CZ27201U1 - Bezpečnostní zařízení s protiexplozivní klapkou a aretačním mechanismem, zejména pro prostředí s výskytem hořlavých nebo výbušných látek - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká bezpečnostního zařízení s protiexplozivní klapkou s aretačním mechanismem určeného k montáži pomocí přírub do potrubního rozvodu před místo se zvýšenou pravděpodobností výskytu exploze hořlavých nebo výbušných prachových částic. Tyto hořlavé nebo výbušné prachové částice, které se vyskytují v různých průmyslových provozech, jako jsou mlýny, cukrovary, uhelné doly či jiné podobné průmyslové provozy, jsou dopravovány potrubním systémem, přičemž účelem instalace bezpečnostního zařízení s protiexplozivní klapkou v potrubním systému je zamezení anebo minimalizace následků případné exploze hořlavých nebo výbušných prachových částic.

Dosavadní stav techniky

Známé konstrukce protiexplozivních klapek tvoří těleso převážně ve tvaru plechového válce, které je shora uzavřeno odnímatelným víkem a které je na obou koncích opatřeno připojovacími přírubami. Z užitného vzoru CZ 21767 je známo řešení, podle kterého je v homí části plechového válce upevněn na otočné hřídeli uzavírací člen, který tvoří přítlačná deska a těsnící talíř uchycený výkyvné na této přítlačné desce proti těsnící hraně uzavíraného přívodního potrubí. Přítlačná deska s těsnícím talířem jev poloze při uzavření přívodního potrubí zpětnou klapkou zajištěna aretačním mechanismem. V případě exploze dojde působením tlakové vlny způsobené explozí ke sklopení uzavíracího členu zpětné klapky do uzavřené polohy a tím k uzavření přívodního potrubí. Současně dojde k zaaretování přítlačné desky uzavíracího členu v této poloze, čímž se zabrání přenosu tlaku a plamene mezi dvěma technologickými zařízeními. Po pominutí exploze se zaaretování přítlačné desky s jejím těsnícím talířem uzavíracího členu zpětné klapky ručně uvolní, čímž dojde k otevření přívodního potrubí.

Aretační mechanismy zpětných klapek jsou poměrně složité a jsou obvykle používány zdvojené, čímž je zkomplikováno jejich seřízení, které musí být provedeno při úplné demontáži, tj. při vyjmutí klapky z tělesa zpětné klapky. Aretační mechanismus je tvořen držákem aretačního šroubu, aretačním šroubem s odpruženou kuličkou a západkou. Vlastní seřízení je prováděno pohybem držáku aretačního šroubu. Nevýhodou šroubu s odpruženou kuličkou je, že odpružená kulička vystupuje jen nepatrně nad povrch šroubu, čímž je zdvih kuličky velmi malý. Při zavírání listu klapky dochází k pohybu západky nacházející se na listu klapky přes odpruženou kuličku aretačního šroubu a tím k zaaretování listu klapky proti jeho odskočení. Při tomto pohybu odpružené kuličky přes západku tak dochází k velkému rázu, a ke značnému opotřebení ploché západky i odpružené kuličky.

Z užitného vzoru CZ 20338 je známo 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 klapky.

Nevýhodou všech v současnosti používaných konstrukcí je, že po explozi zůstávají protiexpolozivní klapky uzavřeny, a pro odaretování klapky musí obsluha klapku částečně demontovat. Hrozí tak nebezpečí změny seřízení protiexplozivní klapky a v důsledku toho její nesprávná funkce. Nevýhodou uvedených řešení je, že i když je list protiexplozivní klapky zaaretován v zablokované poloze, může docházet v důsledku působení tlakových sil způsobených explozí kjeho kmitání, a tím k částečnému propouštění explodujícího média do potrubního systému. Společnou nevýhodu v současnosti používaných protiexplozivních klapek lze dále spatřovat vtom, že jsou-li potrubní systémy vedeny ve značných výškách, opětovné uvedení protiexplozivní klapky do uvolněné polohy je značně náročné a vyžaduje další přístupové prostředky.

-1 CZ 27201 Ul

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje bezpečnostní zařízení s protiexplozivní klapkou s aretačním mechanismem podle technického řešení, určené k montáži pomocí přírub do potrubního rozvodu před místo se zvýšenou pravděpodobností výskytu exploze hořlavých nebo výbušných látek.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že vrchní konec protiexplozivní klapky tvoří hranolovité těleso s průchozím otvorem, v němž jsou pomocí šroubů upevněny poloosy protiexplozivní klapky, uložené v ložiskových domcích v tělese. Aretační mechanismus protiexplozivní klapky, uspořádaný na jedné z vnějších stran tělesa na nosné desce, sestává z aretační západky s přítlačnou pružinou, uložené na nosné desce suvně prostřednictvím vodících čepů. Pod přední částí aretační západky je na nosné desce výkyvné uchycena aretační páka opatřená ve střední části aretačním čepem uzpůsobeným k záběru s aretačním palcem, vytvořeným na spodní straně aretační západky. Aretační páka je zakončená čepem, který je v záběru s drážkou vytvořenou v multifunkční vačce, tvarově spojené s poloosou. Na druhý konec multifunkční vačky je připojena tažná pružina. Aretační mechanismus v zadní části dále obsahuje na nosné desce výkyvné uloženou dvouramennou odblokovací páku, jejíž spodní rameno je prostřednictvím tažné pružiny spojeno s aretační západkou.

Ve výhodném provedení jsou ložiskové domky v tělese uspořádány nastavitelně ve vertikálním a horizontálním směru.

Podle dalšího výhodného provedení je protiexplozivní klapka ve spodní části opatřena náporovým jazykem.

Podle dalšího výhodného provedení je aretační západka na jednom konci zakončena aretačním nosem ve tvaru zobáku a na druhém konci odblokovacím čepem.

Je též výhodné, když na aretačním čepu, nacházejícím se na aretační páce, je vytvořeno seříznutí ve tvaru rovinné plochy.

Dále je výhodné, je-li tažná pružina, která je jedním koncem spojena s multifunkční vačkou, je na druhém konci opatřena napínacím ústrojím, uspořádaným vně tělesa.

Mezi další výhody předloženého řešení náleží to, že na vnější straně multifunkční vačky jsou uspořádány ukazatele polohy protiexplozivní klapky červené a zelené barvy.

S výhodou je, když je jedna z poloos vybavena vačkovým segmentem pro elektronickou signalizaci polohy protiexplozivní klapky.

Rovněž je výhodné provedení dvouramenné odblokovací páky spočívající v tom, že odblokování aretačního mechanismu je umožněno zatažením za dvouramennou odblokovací páku směrem dolů, což umožní odblokovat aretační mechanismus ze země vhodným jednoduchým nástrojem, například tyčí s hákem.

Dále je výhodné, jestliže aretační palec má profil ve tvaru oblouku, jehož střed leží mezi osou otáčení aretační páky a podélnou osou přítlačné pružiny v takovém místě, že působením mezi aretačním palcem a aretačním čepem nevzniká kroutící moment na aretační páce.

Předložené technické řešení zamezuje kmitání protiexplozivní klapky v zablokované poloze při explozi, a dále umožňuje odblokování protiexplozivní klapky i v potrubním systému vedeného ve vyšších polohách, a to prostřednictvím dvouramenné odblokovací páky, na jejíž volný tvarovaný konec může být připojeno táhlo, ovládané ručně nebo elektrickým nebo pneumatickým pohonem. Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 Axonometrický pohled na těleso zpětné protiexplozivní klapky s odejmutým víkem;

Obr. 2 Protiexplozivní klapka;

-2CZ 27201 Ul

Obr. 3 Aretační mechanismus;

Obr. 4 Detail aretační západky;

Obr. 5 Pohled ve výřezu na protiexplozivní klapku před uzavřením průchodu potrubního systému;

Obr. 6 Pohled ve výřezu na protiexplozivní klapku v zablokované poloze, tj. po uzavření průchodu potrubního systému.

Příklad provedení technického řešeni

Na obr. 1 je v axonometrickém pohledu zobrazeno těleso I bezpečnostního zařízení s protiexplozivní klapkou 4, které má shora tvar obdélníka nebo čtverce, opatřeného na jednom konci vstupní přírubou 2 a na druhém konci výstupní přírubou 3. Těleso 1 bezpečnostního zařízení s protiexplozivní klapkou 4 je shora uzavřeno zde blíže neznázoměným odnímatelným víkem. Ve vnitřním prostoru tělesa i je výkyvné uložena protiexplozivní klapka 4, spřažená s dále blíže popsaným aretačním mechanismem, uspořádaným na boku tělesa I.

Protiexplozivní klapka 4, zobrazená na obr. 2, je vytvořena jako svařená sendvičová konstrukce s výztuhami, na jejímž spodním volném konci je vytvořen náporový jazyk 5. Homí část protiexplozivní klapky 4 tvoří hranolovité těleso 6 opatřené průchozím otvorem, do něhož zasahují poloosy 7.1 a 7.2 uspořádané po obou stranách protiexplozivní klapky 4. Poloosy 7.1 a 7.2 jsou z jedné strany upevněny v hranolovitém tělese 6 pomocí šroubů 8 a z druhé strany otočně uloženy v naklápěcích ložiskách v ložiskových domcích 26 v tělese i. Po uvolnění šroubů 8 lze poloosy 7.1 a 7.2 v axiálním směru vysunout a uvolněnou protiexplozivní klapku 4, v případě jejího opotřebení nebo deformace způsobené explozí, vyjmout při otevření odnímatelného víka. Ložiskové domky 26 s ložisky jsou za účelem přesného ustavení protiexplozivní klapky 4 nastavitelné v horizontální i vertikální ose a zajištěny kolíky. Jak je dále patrné z obr. 2, na poloose 7.1, odvrácené od dále popsaného aretačního mechanismu, se nachází vačkový segment 9 elektrické signalizace polohy. Poloosa 7.2 je na vnější straně tělesa i prostřednictvím tvarového spoje spojena s tvarovanou multifunkční vačkou 10, na níž se dále nachází optická signalizace 27, 28 polohy protiexplozivní klapky 4 zelené a červené barvy.

Aretační mechanismus zobrazený na obr. 3 sestává z nosné desky 11 připevněné pomocí šroubů k tělesu 1, na níž je na vodících čepech 12 suvně uložena aretační západka 13 přitlačovaná přítlačnou pružinou 14, zakončená na jedné straně aretačním nosem 15 a na druhé straně odblokovacím čepem 16. Aretační západka 13 je v provozní poloze, tj. v homí poloze protiexplozivní klapky 4, kdy je potrubní systém zcela průchozí, blokována aretační pákou 17, uloženou výkyvné na nosné desce 11, opatřenou aretačním čepem 18, který je v záběru s aretačním palcem 19 vytvořeným na spodní straně aretační západky 13. Volný konec aretační páky 17 je zakončen čepem 20, zabírajícím do drážky 21 vytvořené v multifunkční vačce 10.

Jak je dále zřejmé z detailního vyobrazení na obr. 4, vrchní strana aretačního čepu 18 vykazuje do roviny vybroušenou plochu, kterou klouže po spodní ploše aretační západky 13.

Na obr. 5 je dále ve výřezu zobrazena protiexplozivní klapka 4 v otevřené poloze před uzavřením průchodu média potrubním systémem. Jak je z vyobrazení zřejmé, aretační západka 13 ie držena v zablokované, resp. pohotovostní poloze prostřednictvím aretačního čepu 18 na aretační páce 17, který je v záběru se aretačním palcem 19 na spodní straně aretační západky 13, přičemž plocha aretačního palce 19 má profil oblouku se středem otáčení aretační páky Γ7 tak, aby s ohledem na úhel působení síly přítlačné pružiny 14 bylo zajištěno, že mezi homí polohou protiexplozivní klapky 4 a bodem spouštění aretačního mechanismu působí mezi aretačním palcem 19 a aretačním čepem 18 pouze třecí síla a nikoli jiné síly, které by způsobovaly otáčení aretační páky 17 v kterémkoli směru.

Na obr. 6 je ve výřezu zobrazena protiexplozivní klapka 4 v uzavřené poloze následkem exploze. Jak je z vyobrazení zřejmé, pootočení protiexplozivní klapky 4 do uzavřené polohy má za násle-3CZ 27201 Ul dek pootočení multifůnkční vačky 10, a tím i prostřednictvím čepu 20, který zasahuje do drážky 21 v multifůnkční vačce 10, vykývnutí aretační páky 17, čímž je uvolněn aretační čep 18 z aretačního palce 19.

Aretační západka 13 je poté prostřednictvím přítlačné pružiny M přemístěna k multifůnkční vačce 10, až aretační nos 15 pevně dolehne na povrchovou křivku tvarované multifůnkční vačky 10 silou, která je několikanásobně větší, než síla tažné pružiny 24, sloužící ke zdvižení protiexplozivní klapky 4 do provozní, tj. horní polohy, kdy je potrubní systém zcela průchozí, a zamezí tak dalšímu pohybu multifůnkční vačky 10, například kmitání listu 4 v důsledku exploze, který je s multifůnkční vačkou 10 pevně spojen prostřednictvím tvarového spoje, přičemž směr působení síly aretačního nosu 15 na povrch multifůnkční vačky 10 je již před bodem uzavření protiexplozivní klapky 4 takový, že aretační mechanismus je samosvomý a nemůže tak dojít k otevření protiexplozivní klapky 4 zpětnou silou působící na list protiexplozivní klapky 4.

Jak je dále zřejmé z obr. 3, pro odblokování protiexplozivní klapky 4 z uzavřené polohy slouží odblokovací mechanismus. Ten sestává z dvouramenné odblokovací páky 22, uložené výkyvné na nosné desce JT. Kratší spodní rameno 23 dvouramenné odblokovací páky 22, je prostřednictvím pružiny 24 spojeno s aretační západkou 13. Při odblokování protiexplozivní klapky 4 je delší rameno dvouramenné odblokovací páky 22 přemístěno prostřednictví zde blíže neznázorněného táhla do vodorovné polohy, kdy její druhé kratší rameno 23 působením na odblokovací čep J_6 odtáhne aretační západku J_3 ze záběru s multifůnkční vačkou JO. Uvolněná multifůnkční vačka 10 je pak prostřednictvím tažné pružiny 25 přestavena do své původní výchozí polohy, a s ní pevně spojená protiexplozivní klapka 4 je tak přestavena do otevřené polohy. Současně je dvouramenná odblokovací páka 22 silou pružiny 23 přestavena do pohotovostní polohy, tj. do polohy, ve které nijak nepůsobí na aretační mechanismus.

Claims (8)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Bezpečnostní zařízení s protiexplozivní klapkou s aretačním mechanismem, zejména pro prostředí s výskytem hořlavých nebo výbušných látek, sestávající z tělesa opatřeného odnímatelným víkem, zakončeného vstupní a výstupní přírubou, v jehož vnitřním prostoru je výkyvné uložena protiexplozivní klapka, přičemž vně tělesa se nachází aretační mechanismus k zajištění polohy protiexplozivní klapky, vyznačující se tím, že vrchní konec protiexplozivní klapky (4) tvoří hranolovité těleso (6) s průchozím otvorem, v němž jsou pomocí šroubů (8) upevněny poloosy (7.1, 7.2) protiexplozivní klapky (4) uložené v ložiskových domcích (26) v tělese (1), přičemž aretační mechanismus, uspořádaný na jedné z vnějších stran tělesa (1) na nosné desce (11), sestává z aretační západky (13) s přítlačnou pružinou (14), uložené na nosné desce (11) suvně prostřednictvím vodících čepů (12), a pod přední částí aretační západky (13) je na nosné desce (11) výkyvné uchycena aretační páka (17) vybavená ve střední části aretačním čepem (18) uzpůsobeným k záběru s aretačním palcem (19), vytvořeným na spodní straně aretační západky (13), přičemž aretační páka (17) je zakončená čepem (20), který je v záběru s drážkou (21) vytvořenou v multifůnkční vačce (10) tvarově spojené s poloosou (7, 2), a na druhý konec multifůnkční vačky (10) je připojena tažná pružina (25), přičemž aretační mechanismus v zadní části dále obsahuje na nosné desce (11) výkyvné uloženou dvouramennou odblokovací páku (22), jejíž spodní rameno (23) je prostřednictvím tažné pružiny (24) spojeno s aretační západkou (13).

2. Bezpečnostní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že ložiskové domky (26) jsou v tělese (1) uspořádány nastavitelně ve vertikálním a horizontálním směru

3. Bezpečnostní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že protiexplozivní klapka (4) je ve spodní části opatřena náporovým jazykem (5).

-4CZ 27201 U1

4. Bezpečnostní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že aretační západka (13) je na jednom konci zakončena aretačním nosem (15) ve tvaru zobáku a na druhém konci odblokovacím čepem (16).

5. Bezpečnostní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že na aretačním čepu (18) nacházejícím se na aretační páce (17) je vytvořeno seříznutí ve tvaru rovinné plochy.

6. Bezpečnostní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že tažná pružina (25) spojená s multifunkční vačkou (10) je na druhém konci opatřena napínacím ústrojím (27), uspořádaným vně tělesa (1).

7. Bezpečnostní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že na vnější straně multifunkční vačky (10) jsou uspořádány ukazatele (28, 29) polohy protiexplozivní klapky (4) červené a zelené barvy.

8. Bezpečnostní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že poloosa (7, 1) je vybavena vačkovým segmentem (9) pro elektronickou signalizaci polohy protiexplozivní klapky (4)·