RU120736U1

RU120736U1 - EXPLOSION VALVE

Info

Publication number: RU120736U1
Application number: RU2012102741/11U
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Дурнев; Олег Савельевич Кочетов; Оксана Юрьевна Иванова
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2012-09-27

Abstract

Взрывозащитный клапан, содержащий корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана, при этом корпус клапана выполнен в виде нижней цилиндрической, средней конической и верхней цилиндрической частей, причем в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом узел крепления разрывного элемента состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка 1,5÷3 диаметров проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: a=D/Dу=1,5÷2,0; b=H/L=1,3÷1,8; c=H/Dу=2,5÷3,0, где Dу - диаметр верхней цилиндрической части корпуса 3 клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса 1 защищаемого объекта; D - диаметр нижней цилиндрической части корпуса 3 клапана; Н - высота клапана в сборе; L - максимальный габаритный размер клапана в плане, отличающийся тем, что подвижное соединение футерованного грузового затвор Explosion-proof valve containing a valve body, heat-insulating and bursting elements, a lined cargo gate movably connected to the valve body, while the valve body is made in the form of a lower cylindrical, middle conical and upper cylindrical parts, and a lined cargo gate is located in the lower cylindrical part, overlapping a hole in the body of the protected object, and in the upper cylindrical part of the valve body there is a heat-insulating element and a sealing membrane pressed to the valve body by means of a cover pivotally connected to the lever interacting with the bump stop, and the fastening unit of the rupture element is attached with its upper part to the lever, and the lower - to the upper cylindrical part of the valve body, while the fastening unit of the rupture element consists of a wire, a locking bolt, a fork, a valve cover lever, a nut, two drums located respectively in the fork of the valve cover lever and in the fork of the upper cylindrical part the valve body, while the ends of the wire are inserted into the holes of the drums and then wound on them, and the gap h between the forks is about 1.5 ÷ 3 wire diameters, and the valve parameters are in the following optimal ranges of values: a = D / Dу = 1 , 5 ÷ 2.0; b = H / L = 1.3 ÷ 1.8; c = H / Dу = 2.5 ÷ 3.0, where Dу is the diameter of the upper cylindrical part of the valve body 3, equal to the maximum size of the opening of the body 1 of the protected object; D - diameter of the lower cylindrical part of the valve body 3; H is the height of the valve assembly; L is the maximum overall dimension of the valve in plan, characterized in that the movable connection of the lined cargo gate

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для взврывозащиты технологического оборудования.The utility model relates to mechanical engineering and can be used for explosion protection of technological equipment.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является взрывозащитный клапан по патенту РФ №2379569, F16D 3/04, (прототип), содержащий корпус клапана, затвор, теплоизолирующий и разрывной элементы.The closest technical solution to the claimed object is an explosion-proof valve according to the patent of Russian Federation No. 2379569, F16D 3/04, (prototype), comprising a valve body, a shutter, heat-insulating and explosive elements.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания разрывной мембраны и крепление затвора клапана.A disadvantage of the known solution is the relatively low reliability of operation of the bursting disc and the fastening of the valve shutter.

Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания, а также надежности крепления затвора клапана.The technical result is an increase in the efficiency of protection of technological equipment from explosions by increasing the speed and reliability of operation, as well as the reliability of mounting the valve shutter.

Это достигается тем, что в взрывозащитном клапане, содержащим корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана, при этом корпус клапана выполнен в виде нижней цилиндрической, средней конической и верхней цилиндрической частей, причем в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана, и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин:This is achieved by the fact that in the explosion-proof valve containing the valve body, heat insulating and bursting elements, a lined cargo gate, movably connected to the valve body, the valve body is made in the form of a lower cylindrical, middle conical and upper cylindrical parts, and in the lower cylindrical part a lined cargo lock is placed, covering the hole in the body of the protected object, and a heat-insulating element and a sealing m are placed in the upper cylindrical part of the valve body a diaphragm pressed against the valve body by means of a cover pivotally connected to a lever interacting with the chipper, and the fastening element of the discontinuous element is fastened with its upper part to the lever and the lower to the upper cylindrical part of the valve body, and the discontinuous element consists of a wire, a locking bolt, plugs, valve cover lever, nut, two drums located respectively in the valve cover lever fork and in the fork of the upper cylindrical part of the valve body, while the ends of the wire are inserted into the holes of the drum and then wound on them, and the gap h between the forks is about (1.5 ÷ 3) of the diameter of the wire, and the valve parameters are in the following optimal ranges of values:

а=D/Dy=1,5÷2,0; b=H/L=1,3÷1,8; с=H/Dy=2,5÷3,0,a = D / Dy = 1.5 ÷ 2.0; b = H / L = 1.3 ÷ 1.8; s = H / Dy = 2.5 ÷ 3.0,

где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса 3 клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса 1 защищаемого объекта; D - диаметр нижней цилиндрической части корпуса 3 клапана; Н - высота клапана в сборе; L - максимальный габаритный размер клапана в плане, подвижное соединение футерованного грузового затвора с основанием корпуса клапана выполнено в виде трех вертикально установленных стержней в отверстиях, выполненных в периферийной части корпуса футерованного грузового затвора, при этом нижней частью стержни закреплены в основании корпуса клапана, а в верхней части имеют демпфирующее устройство, закрепленное на горизонтальных перемычках стержней, и обращенное в сторону грузового затвора.where Dy is the diameter of the upper cylindrical part of the valve body 3, equal to the maximum hole size of the body 1 of the protected object; D is the diameter of the lower cylindrical part of the valve body 3; H is the height of the valve assembly; L is the maximum overall dimension of the valve in plan, the movable connection of the lined cargo bolt with the base of the valve body is made in the form of three vertically mounted rods in the holes made in the peripheral part of the body of the lined cargo bolt, with the lower part of the rods fixed to the base of the valve body, and in the upper parts have a damping device mounted on horizontal jumpers of the rods, and facing the cargo bolt.

На фиг.1 изображен фронтальный разрез взрывозащитного клапана, на фиг.2 - узел крепления разрывного элемента.Figure 1 shows a frontal section of the explosion-proof valve, figure 2 - the mounting unit of the bursting element.

Взрывозащитный клапан устанавливается на корпус 19 защищаемого объекта посредством крепежных элементов 20, и содержит футерованный грузовой затвор 2, подвижно соединенный с основанием 1 корпуса 3 клапана.The explosion-proof valve is installed on the housing 19 of the protected object by means of fasteners 20, and contains a lined cargo gate 2, movably connected to the base 1 of the valve body 3.

Подвижное соединение футерованного грузового затвора 2 с основанием 1 корпуса клапана выполнено в виде трех вертикально установленных стержней 10 в отверстиях, выполненных в периферийной части корпуса футерованного грузового затвора 2. При этом нижней частью стержни 10 закреплены в основании 1 корпуса клапана, а в верхней части имеют демпфирующее устройство 11, закрепленное на горизонтальных перемычках 12 стержней 10, и обращенное в сторону грузового затвора 2.The movable connection of the lined cargo bolt 2 with the base 1 of the valve body is made in the form of three vertically mounted rods 10 in the holes made in the peripheral part of the body of the lined cargo bolt 2. The lower part of the rods 10 are fixed in the base 1 of the valve body, and in the upper part a damping device 11, mounted on horizontal bridges 12 of the rods 10, and facing the load gate 2.

Корпус клапана 3 выполнен в виде нижней цилиндрической, средней конической и верхней цилиндрической частей, причем в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор 2, перекрывающий отверстие диаметром Dy в корпусе 1 защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпус 3 клапана размещен теплоизоляционный элемент 4 и герметизирующая мембрана 5, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки 6, шарнирно соединенной с рычагом 8, взаимодействующим с отбойником 7. Узел 9 крепления разрывного элемента (проволоки) крепится своей верхней частью на рычаге 8, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса 3 клапана. Узел крепления разрывного элемента состоит из проволоки 16, стопорного болта 11, вилки 12, рычага 13 крышки клапана, гайки 14, и двух барабанов 15, расположенных соответственно в вилке 12 рычага 13 крышки клапана, и в вилке верхней цилиндрической части корпуса 3 клапана. Концы проволоки 16 вставляются в отверстия барабанов 15 и затем наматываются на них при их вращении обычным гаечным ключом. После достаточного натяжения проволоки барабаны 15 фиксируются стопорными болтами 11. Важно заметить, что давление срабатывания клапана зависит только от прочности проволоки 16 и не зависит от силы ее натяжения. Чтобы срабатыванию клапана не предшествовали большие пластические деформации проволоки, ее длина, а следовательно, и зазор h должны быть минимальными. Зазор h должен быть порядка (l,5÷3)d, где d - диаметр проволоки. Чтобы крепление концов проволоки было надежным и не допускало их вытягивания из отверстий в барабане, на него должно быть намотано не менее трех витков. Откидная крышка 6 через рычаг 8 удерживается в закрытом положении при разрывном элементе 9, роль которого выполняет проволока калиброванного сечения. Для полной герметизации клапана используется мембрана 5 из алюминиевой фольги или из полимерного материала. Под действием давления в защищаемом аппарате мембрана прижимается к крышке и таким образом через рычаг 8 все усилие от давления передается на шарнир рычага и разрывную проволоку 9. Сама же мембрана при этом оказывается практически полностью разгруженной и на давление срабатывания клапана (разрыв проволоки 9) существенного влияния не оказывает. В этом смысле мембрана не является расчетным элементом: конструкции взрывного клапана.The valve body 3 is made in the form of a lower cylindrical, middle conical and upper cylindrical parts, with a lined cargo closure 2 located in the lower cylindrical part, covering the hole with a diameter Dy in the housing 1 of the protected object. In the upper cylindrical part of the valve body 3 there is a heat-insulating element 4 and a sealing membrane 5 pressed to the valve body by means of a cover 6, pivotally connected to the lever 8 interacting with the chipper 7. The fastening element 9 of the bursting element (wire) is mounted with its upper part on the lever 8 and the bottom to the upper cylindrical part of the valve body 3. The fastening element of the bursting element consists of a wire 16, a locking bolt 11, a plug 12, a valve cover lever 13, a nut 14, and two drums 15 located respectively in the fork 12 of the valve cover lever 13 and in the fork of the upper cylindrical part of the valve body 3. The ends of the wire 16 are inserted into the holes of the drums 15 and then wound on them when they are rotated with a conventional wrench. After sufficient wire tension, the drums 15 are fixed with locking bolts 11. It is important to note that the valve operating pressure depends only on the strength of the wire 16 and does not depend on its tension. So that valve actuation is not preceded by large plastic deformations of the wire, its length and, consequently, the clearance h should be minimal. The gap h should be of the order of (l, 5 ÷ 3) d, where d is the diameter of the wire. So that the fastening of the ends of the wire is reliable and does not allow them to be pulled out of the holes in the drum, at least three turns must be wound on it. The hinged lid 6 through the lever 8 is held in a closed position with a bursting element 9, the role of which is performed by a calibrated section wire. For complete valve sealing, a membrane 5 made of aluminum foil or of a polymeric material is used. Under the action of pressure in the protected device, the membrane is pressed against the cover and thus through the lever 8 all the pressure is transferred to the lever hinge and the bursting wire 9. The membrane itself is almost completely unloaded and the valve operating pressure (wire break 9) has a significant effect does not render. In this sense, the membrane is not a design element: the design of the explosive valve.

Если в защищаемом аппарате 1 происходят технологические процессы при высоких температурах, то для тепловой защиты мембраны 5 и других деталей клапана предусмотрены два уровня теплоизоляции. Первый из них представляет собой грузовой затвор 2, футерованный огнеупорным материалом, а второй - минеральную вату, асбестовую крошку или другой термостойкий пористый материал 4, уложенный в корзину из металлических прутьев или полос. Затвор 2 не обеспечивает герметичного перекрытия сбросного отверстия защищаемого аппарата 1, он свободно лежит на нем, а слегка прослабленные цепи 10 служат лишь для центровки затвора 2, т.е. для предотвращения его больших смещений относительно сбросного отверстия.If technological processes take place in the protected device 1 at high temperatures, then two levels of thermal insulation are provided for thermal protection of the membrane 5 and other valve parts. The first of them is a cargo lock 2, lined with refractory material, and the second is mineral wool, asbestos chips or other heat-resistant porous material 4, placed in a basket of metal rods or strips. The shutter 2 does not provide a tight shutoff of the discharge opening of the protected apparatus 1, it lies freely on it, and slightly loosened chains 10 serve only to center the shutter 2, i.e. to prevent large displacements relative to the outlet.

Футерованный грузовой затвор 2 защищает корпус 3 клапана от прогорания в случае высокой температуры в защищаемом аппарате, а засыпка 4 еще больше снижает температуру в зоне расположения мембраны 5.A lined cargo lock 2 protects the valve body 3 from burning in the event of a high temperature in the protected device, and filling 4 further reduces the temperature in the area of the membrane 5.

Для получения наибольшей эффективности взврывозащиты производственного оборудования взрывозащитный клапан имеет параметры, которые находятся в следующих оптимальных интервалах величин: а=D/Dy=1,5÷2,0; b=H/L=1,3÷1,8; с=H/Dy=2,5÷3,0,To obtain the highest explosion protection efficiency of industrial equipment, the explosion protection valve has parameters that are in the following optimal ranges of values: a = D / Dy = 1.5 ÷ 2.0; b = H / L = 1.3 ÷ 1.8; s = H / Dy = 2.5 ÷ 3.0,

где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса 3 клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса 1 защищаемого объекта; D - диаметр нижней цилиндрической части корпуса 3 клапана; Н - высота клапана в сборе; L - максимальный габаритный размер клапана в плане (на виде сверху).where Dy is the diameter of the upper cylindrical part of the valve body 3, equal to the maximum hole size of the body 1 of the protected object; D is the diameter of the lower cylindrical part of the valve body 3; H is the height of the valve assembly; L is the maximum overall dimension of the valve in the plan (in the top view).

Взрывозащитный клапан работает следующим образом.Explosion proof valve operates as follows.

Давление в защищаемом аппарате воздействует на крышку 6, так как затвор 2 перекрывает входное отверстие негерметично и при быстром повышении давления он может приподниматься, а теплоизоляционный слой 4 порист. При срабатывании клапана крышка6 отбрасывается до упора в отбойники 7, засыпка 4 потоком газа выбрасывается из полости клапана, а затвор 2 приподнимается вверх, насколько позволяет длина удерживающих его стержней 10, при этом частичное поглощение взрывной энергии приходится на демпфирующее устройство 11.The pressure in the device to be protected acts on the cover 6, since the shutter 2 closes the inlet and is leaky and can rapidly rise with a rapid increase in pressure, and the insulating layer 4 is porous. When the valve is activated, the cover6 is thrown as far as it will go into the chippers 7, the backfill 4 is ejected from the cavity of the valve by the gas flow, and the shutter 2 is lifted up as far as the length of the holding rods 10 allows, while the partial absorption of explosive energy falls on the damping device 11.

После окончания сброса газов затвор 2 и крышка 7, опускаются вниз и закрывают сбросное отверстие клапана. При этом герметичность клапана полностью не восстанавливается, однако интенсивный подсос воздуха из атмосферы в полость защищаемого аппарата, который может вызвать вторичный взрыв в оборудовании, исключается.After the discharge of gases, the shutter 2 and the cover 7, are lowered down and close the valve outlet. In this case, the valve tightness is not completely restored, however, an intensive intake of air from the atmosphere into the cavity of the protected device, which can cause a secondary explosion in the equipment, is eliminated.

После срабатывания клапана и устранения причин, вызвавших взрыв в оборудовании, клапан должен быть восстановлен, т.е. необходимо в корзину уложить теплоизоляционный слой.After the valve is activated and the causes of the explosion in the equipment are eliminated, the valve must be restored, i.e. it is necessary to lay the insulating layer in the basket.

Для химической и других смежных отраслей промышленности, продукты которых и ценны и исключительно вредны для окружающей среды, условие полной герметичности следует рассматривать как приоритетное, в значительной мере определяющее область возможного их применения.For chemical and other related industries, the products of which are valuable and extremely harmful to the environment, the condition of complete tightness should be considered as a priority, largely determining the area of their possible application.

Claims

An explosion-proof valve comprising a valve body, heat-insulating and explosive elements, a lined cargo gate, movably connected to the valve body, while the valve body is made in the form of a lower cylindrical, middle conical and upper cylindrical parts, and a lined cargo gate is located in the lower cylindrical part, overlapping a hole in the body of the protected object, and in the upper cylindrical part of the valve body there is a heat-insulating element and a sealing membrane pressed against the body the valve mustache by means of a cover pivotally connected to the lever interacting with the chipper, and the fastening element of the discontinuous element is fastened with its upper part to the lever and the lower to the upper cylindrical part of the valve body, while the fastening element of the discontinuous element consists of a wire, a locking bolt, a fork , valve cover lever, nut, two drums located respectively in the valve cover lever fork and in the fork of the upper cylindrical part of the valve body, while the ends of the wire are inserted into the holes of the drum c and then wound on them, and the gap h between the plugs is of the order of 1.5–3 wire diameters, and the valve parameters are in the following optimal ranges of values: a = D / Dy = 1.5–2.0; b = H / L = 1.3 ÷ 1.8; c = H / Dy = 2.5 ÷ 3.0, where Dy is the diameter of the upper cylindrical part of the valve body 3, equal to the maximum hole size of the body 1 of the protected object; D is the diameter of the lower cylindrical part of the valve body 3; H is the height of the valve assembly; L is the maximum overall dimension of the valve in plan, characterized in that the movable connection of the lined cargo shutter with the base of the valve body is made in the form of three vertically mounted rods in holes made in the peripheral part of the body of the lined cargo shutter, with the lower part of the rods fixed to the base of the body valves, and in the upper part they have a damping device mounted on horizontal lintels of the rods and facing the cargo bolt.