CZ9803297A3 - Bezpečnostní prvek pro kapalinová vedení - Google Patents

Description

Bezpečnostní prvek pro kapalinová vedení

Oblast techniky

Vynález se týká bezpečnostního prvku pro kapalinová vedení ke kontrole vůči nežádoucímu průsaku, zvláště u dvojplášťového potrubí, jehož stěny jsou od sebe odděleny dutinou, přičemž bezpečnostní prvek je opatřen přírubou k těsnému připojení na potrubí.

Dosavadní stav techniky

V trubkových vodicích systémech jsou často přepravovány snadno zápalné a výbušné tekutiny a plyny, kapaliny nebezpečné pro kontaminaci vody, životního prostředí nebo lidského zdraví. Nekontrolovaný únik takového média má za následek velké škody a nebezpečí a proto se často používají potrubí z dvoustěnných trubek, kdy je mezi stěnami určitý prostor. Takto se nejen zabrání úniku kapaliny, ale do prázdného meziprostroru lze instalovat měřící přístroj pro kontrolu média, např. indikační přístroj pro přítomnost určitých plynů nebo tlakoměry. Tak se potom lze rychle dovědět o případném úniku a provést urychlené odpojení poškozené větve potrubí, jakmile se médium dostane do tohoto meziprostoru, čímž se mimořádně sníží nebezpečí poškození životního prostředí.

Potrubí je zpravidla opatřeno ještě dalšími funkčními prvky. Jedná se například o zpětné ventily, uzavírací ventily, šoupátka, čerpadla nebo průtokoměry, které jsou se základním potrubím, které může být z pevného či pružného materiálu, spojeny přes příruby. U funkčních prvků výše uvedeného typu nejsou známá žádná konstrukční opatření před nežádoucím únikem média. Proto jsou tyto prvky rizikovými místy vedení a dochází zde v porovnání s vodicí částí potrubí častěji k netěsnostem. Tyto prvky představují také zvýšené náklady při stavbě vedení, protože i při položení pod zem se vyžaduje zajištění přístupu k nim. V současné době se tedy tyto prvky montují v prostoru šachet nebo se montují v místě, kde se potrubí přivede nad povrch do smyčky, a s tím vším jsou spojeny další náklady. Dalším místem častých netěsností jsou potom ještě příruby, které se spolu spojují šrouby.

Cílem vynálezu je představit bezpečnostní prvek pro kapalinová vedení, který by zvýšil bezpečnost vedení a zároveň zajistil snadnou indikaci případné poruchy, aniž by bylo třeba stavět speciální přístupové cesty.

g<?-3Ζ3f • · • · · · ι · · » · • · · · 4 • · « • · * ·

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry bezpečnostní prvek pro kapalinová vedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je opatřen ze všech stran vnější stěnou, která je od vnitřní stěny oddělena dutinou, přičemž dutina je plynotěsně uzavřena a propojena s měřicím přístrojem jejího obsahu, přičemž dutina je spojena alespoň jedním otvorem přecházejícím do obvodové drážky, která je provedena po celém obvodu těsnicí plochy nebo po celém obvodu těsnění.

Bezpečnostní prvek je obklopen krytem, který má ze všech stran dvojí stěnu, s výhodou z oceli s tím, že mezi stěnami je dutina. Tato dutina je plynotěsně uzavřena a je v ni uloženo měřicí zařízení na indikaci jejího obsahu. Takto je potom možné prokázat nežádoucí přítomnost média v dutině a případně odpojit potrubí z provozu dříve než dojde k nežádoucímu úniku média. Netěsnosti v oblasti příruby jsou indikovány tím, že medium prostoupí přes obvodovou drážku do dutiny. Hloubku obvodové drážky je třeba zvolit tak, aby do ní těsnění zasahovalo pouze částečně, ale aby byla po celém obvodu průchozí. Tím, že se tato drážka propojí s dutinou jedním nebo vícero průvrty je zajištěna její varovná funkce. Když se dostane médium netěsností v těsnění do drážky, potom zaplní drážku a projde průvrtem do dutiny, kde už je indikováno měřicím zařízením. Potom lze aplikovat bezpečnostní opatření.

Výhodou zařízení podle vynálezu je podstatně zvýšená bezpečnost proti nežádoucímu úniku média. Tato zařízení lze usadit do stávajícího jednoduchého potrubí, je však účelné zároveň s ním montovat i dvouplášťové porubí. Vzhledem k rychlé detekci netěsnosti není třeba mít zajištěnu okamžitou dostupnost bezpečnostního prvku, protože lze okamžitě přistoupit k bezpečnostním opatřením a teprve potom provést opravu. Nezávisle od celkové koncepce zajištění lze takto indikobvat i sebemenší netěsnost v bezpečnostním prvku. Odpadá tím nutnost výstavby nadzemních smyček či podzemních kontrolních šachet, čímž se stavba zlevní. Ani různé, dodatečně aplikované izolace nepřekáží v dobré funkci zařízení.

Zařízení podle vynálezu je velmi vhodné v provedení jako uzavírací ventil nebo šoupátko, které je často třeba montovat v těžko přístupných polohách. Je výhodné toto zařízení aplikovat i jako zpětný ventil, protože i ten je často usazován na těžko přístupných místech. Naopak jiné funkční součásti, jako je např. lapač nečistot, čerpadla nebo průtokoměry bývají montovány na dobře přístupných místech, kde je možná přímá kontrola.

• · · · • · · • · · · ·

Ve výhodném provedení je ventil opatřen do média ponořeným ovládacím dílcem, který je ovladatelný mechanickým prvkem a který prochází tělesem, přičemž tento ovladači dílec je obklopen těsnicí nohavicí, kterou je zároveň spojen s krytem, přičemž mezi těsnicí nohavicí a ovládacím dílcem je prostor osaditelný měřicím přístrojem ke kontrole jeho obsahu. Funkční prvky mají součást s uzavírací funkcí, např. u uzavíracího ventilu, je to uzavírací talíř. K jeho ovládání slouží ovládací prvky, které musí také procházet krytem ventilu. Například je talíř ovládán vřetenem otáčeným přes kohout, nebo je přestavitelný pomocí motoru uvnitř krytu ventilu. Tento dílec je třeba těsně oddělit od protékajícího média. Pomocí deformovatelné a zmáčknutelné pružné těsnicí nohavice lze toto zajistit. Pro případ, že by došlo k průniku média do nohavice je prostor mezi ní a vřetenem kontrolován měřicím přístrojem.

V dalším výhodném provedení je do média ponořený ovladači dílec, který je ovladatelný mechanickým prvkem a který prochází tělesem, opatřen alespoň jednou těsně doléhající těsnicí objímkou. To je další bezpečnostní opatření pro případ, že by se médium dostalo mezi těsnicí nohavici a vřeteno.

Ve výhodném provedení je dutina mezi stěnami a/nebo prostor mezi nohavicí a vřetenem vyplněn vakuem, tlakovým plynem nebo plynem. Takto se dá potom netěsnost indikovat už změnou celkového tlaku, takže jako kontrolní zařízení postačí jednoduchý manometr.

Je výhodné, když lze dokázat netěsnost jak ve vnitřním prostoru, který je přivrácený k médiu, tak i ve vnější dutině za stěnou kanálu. To se dá řešit tak, že oba prostory se zaplní tlakovým vzduchem nebo vakuem a v obou případech by při netěsnosti došlo ke změnám tlaku. Pro výbušná média však není vakuum vhodné. Proto přichází do úvahy vyplnění dutých prostor jiný ochranný plyn jako třeba dusík. Vhodné měřicí zařízení indikuje spolehlivě změny tlaku.

Když se bezpečnostní prvek podle vynálezu montuje na dvouplášťové potrubí, potom je výhodné duté prostory potrubí i ventilu propojit. Ktomu může posloužit drážka procházející průvrtem v přírubě, který propojí prostor mezi stěnami ve potrubí a dutinu ve ventilu. Těsnění na přírubě se potom opatří v odpovídajících místech několika otvory paralelními s osou potrubí, nebo těsnění sestává ze dvou soustředných dílů, takže se spojení mezi drážkou a průvrtem v přírubě nepřeruší.

Průchozí propojení prostoru mezi stěnami ve vedení a dutinou ve ventilu má výhodu v tom, že se dají kontrolovat jedním kontrolním zařízením poměrně dlouhé • ·

3ď-3 2-3Τ

Η • · • · • · · · • · » • 99 úseky potrubí. V případě netěsnosti pak vyvstává problém lokalizace poškozeného místa. Proto je výhodné průvrty mezi přírubou a dutinou provést jako uzavíratelné, např. šroubem. Potom není důležité, jestli se jedná o průvrt mezi stěnami v potrubí a přírubou nebo mezi přírubou a dutinou ventilu. V obou případech lze průchod v určité části přerušit uzavřením záklapky, takže se podstatně ulehčí lokalizace poškozeného místa.

Dále je výhodné, když průřez krytu bezpečnostního prvku odpovídá vnějšímu průřezu stěny potrubí

Tím se velmi usnadní montáž, protože mezi potrubí a bezpečnostní prvek není třeba vkládat nějaký adaptérový mezikus. Malé odchylky v průměrech jsou možné, zvláště mírné rozšíření směrem k bezpečnostnímu prvku, aby zde nedocházelo k odporu proti proudu. Odpovídající a navazující plochy průřezů mezi potrubím a bezpečnostním prvkem jsou vhodné u prvků pracujících bez vnějšího ovládání, to je jako např. zpětný ventil.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále popsán pomocí výkresů, na kterých obr.1 představuje vertikální řez bezpečnostním prvkem podle vynálezu v provedení jako uzavírací ventil a obr.2 znázorňuje horizontální řez bezpečnostním prvkem podle vynálezu v provedení jako zpětný ventil.

Příklady provedení vynálezu

Uzavírací ventil z obr.1 lze připojit k potrubí přes příruby 1, přičemž dutina v potrubí se napojí na kanál 2 ve ventilu. Průtok kanálem 2 lze přiškrtit či zastavit uzavíracím talířem 3, jehož průřez odpovídá průřezu kanálu 2 v místě kontaktu s uzavíracím talířem 3. Uzavírací talíř 3 je ovládán vřetenem 4 uloženým v krytu ventilu , který je na opačné straně osazen kohoutkem.

Ke zvýšení bezpečnosti vůči úniku média z kanálu 2 je tento opatřen dvěma stěnami, vnitřní stěnou 5 a vnější stěnou 6, které obklopují dutinu 7. Dutina 7 je ještě zvětšena o horní komoru 8, do které je vložitelný měřicí přístroj ke zjišťování jejího obsahu, zvláště je to tlakoměr. Pokud se tedy poškodí vnitřní stěna 5 ventilu, nevyteče médium ven, ale natlačí se do dutiny 7. Tlakoměr v horní komoře 8 zachytí změnu tlaku, takže je možno podniknout odpovídající kroky k nápravě a ventil vyměnit dříve než dojde k průsaku přes vnější stěnu 6. Když se dutina 7 zaplní jiným • · • ·

3<P-^2 3^ ϊ>~ • · · · médiem než je vzduch nebo je natlakována jinak než okolní vzduch, dají se zjistit i netěsnosti ve vnější stěně 6.

Vedení mechanických ovládacích prvků, např. vřetene 4 tělesem ventilu nevyžaduje žádná zvláštní zabezpečovací opatření. Vřeteno 4 je vedeno vícero bezpečnostními objímkami 9, které těsně doléhají k vřetenu 4. Spodní konec vřetene 4 je obložen deformovatelnou a zmáčknutelnou pružnou těsnicí nohavicí 10, která těsně doléhá k uzavíracímu talíři 3 a vnitřní stěně 5. Mezi těsnicí nohavicí 10 a vřetenem 4 potom vzniká prostor H, kam se nemůže dostat medium z kanálu 2. I prostor U lze monitorovat měřícími přístroji a to pomocí otvoru 12, kdy se dá zjistit netěsnost objímek 9 nebo těsnicí nohavice W.

Aby se zajistilo monitorování dobré funkce příruby 1, je přes ní proveden průvrt 13 až k vnější těsnící ploše 14. Průvrt 13 se po obvodu těsnicí plochy 14 stává součástí obvodové drážky 15, která je však provedena po celé těsnicí ploše 14, a ta je tedy v místě průvrtu 13 propojena s dutinou 7. V případě netěsnosti se pronikne médium obvodovou drážkou 15 v těsnicí ploše 14 do dutiny 7 a je potom zjištěno v horní komoře 8 tlakoměrem. Důležité je, aby byla obvodová drážka 15 v těsnicí ploše 14 asi v její polovině, aby se indikace o netěsnosti objevila dříve než se těsnění zcela poruší a médium nevyteče ven. Tímto opatřením se zamezí nežádoucími úniku v oblasti příruby 1.

Na obr.2 je vidět zase provedení jako zpětný ventil, přičemž vztahové značky stejných dílců jsou stejné jako u ventilu na obr.1. Uzavírací talíř 3 ventilu je upevněn na tlačné pružině 16, která se opírá o vnitřní stěnu 5 tělesa ventilu. Když tedy kapalina proudí zpětným ventilem odshora dolů, tak je uzavírací talíř 3 v otevřené poloze. Při opačném toku je uzavírací talíř 3 tlačen pružinou 16 na sedlo 17 a ventil je uzavřen. Monitorování dutiny 7 probíhá opět přes horní komoru 8, která se nachází v dílci navazujícím na přírubu 1 a je s dutinou 7 propojena průvrty 13. Drážka 15 je opět provedena po celém obvodu plochy těsnění 18 na přírubě 1.

Ventily v provedení podle vynálezu představují dobrý bezpečnostní prvek pro kapalinová vedení, který podstatně omezuje možnost průsaku médií a zjednodušuje i montáž potrubí, protože se snižují požadavky na přístupný prostor. Vynález lze využít u všech typů potrubí, především v chemickém průmyslu, kde výrazně omezuje riziko poškození životního prostředí.

Claims (10)

1. Bezpečnostní prvek pro kapalinová vedení ke kontrole vůči nežádoucímu průsaku u zvláště dvojstěnného potrubí, jehož stěny jsou od sebe odděleny dutinou, přičemž prvek je opatřen přírubou k těsnému připojení na potrubí, vyznačující se tím, že je opatřen ze všech stran vnější stěnou (6), která je od vnitřní stěny (5) oddělena dutinou (7), přičemž dutina (7) je plynotěsně uzavřena a propojena s měřicím přístrojem jejího obsahu, přičemž dutina (7) je spojena alespoň jedním průvrtem (13) přecházejícím do obvodové drážky (15), která je provedena po celém obvodu těsnicí plochy (14) nebo po celém obvodu plochy těsnění (18).

2. Bezpečnostní prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že je proveden jako uzavírací ventil.

3. Bezpečnostní prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že je proveden jako zpětný ventil.

4. Bezpečnostní prvek podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je opatřen do média ponořeným ovládacím dílcem, který je ovladatelný mechanickým prvkem a který prochází tělesem, přičemž tento ovladači dílec je obklopen těsnicí nohavicí (10), kterou je zároveň spojen s krytem.

5. Bezpečnostní prvek podle nároku 4, vyznačující se tím, že mezi těsnicí nohavicí (10) a ovládacím dílcem je prostor (11) do kterého je uložitelný měřicí přístroj ke kontrole jeho obsahu.

6. Bezpečnostní prvek podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je opatřen do média ponořeným ovládacím dílcem, který je ovladatelný mechanickým prvkem a který prochází tělesem,a který je opatřen alespoň jednou těsně doléhající těsnicí objímkou (9).

• · · · • · τ

7. Bezpečnostní prvek podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dutina (7) a/nebo prostor (11) je vyplněn vakuem, tlakovým plynem nebo plynem.

8. Bezpečnostní prvek podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obvodová drážka (15) je spojena s dutinou (7) mezi vnitřní stěnou (5) a vnější stěnou (6) krytu.

9. Bezpečnostní prvek podle nároku 8, vyznačující se tím, že průvrty (13) mezi přírubou (1) a dutinou (7) jsou uzavíratelné záklapkou.

10. Bezpečnostní prvek podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že průřez plochy krytu odpovídá vnějšímu průřezu stěny potrubí.