RU131841U1

RU131841U1 - EXPLOSION VALVE

Info

Publication number: RU131841U1
Application number: RU2013111599/06U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Нажмудинович Аюбов; Максим Васильевич Омельченко; Олег Савельевич Кочетов; Андрей Юрьевич Тараканов; Никита Юрьевич Скубак; Илья Александрович Поляков
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-08-27

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) от диаметра проволоки, а параметры клапана 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,где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса 3 клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса 1 защищаемого объекта; D - диаметр нижней цилиндрической части корпуса клапана; Н - высота клапана в сборе; L - максимальный габаритный размер клапана в плане, а подвижное соединение футерованного грузового затвора с основанием корпуAn explosion-proof valve comprising 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 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 , a valve cover lever, a nut, two drums located respectively in a fork of a valve cover lever lever, and in a fork of the upper cylindrical part of the valve body, while the ends of the wire are inserted into the holes of the drum in and then wound on them, and the gap h between the forks of the order of (1,5 ÷ 3) on the wire diameter, and the valve settings are in the following ranges of optimal 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; H is the height of the valve assembly; L is the maximum overall dimension of the valve in the plan, and the movable connection of the lined cargo bolt with the base of the body

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 №120736, 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 the Russian Federation No. 120736, 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 демпфирования футерованного грузового затвора.The technical result is an increase in the efficiency of protection of technological equipment from explosions by increasing the damping of the lined cargo bolt.

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, и 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 to 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 mounted with its upper part on the lever and the lower one to the upper cylindrical part of the valve body, and consists of a wire, a locking bolt, a fork, the lever of the valve cover, the nut, two drums located respectively in the fork of the lever of the valve cover 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 drums and then vayutsya on them, and the gap h between the forks of the order of (1,5 ÷ 3) on the wire diameter, and the valve settings are in the following ranges of optimal values:

a=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, на фиг.3 - схема демпфирующего устройства.In Fig.1 shows a frontal section of the explosion-proof valve, Fig.2 is a mounting unit of the discontinuous element, Fig.3 is a diagram of a damping device.

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 (1,5÷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, and a lined cargo gate 2 is placed in the lower cylindrical part, covering the hole with a diameter Dy in the body 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 therefore the clearance h, should be minimal. The gap h should be of the order of (1.5 ÷ 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 cross-section wire. For complete valve sealing, a membrane 5 made of aluminum foil or of a polymeric material is used. Under the influence 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 backfill 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).

Каждое из трех демпфирующих устройств 11 (фиг.3) закреплено на горизонтальной перемычке 12, жестко соединенной со стержнем 10 и выполненной в виде круглого диска, на котором закреплено посредством винтов 22 основание 21 демпфирующего устройства, выполненного из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», которое соединено со втулкой 23 из эластомера, имеющей центральное отверстие, через которое проходит стержень 10. Втулка имеет, по крайней мере, три отверстия 24, соосных со стержнем 10, в которых расположены более жесткие упругие элементы 25, например цилиндрические винтовые пружины, верхний торец которых посредством крепежных элементов 26 соединен с основанием 21 демпфирующего устройства, а полость отверстий 24 заполнена полиуретаном.Each of the three damping devices 11 (Fig. 3) is mounted on a horizontal jumper 12, rigidly connected to the rod 10 and made in the form of a round disk, on which the base 21 of the damping device made of a hard vibro-damping material of the Agat type is fixed by screws 22, which is connected to a sleeve 23 of an elastomer having a central hole through which the rod 10 passes. The sleeve has at least three holes 24 coaxial with the rod 10 in which the stiffer elastic elements 2 5, for example, cylindrical coil springs, the upper end of which is connected via fasteners 26 to the base 21 of the damping device, and the cavity of the holes 24 is filled with polyurethane.

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 крышка 6 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 cover 6 is thrown as far as it will go into the chippers 7, the backfill 4 is ejected from the valve cavity 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.

При этом частичное поглощение взрывной энергии приходится на демпфирующие устройства 11, закрепленные на горизонтальных перемычках 12. При этом сначала сжимаются упругие элементы 25, например цилиндрические винтовые пружины, а затем энергию взрыва гасят втулки 23 из эластомера, совместно с упругими элементами 25 и литьевым полиуретаном.In this case, the partial absorption of explosive energy falls on damping devices 11 mounted on horizontal jumpers 12. In this case, elastic elements 25, for example, cylindrical coil springs, are compressed first, and then the explosion energy is extinguished by elastomer bushings 23, together with elastic elements 25 and injection molded polyurethane.

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 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 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 , a valve cover lever, a nut, two drums located respectively in a fork of a valve cover lever lever, and in a fork of the upper cylindrical part of the valve body, while the ends of the wire are inserted into the holes of the drum in and then wound on them, and the gap h between the forks of the order of (1,5 ÷ 3) on the wire diameter, and the valve settings are in the following ranges of optimal values:

a = D / Dy = 1.5 ÷ 2.0; b = H / L = 1.3 ÷ 1.8; s = 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; H is the height of the valve assembly; L is the maximum overall dimension of the valve in plan, and 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 part they have a damping device mounted on the horizontal jumpers of the rods and facing the load gate, characterized in that each of the three dampers devices is fixed on a horizontal jumper, rigidly connected to the rod and made in the form of a circular disk, on which the base of a damping device made of a hard vibration-damping material of the Agat type is fixed by screws, which is connected to an elastomer sleeve having a central hole through which the rod passes, and the sleeve has at least three holes coaxial with the rod, in which elastic elements are located, for example cylindrical coil springs, the upper torus which by means of fastening elements connected to the base of the damping device, and the cavity is filled with polyurethane holes.