západky i odpružené kuličky.

V případě zaaretování je třeba celou zpětnou klapku demontovat (vyjmout z pláště klapky) a odaretovat nebo alespoň zpřístupnit vnitřek pláště klapky demontáží vík revizního otvoru. Od15 aretování probíhá buď povolením aretačních šroubů, (pak je nutno aretační mechanismus opět seřídit) nebo zamáčknutím odpružených kuličku obou aretačních šroubů současně pomocí dvou vhodných nástrojů a list otevřít (toto je obtížné provést v jednom pracovníku).

List je na dosedací straně opatřen otěruvzdomou deskou. Tento materiál bráni opotřebení listu vlivem proudících prachových částic.

Nevýhodou všech v současnosti používaných konstrukcí je poměrně velká složitost, náročnost výroby, kdy je potřeba vyrábět řadu atypických dílů a vysoká hmotnost. Další nevýhodou jsou značné nároky na údržbu, kdy pro odaretování musí obsluha klapku částečně demontovat. Tím hrozí nebezpečí změny nastavení (seřízení) zpětné klapky a v důsledku toho její nesprávná funkce. V neposlední řadě je cena těchto zpětných klapek značná.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zpětná klapka potrubního rozvodu instalovaná pomocí přírub na potrubní rozvod podtlakové dopravy, před místo se zvýšenou pravděpodobností vzniku exploze a umístěná v plášti do něhož jsou zaústěny výstupní trubka a vstupní trubka na kterou dosedá výkyvný list, který je uložen na vodorovné ose okolo které se otáčí, podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že aretační mechanismus umístěný ve spodní části pláště zpětné klapky je opatřen na vnitřní straně dna pláště klapky obslužným otvorem a držákem k němuž je připevněna západka, která se nalézá v dráze pohybu odpruženého kolíku a aretačního šroubu, upevněného v matici na listu, přičemž odpružený kolík vystupuje pod spodní okraj matice.

Výhoda zpětné klapky potrubního rozvodu, podle tohoto technického řešení, je spatřována v tom, že vstupní trubka je zakončena pod úhlem 85 až 45 stupňů. Rovina hrdla vstupní trubky je natočena okolo osy otáčení listu ve směru otevírání listu. Díky tomu v zaaretované poloze list dosedá na toto hrdlo vstupní trubky nikoliv svisle, ale pod úhlem shodným jako je úhel zakončení vstupní trubky. Výhodou této konstrukce je, že trajektorie pohybu listu mezi klidovou a provozní polohou je kratší a proto klapka v případě příchodu tlakové vlny rychleji zavře. Další výhodou zpětné klapky potrubního rozvodu, podle tohoto technického řešení, je spatřována v menší citlivosti na vodorovnost instalace zpětné klapky.

Další výhoda zpětné klapky potrubního rozvodu, podle tohoto technického řešení, je spatřována v tom, že dosedací hrdlo vstupní trubky nemá těsnění. Otěruvzdomá deska chránící list dosedá přímo na hrdlo vstupní trubky. Protože otěruvzdomá deska je z nedostatečně pružného materiálu, je proto mezi otěruvzdomou deskou a listem pryžová podložka. Při zavření klapky dojde na těsnicí ploše k přítlačnému tlaku na otěruvzdomou desku, který se přenese do pryžové podložky, která se zdeformuje podle potřeby. Díky tomuto řešení otěruvzdomá deska dokonale těsní hrdlo vstupní trubky i bez jakéhokoli gumového těsnění.

-2zujjo ui

Další výhoda zpětné klapky potrubního rozvodu, podle tohoto technického řešení, je spatřována v tom, že aretační mechanismus je pouze jeden a je umístěn v ose listu klapky. Na listu klapky je umístěna spojovací matice, ve které je aretační šroub (běžně dostupný šroub s odpruženým kolíkem). Odpružený kolík vystupuje pod spodní hranu spojovací matice. Oproti běžně používanému šroubu s odpruženou kuličkou, kde kulička vystupuje nad povrch šroubu pouze minimálně, vyčnívá odpružený kolík podstatně více a proto v případě jeho zaaretování o hranu západky, se o tuto hranu opírá větší a vhodněji tvarovanou plochou. Ve všech polohách listu klapky je odpružený kolík chráněn před proudem vzduchu s částečkami prachu otěruvzdomou deskou, proto nemůže dojít k opotřebení kolíku obrusem. Držák je umístěn přímo na vnitřní straně spodní části pláště zpětné klapky. Proto je držák nepatrných rozměrů oproti běžně používaným konstrukcím. Vlastní západka je tvořena hranolem, který je pomocí šroubů připevněn k držáku západky. Západka je umístěna v dráze pohybu odpruženého kolíku aretačního šroubu Při zavírání dosedne nejprve odpružený kolík na západku ve směru zdvihu kolíku (nedojde k bočnímu nárazu), při dalším pohybu se kolík postupně ohybuje po západce a je zamačkávána stále více. Při úplném ís uzavření vstupního hrdla listem přejede odpružený kolík hranu západky. Pružina kolík vysune a tím je list zaaretován v uzavřené poloze. Tento systém je podstatně šetrnější k použitým komponentům, protože eliminuje rázy do konstrukce. Ve dně pláště zpětné klapky, v místě západky je malý otvor se Šroubovacím víčkem. V případě zaaretování listu klapky obsluha pouze otevře tento malý otvor a vhodným nástrojem (šroubovákem, kusem kulatiny, ...) zamáčkne odpružený kolík, čímž dojde k odaretování klapky. Celý úkon je velice jednoduchý a zabere jen pár vteřin a navíc odpadá nutnost demontáže vnitřku zpětné klapky a s ním spojené riziko neodborného nastavení klapky.

Další výhoda zpětné klapky potrubního rozvodu, podle tohoto technického řešení, je spatřována v použití běžně dostupných komponentů, oproti jiným známým zpětným klapkám.

Další výhoda zpětné klapky potrubního rozvodu, podle tohoto technického řešení, je spatřována v tom v jednoduchém konstrukčním uspořádání, ve výrazně kompaktnějších rozměrech pláště klapky, menší hmotnosti (díky menší složitosti i menšímu plášti), snadné obsluze, kdy pracovník vůbec nemusí otevírat plášť klapky, natož rozebírat vnitřní části, čímž je eliminována možnost neodborného zásahu do nastavení zpětné klapky.

Pro správnou funkci je výhodné, že vstupní trubka zaústěná do pláště je zakončena pod úhlem 85 až 45 stupňů, přičemž rovina hrdla vstupní trubky je natočena okolo osy otáčení listu a ve směru otevírání listu, že na hrdlo vstupní trubky dosedá přímo otěruvzdomá deska, že mezi otěruvzdornou deskou a listem je umístěna pryžová podložka a ve stropu pláště je umístěn servisní otvor, uzavřený víkem.,

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 prostorový řez pláštěm zpětné klapky se zaaretovaným listem, obr. 2 prostorový řez pláštěm zpětné klapky s otevřeným listem a obr. 3 detail aretačního mechanismu v poloze se zaaretovaným listem. Příklady provedení technického řešení

Zpětná klapka potrubního rozvodu, podle obr. 1 až 3 instalovaná pomocí přírub 12 na potrubní rozvod podtlakové dopravy, před místo se zvýšenou pravděpodobností vzniku exploze a umístěná v plášti 1 do něhož jsou zaústěny výstupní trubka 5 a vstupní trubka 6 na kterou dosedá výkyvný list 13, který je uložen na vodorovné ose 15 okolo které se otáčí, kdy aretační mechanismus 22 umístěný ve spodní části pláště 1 zpětné klapky je opatřen na vnitřní straně dna 2 pláště 1 klapky obslužným otvorem 4 a držákem 7 k němuž je připevněna západka 11, která se nalézá v dráze pohybu odpruženého kolíku 21 a aretačního šroubu 18, upevněného v matici 17 na listu Γ3, přičemž odpružený kolík 21 vystupuje pod spodní okraj matice 17.

Vstupní trubka 6 zaústěná do pláště 1 je zakončena pod úhlem 85 až 45 stupňů, přičemž rovina hrdla vstupní trubky 10 je natočena okolo osy otáčení listu 13 a ve směru otevírání listu 13. Na

-3CZ 20338 Ul hrdlo 10 vstupní trubky 6 dosedá přímo otěruvzdomá deska 19. Mezi otěruvzdomou deskou 19 a listem 13 je umístěna pryžová podložka 20. Ve stropu 3 pláště I je umístěn servisní otvor 8, uzavřený víkem.

Zpětná klapka potrubního rozvodu je umístěna na potrubní rozvod podtlakové dopravy tak, že se list 13 otevírá ve směru proudění vzduchu s prachovými částicemi.

Konstrukce zpětné klapky je tvořena pláštěm 1 klapky do kterého jsou zaústěny vstupní trubka 6 a výstupní trubkou 5 se spojovacími přírubami 12. Rovina hrdla 10 vstupní trubky 6 je pod úhlem 70 stupňů natočena okolo osy 15 otáčení listu 13 ve směru otevírání listu 13. Mezi dnem 2 pláště 1 a napojením výstupní trubky 6 je instalován náběh 9, který usměrňuje proud vzduchu do výío stupni trubky 5. Ve stropu 3 pláště 1 je servisní otvor 8, který je uzavřen víkem (není vyobrazeno). Ve dnu 2 pláště 1 je obslužný otvor 4 s instalovanou trubičkou. Trubička je z vnější strany uzavřena šroubovacím víčkem (není vyobrazeno). Po jeho sejmutí je možno obslužným otvorem vsunout vhodný nástroj a zamáčknutím odpruženého kolíku 21 odaretovat list 13.

Ve vnitřním prostoru pláště jsou umístěna ložiska 16, která jsou přichycena šrouby ke stropu 3 pláště 1. Těmito ložisky vodorovně prochází osa 15, která je ve svislém pohledu kolmá na vstupní trubku 6. Na této ose 15 jsou umístěny závěsy 14, ke kterým je šrouby připevněn list 13. K listu 13 je šrouby přichycena otěruvzdomá deska 19 chrámci list 13 proti poškození proudícími prachovými částicemi a dosedající přímo na hrdlo JO vstupní trubky 6. Protože otěruvzdomá deska 19 je z nedostatečně nepružného materiálu, je proto mezi otěruvzdomou deskou 19 a listem

13 pryžová podložka 20, která se při zavření klapky zdeformuje podle potřeby a umožní tak aby otěruvzdomá deska 19 dokonale těsnila na hrdle vstupní trubky 10.

Ve spodní části listu klapky J3 se nalézá matice 17- Jedná se o dlouhou, tzv. spojovací matici, která je umístěna ve výřezu listu klapky 13. Do této matice 17 je zašroubován aretační šroub 1_8 s odpruženým kolíkem 21 a to tak, že odpružený kolík 21 vystupuje pod spodní okraj této matice

17. Nastavení síly potřebné pro zaaretování listu klapky 13 probíhá vyšroubováním / zašroubováním aretačního šroubu 18 a tím nastavení odpruženého kolíku 21 do vhodné pozice proti západce JT. Polohu aretačního šroubu 18 je vhodné zajistit kontrašroubem (není vyobrazen), zašroubovaným z horní strany do matice 17. Na vnitřní straně dna 2 pláště 1 zpětné klapky je umístěn držák 7, ke kterému je dvěma šrouby připevněna vlastní západka 1T. Nastavení polohy západky ve směru rovnoběžném s osu potrubí a tím síly, kterou bude list H, resp. otěruvzdomá deska 19 primačkávána na hrdlo JO vstupní trubky 6, probíhá instalací požadovaného množství podložek mezi západku 11 a držák 7.

Funkce zpětné klapky probíhá následujícím způsobem. Zpětná klapka potrubního rozvodu je instalována na podtlakový potrubní rozvod do blízkosti místa s nebezpečím výbuchu a to tak že list 13 se otevírá ve směru proudění vzduchu s prachovými částicemi. Během povozu podtlakové dopravy transportní vzduch proudí vstupní trubkou 6, prochází pláštěm zpětné klapky 1, kde nadzvedává list 13. Díky čemuž může transportní vzduch proudit dále výstupní trubkou 5 do navazujícího potrubí. Úhel otevření listu 13 ldapky 1 závisí na síle proudu transportního vzduchu. V případě ukončení provozu podtlakové dopravy se snižuje proud vzduchu a to až do úplného za40 stavení proudění. List 13 se proto vlastní vahou postupně zavírá, až dojde k dosednutí odpruženého kolíku 21 aretačního šroubu 18 na západku JT. Energie zavíraného listu 13 v tomto případě nepřekoná sílu pružiny odpruženého kolíku 21 aretačního šroubu 18 a tedy nedojde k dosednutí listu 13, resp. otěruvzdomé desky 19 na hrdlo 10 vstupní trubky 6 a tedy ani k zaaretování.

V případě exploze prachu v prostoru za zpětnou klapkou začne prudce proudit vzduch opačným směrem, tj. proti směru otevírání listu 13, dojde k samovolnému pohybu listu 13 podpořenému prouděním výše zmíněným proudem vzduchu. List 13 dosedne na hrdlo JO vstupní trubky 6 natolik, že ji zcela utěsní a znemožní tak další proudění vzduchu (resp. tlakové vlny). Energie zavíraného listu 13 je výrazně větší než v případě, že se list 13 zavírá pouze samovolně a proto dojde k překonání síly pružiny odpruženého kolíku 21 aretačního šroubu 18, který je po dosednutí na

50. západku JT dále zatlačován až přejede hranu západky JT, za níž se odpružený kolík 21 opět vysune a list 13 zaaretuje proti otevření. Tímto je zabráněno odskočení listu 13 a tedy k prošlehnutí čela plamene, který se pohybuje až za tlakovou vlnou výbuchu, do navazujícího potrubí před

-4CZ ZUJJ9 Ul vstupní trubkou 6. Pro odaretování je potřeba pouze odšroubovat víčko trubičky umístěné na obslužném otvoru 4 a otvorem vsunout vhodný nástroj (šroubovák, kus kulatiny a pod.), jím zamáčknout odpružený kolík 21, čímž dojde k odaretování listu 13.

Průmyslová využitelnost

Zpětná klapka potrubního rozvodu je průmyslově využitelná, zejména při podtlakové dopravě hořlavých a výbušných materiálů třídy STÍ a ST2, kdy zabraňuje šíření případné tlakové vlny a plamene do potrubního rozvodu.

Claims (3)

1. Zpětná klapka potrubního rozvodu instalovaná pomocí přírub (12) na potrubní rozvod podio tlakové dopravy, před místo se zvýšenou pravděpodobností vzniku exploze a umístěná v plášti (1) do něhož jsou zaústěny výstupní trubka (5) a vstupní trubka (6) na kterou dosedá výkyvný list (13), který je uložen na vodorovné ose (15) okolo které se otáčí, vyznačující se tím, že aretační mechanismus (22) umístěný ve spodní části pláště (1) zpětné klapky je opatřen na vnitrní straně dna (2) pláště (1) klapky obslužným otvorem (4) a držákem (7) k němuž je připev15 něna západka (11), která se nalézá v dráze pohybu odpruženého kolíku (21) a aretačního šroubu (18), upevněného v maticí (17) na listu (13), přičemž odpružený kolík (21) vystupuje pod spodní okraj matice (17).

2. Zpětná klapka potrubního rozvodu, podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní trubka (6) zaústěná do pláště (l)je zakončena pod úhlem 85 až 45 stupňů, přičemž rovina

20 hrdla vstupní trubky (10) je natočena okolo osy otáčení listu (13) a ve směru otevírání listu (13).

3. Zpětná klapka potrubního rozvodu, podle nároků la2, vyznačující se tím, že na hrdlo (10) vstupní trubky (6) dosedá přímo otěruvzdomá deska (19).

4. Zpětná klapka potrubního rozvodu, podle nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že mezi otěruvzdomou deskou (19) a listem (13) je umístěna pryžová podložka (20).

25 5. Zpětná klapka potrubního rozvodu, podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stropu (3) pláště (1) je umístěn servisní otvor (8), uzavřený víkem.

3 výkresy