CZ294850B6 - Výkyvná pojistka pro tlumení nebo prevenci pohybu ulomené části potrubí - Google Patents

Abstract

Výkyvná pojistka pro tlumení nebo prevenci pohybu ulomené části potrubí (1) obsahuje spojovací prvek pro přemostění předpokládaného možného místa (2) zlomu. Jako spojovací prvek jsou uspořádána nejméně dvě táhla (5), která jsou po obou stranách možného místa (2) zlomu kloubově spojena s potrubím (1). Alternativně jsou jako spojovací prvek uspořádána nejméně dvě táhla (5), která jsou na jedné straně spojena s potrubím (1) a na druhé straně s podpěrou (7), která podpírá potrubí (1) ve směru na možné místo (2) zlomu na rozdělovacím členu (6). Alternativně je část potrubí (1), jejíž ulomení se předpokládá, v místě svého rozdělovacího členu (6) nebo na tělese své armatury podepřena podpěrou (7) a je s ní spojena nejméně dvěma táhly (5).ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká výkyvné pojistky pro tlumení nebo prevenci pohybu ulomené části potrubí, obsahující spojovací prvek pro přemostění předpokládaného možného místa zlomu.

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.

Jedna výkyvná pojistka uvedeného druhu, u níž jsou upravena dvě pouzdra, spojená spojovacím prvkem pro přemostění místa možného zlomu, která jsou spojena s potrubím po obou stranách možného zlomuje známá ze spisu WO 94/15138.

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.

Tento úkol splňuje výkyvná pojistka pro tlumení nebo prevenci pohybu ulomené části potrubí, obsahující spojovací prvek pro přemostění předpokládaného možného místa zlomu, podle prvního provedení vynálezu tím, že jako spojovací prvek jsou uspořádána nejméně dvě táhla, která jsou po obou stranách možného místa zlomu kloubově spojena s potrubím.

Tímto je dosaženo výhody, že po prasknutí potrubí jsou části potrubí pevně drženy táhly a/nebo se deformací táhel odstraní kinetická energie částí potrubí a tím je omezena síla v táhlech. 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. Táhla mohou být například upevněna na částech, které jsou na potrubí navařeny po obou stranách možného místa zlomu.

Podle obzvláště výhodného příkladu jsou táhla spojena s potrubím kloubově. 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.

Táhla jsou například nejméně na jedné straně možného místa zlomu spojena s nejméně jedním vahadlem (například kloubově), 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 táhel.

Táhla jsou spojena zejména s párem vahadel, jehož vahadla jsou na potrubí uložena vzájemně přesazené na oddělených vačkách. Táhla mohou být kloubově spojena s jedním nebo oběma vahadly. Mohou být také uspořádána na obou stranách možného místa zlomu.

-1 CZ 294850 B6

Stanovený úkol je podle třetího provedení vynálezu vyřešen tak, že jako spojovací prvek jsou uspořádána nejméně dvě táhla, která jsou na jedné straně spojena s potrubím a na druhé straně 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.

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

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

Například část, jejíž ulomení se předpokládáme v oblasti rozdělovacího členu nebo tělesa armatury obklopena tuhým nebo deformovatelným třmenem, jehož ramena tvoří obě táhla. Tímto opatřením není zapotřebí na této části potrubí žádného upevňovacího prostředku.

Mezi podpěrou a potrubím mohou být uspořádány deformovatelné pružné trubky. Tyto pružné trubky, jako deformovatelná táhla, zachycují s výhodou kinetickou energii. Pružné trubky mohou být částmi tak jako 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 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, a obr. 3 znázorňuje výkyvnou pojistku podle vynálezu, u níž je část potrubí obklopena deformovatelným třmenem a podepřena na podpěře.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje potrubí 1 s místem 2 zlomu. Je-li v potrubí 1 obsaženo médium pod vysokým tlakem a dojde-li ke zlomu potrubí 1, pak v místě 2 zlomu médium vystříkne vysokou rychlostí. To by způsobilo zpětný náraz části potrubí 1, čímž by toto mohlo být vytrženo ze svých držáků. V zařízení, jehož součástí je potrubí 1, může prasknutím potrubí 1 dojít i k dalším následným škodám.

-2CZ 294850 B6

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. Takovým místem 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 2 zlomu. Naproti každé znázorněné vačce 3 jsou uspořádány další dvě neznázorněné vačky 3. Na každé této vačce 3 je upevněno vahadlo 4. K tomu zabírá vačka 3 do vrtání ve vahadle 4. Celkově jsou uspořádána čtyři vahadla 4, z nichž pouze dvě jsou viditelná. Pár vahadel 4, který se nachází na jedné straně místa 2 zlomu, je prostřednictvím dvou deformovatelných táhel 5 spojen s párem vahadel 4 na druhé straně místa 2 zlomu. Obě deformovatelná táhla 5 jsou vzhledem k potrubí 1 uspořádána vzájemně protilehle a mohou být s párem vahadel 4 spojena kloubově.

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 1, která je převedena na zpětný náraz, způsobí totiž plastickou deformaci deformovatelných táhel 5, která přitom drží části potrubí 1 na jejich původním místě, přičemž jsou zároveň omezeny síly v táhlech 5.

Obr. 2 znázorňuje rozdělovači člen 6 potrubí 1, od něhož se část potrubí rozprostírá v nákresně směrem nahoru a dvě části potrubí 1 se rozprostírají kolmo k nákresně. Na části potrubí 1, směřující vzhůru, jsou přiměřeně k horní části obr. 1 uspořádány dvě vačky 3, dvě vahadla 4 a dvě deformovatelná táhla 5. Táhla 5 jsou přitom s vahadly 4 spojena zcela kloubově, takže mohou být utlumeny i neaxiální pohyby potrubí 1. Na konci táhel 5, protilehlém k vahadlu 4, jsou tato táhla 5 spojena s podpěrou 7. Podpěra 7 je uspořádána pod rozdělovacím členem 6 a podpírá rozdělovači člen 6 a zbývající potrubí 1.

Po prasknutí potrubí J_ v místě 2 zlomuje horní část potrubí 1, tak jako u provedení podle obr. 1, držena deformovatelnými táhly 5. Spodní části potrubí 1 s rozdělovacím členem 6 je zabráněno prostřednictvím podpěry 7, aby na základě zpětného nárazu odlétla. Mezi podpěrou 7 a rozdělovacím členem 6 potrubí 1 jsou podle obr. 2 uspořádány pružné trubky 8. Tyto pružné trubky 8 mohou být součástí kluzného ložiska. Úloha pružné trubky 8 ve vztahu k výkyvné pojistce spočívá v tom, že po prasknutí potrubí 1 kinetická energie spodní části potrubí 1 stlačí pružnou trubku 8, takže není možný žádný větší pohyb spodní části. Mezi podpěrou 7 a strukturou budovy 10 mohou být k zachycení 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 6.

Vzájemně opačné síly, působící po přerušení potrubí 1 na obě jeho části, jsou přenášeny jednak přes táhla 5, a jednak přes pružné trubky 8 na jednu a tutéž podpěru 7. Síly jsou přitom omezeny plastickými deformacemi táhel 5 a pružných trubek 8. Jelikož jsou síly vzájemně protisměrné, jsou síly, přenášené od podpěry 7 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, jak je znázorněno na obr. 2, je rozdělovači člen 6, popřípadě těleso armatury, podepřen na podpěře 7. Mezi podpěrou 7 a rozdělovacím členem 6, popřípadě tělesem armatury, se nalézá pružná trubka 8. 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 1, vycházejících z rozdělovacího členu 6. Deformovatelný třmen 11 odpo

-3CZ 294850 B6 vídá svými vlastnostmi deformovatelným táhlům 5. Je přímo nebo nepřímo spojen se strukturou 10 budovy, například prostřednictvím podpěry 2·

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 1 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 1, směřující vzhůru.

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

Namísto deformovatelných táhel 5 mohou být použita také tuhá táhla 5.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Výkyvná pojistka pro tlumení nebo prevenci pohybu ulomené části potrubí (1), obsahující spojovací prvek pro přemostění předpokládaného možného místa (2) zlomu, vyznačující se t í m , že jako spojovací prvek jsou uspořádána nejméně dvě táhla (5), která jsou po obou stranách možného místa (2) zlomu kloubově spojena s potrubím (1).
2. 2. Výkyvná pojistka pro tlumení nebo prevenci pohybu ulomené části potrubí (1), obsahující spojovací prvek pro přemostění předpokládaného možného místa (2) zlomu, vyznačující se t í m , že jako spojovací prvek jsou uspořádána nejméně dvě táhla (5), která jsou na jedné straně spojena s potrubím (1) a na druhé straně s podpěrou (7), která podpírá potrubí (1) ve směru na možné místo (2) zlomu na rozdělovacím členu (6).
3. 3. Výkyvná pojistka podle nároku 2, vyznačuj ící se t í m , že táhla (5) jsou spojena s potrubím (1) kloubově.
4. 4. Výkyvná pojistka podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že táhla (5) jsou spojena s nejméně jedním vahadlem (4), které je pohyblivě uloženo na vačce (3), která je pevně spojena s potrubím (1).
5. 5. Výkyvná pojistka pro tlumení nebo prevenci pohybu ulomené části potrubí (1), obsahující spojovací prvek pro přemostění předpokládaného možného místa (2) zlomu, vyznačující se t í m , že část potrubí (1), jejíž ulomení se předpokládá, je v místě svého rozdělovacího členu (6) nebo na tělese své armatury podepřena podpěrou (7) a je s ní spojena nejméně dvěma táhly (5).
6. 6. Výkyvná pojistka podle nároku 5, vy zn ač uj í c í se t í m , že táhla (5) jsou uspořádána šikmo k osám úseků potrubí (1), vycházejících z rozdělovacího členu (6) nebo z tělesa armatury.

   -4CZ 294850 B6
7. 7. Výkyvná pojistka podle jednoho z nároků 5 nebo 6, vyznačující se tím, že část potrubí (1), jejíž ulomení se předpokládá, je v oblasti rozdelovacího členu (6) nebo tělesa armatury obklopena třmenem (11), jehož ramena tvoří obě táhla (5).

   5
8. 8. Výkyvná pojistka podle jednoho z nároků 2 až 7, vy z načuj ící se tím, že mezi podpěrou (7) a potrubím (1) jsou uspořádány deformovatelné pružné trubky (8).
9. 9. Výkyvná pojistka podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se t í m , že pružné trubky (8) jsou částmi kluzného ložiska.

   o
10. 10. Výkyvná pojistka podle jednoho z nároků 2 až 9, vyznačující se tím, že mezi podpěrou (7) a budovou (10) jsou uspořádány kloubové vzpěry (9).

    3 výkresy