RU2625893C1

RU2625893C1 - Explosion protection element of kochetov with emergency situation alarm system

Info

Publication number: RU2625893C1
Application number: RU2016119537A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-07-19

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: invention is designed for explosion protection of the process equipment in case of emergency situation (ES). Explosion-proof element of the explosion-proof valve with emergency warning system is made in the form of a pack of disc-shaped elastic elements movably based on guide rods and fixed on stop plate. Mentioned element comprises a circular base which is movably disposed on the rod by means of at least two pins. One end of the pin is fixed firmly to the stop plate. The other end of the pin enters with clearance into the hole made in the base, and is fixed by means of a nut. A cylindrical glass with a cavity and a hole through which the rod passes through the gap is rigidly and co-axially attached to the lower part of the base. The rod also moves inwardly inside the bushing installed in the lined cargo gate. The cavity of a cylindrical beaker is filled with a vibro-damping material of the polyurethane type with a stiffness less than that of a pack of disc-shaped elastic elements. A pack of disc-shaped elastic elements is located between the stop plate and the round base. On the external surface of the pin, co-axially and axially symmetrically, a bushing is installed from a rapidly disintegrating glass material of the "triplex" type. This sleeve performs a duplicating function of the "weak link" in the security system. The sensor is also attached to the bush in the form of a strain gage, which is part of the initial phase warning system.

EFFECT: increase the efficiency and reliability of technological equipment protection against explosions by providing more reliable and soft centering of the shutter relative to the discharge opening.

2 dwg

Description

Изобретение относится к взрывозащитным устройствам и может быть использована для взрывозащиты технологического оборудования в случае возникновения чрезвычайной ситуации (ЧС).The invention relates to explosion-proof devices and can be used for explosion protection of technological equipment in the event of an emergency.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является взрывозащитное устройство по патенту РФ №2549751 [5], F16D 3/04, (прототип), содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана, который 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 узел крепления разрывной мембраны.The closest technical solution to the claimed object is an explosion-proof device according to the patent of the Russian Federation No. 2549751 [5], F16D 3/04, (prototype), comprising a valve body, heat insulating and bursting elements, a lined cargo lock, movably connected to the valve body, which is made in in the form of a lower cylindrical, middle conical and upper cylindrical parts, and in the lower cylindrical part there is a lined cargo lock overlapping an opening in the body of the protected object, and in the upper cylindrical part to rpusa valve arranged fastening part of the bursting disc.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность, из-за того что гибкие связи крепления футерованного грузового затвора к корпусу взрывозащитного устройства, выполненные в виде ремней, работают рывками, с ударами, т.е. создают дополнительные динамические нагрузки на устройство в целом, что может привести к их поломке.A disadvantage of the known solution is the relatively low reliability, due to the fact that the flexible connections fastening the lined cargo bolt to the housing of the explosion-proof device, made in the form of belts, work jerkily, with bumps, i.e. create additional dynamic loads on the device as a whole, which can lead to their breakdown.

Технический результат - повышение эффективности и надежности защиты технологического оборудования от взрывов путем выполнения крепления футерованного грузового затвора к корпусу защищаемого объекта посредством направляющих стержней, что способствуют более надежному и мягкому (без рывков и ударов) центрированию затвора относительно сбросного отверстия.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of protection of technological equipment from explosions by attaching the lined cargo bolt to the body of the protected object by means of guide rods, which contribute to a more reliable and soft (without jerking and bumps) centering the shutter relative to the discharge opening.

Это достигается тем, что во взрывозащитном элементе с системой оповещения чрезвычайной ситуации, содержащем корпус, разрывной элемент мембранного типа, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом защищаемого объекта, 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 узел крепления разрывного элемента мембранного типа, подвижное соединение футерованного грузового затвора с корпусом защищаемого объекта выполнено в виде по крайней мере трех направляющих стержней, средняя часть которых подвижно размещена во втулках, закрепленных в футерованном грузовом затворе, а нижний конец каждого из которых жестко соединен с корпусом посредством фланца, при этом на другом конце стержней закреплены упорные пластины, на которых закреплены взрывозащитные элементы взрывозащитного устройства, демпфирующие воздействие ударной взрывной волны, взрывозащитный элемент выполнен в виде пакета тарельчатых упругих элементов, подвижно базирующихся на направляющих стержнях и закрепленных на упорной пластине, и содержит круглое основание, которое посредством по крайней мере двух штырей подвижно расположено на стержне, при этом один конец штыря жестко закреплен на упорной пластине, а другой входит с зазором в отверстие, выполненное в основании, и фиксируется посредством гайки, к нижней части основания жестко и соосно ему прикреплен цилиндрический стакан с полостью и отверстием, через которое с зазором проходит стержень, стержень также подвижно входит внутрь втулки, установленной в футерованном грузовом затворе, и в полость цилиндрического стакана с отверстием, через которое с зазором проходит стержень, при этом полость цилиндрического стакана заполнена вибродемпфирующим материалом с жесткостью, меньшей, чем жесткость пакета тарельчатых упругих элементов, например полиуретаном, причем пакет тарельчатых упругих элементов расположен, с небольшим поджатием, между упорной пластиной и круглым основанием, а на внешней поверхности штыря, коаксиально и осесимметрично, установлена втулка из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс», которая выполняет дублирующую функцию «слабого звена» в системе безопасности, и на которой также закреплен датчик в виде тензорезистора, входящий в систему оповещения начальной фазы ЧС.This is achieved by the fact that in the explosion-proof element with an emergency warning system comprising a housing, a bursting element of a membrane type, a lined cargo bolt movably connected to the housing of the protected object, the valve housing is made in the form of a lower cylindrical, middle conical and upper cylindrical parts, moreover, in the lower cylindrical part there is a lined cargo bolt covering the hole in the body of the protected object, and in the upper cylindrical part of the valve body n the attachment of the discontinuous element of the membrane type, the movable connection of the lined cargo bolt with the body of the protected object is made in the form of at least three guide rods, the middle part of which is movably placed in the bushings fixed in the lined cargo bolt, and the lower end of each of which is rigidly connected to the housing by means of a flange, while on the other end of the rods are fixed thrust plates on which the explosion-proof elements of the explosion-proof device are mounted, damping the shock wave, the explosion-proof element is made in the form of a package of disk-shaped elastic elements, movably based on the guide rods and mounted on a thrust plate, and contains a round base, which is movably located on the rod by means of at least two pins, while one end of the pin is rigidly fixed on the thrust plate, and the other enters with a gap in the hole made in the base and is fixed by means of a nut; a cylindrical cup is rigidly and coaxially attached to the bottom of the base with the cavity and the hole through which the rod passes with a gap, the rod also movably enters the sleeve installed in the lined cargo closure, and into the cavity of the cylindrical glass with the hole through which the rod passes with the gap, while the cavity of the cylindrical glass is filled with vibration damping material with rigidity, less than the stiffness of the plate-shaped elastic elements package, for example polyurethane, moreover, the package of disk-shaped elastic elements is located, with slight compression, between the thrust plate and the circle a base, and on the outer surface of the pin, coaxially and axisymmetrically, a sleeve of quick-breaking material, such as glass, such as “triplex” is installed, which performs the duplicate function of a “weak link” in the security system, and on which a sensor in the form of a strain gauge is also attached into the emergency phase notification system.

На фиг. 1 изображен общий вид взрывозащитного элемента с системой оповещения чрезвычайной ситуации с креплением футерованного грузового затвора к корпусу защищаемого объекта посредством направляющих стержней, на фиг. 2 - вариант выполнения взрывозащитного элемента взрывозащитного устройства.In FIG. 1 shows a general view of an explosion-proof element with an emergency warning system with a lined cargo bolt fastened to the body of the protected object by means of guide rods, FIG. 2 is an embodiment of an explosion-proof element of an explosion-proof device.

Взрывозащитный элемент с системой оповещения чрезвычайной ситуации (фиг. 1) выполнен с разрывной мембраной 7, которая устанавливается на корпусе 1 защищаемого объекта и содержит футерованный грузовой затвор 2, подвижно соединенный с корпусом 1 защищаемого объекта посредством по крайней мере трех направляющих стержней 10, средняя часть которых подвижно размещена во втулках 16, закрепленных в футерованном грузовом затворе 2, а нижний конец каждого из которых жестко соединен с корпусом 1 посредством фланца 11, при этом на другом конце стержней закреплены упорные пластины 12, на которых закреплены взрывозащитные элементы 13 взрывозащитного устройства, демпфирующие воздействие ударной взрывной волны, поступающей через отверстие 9 диаметром Dy в корпусе 1 защищаемого объекта, в случае возникновения ЧС.The explosion-proof element with an emergency warning system (Fig. 1) is made with a bursting disc 7, which is installed on the housing 1 of the protected object and contains a lined cargo gate 2, movably connected to the housing 1 of the protected object through at least three guide rods 10, the middle part which are movably placed in the sleeves 16, mounted in a lined cargo gate 2, and the lower end of each of which is rigidly connected to the housing 1 by means of a flange 11, while at the other end of the rods thrust plates 12 are mounted on which explosion-proof elements 13 of the explosion-proof device are mounted, which dampen the impact of the shock wave entering through an opening 9 with a diameter Dy in the housing 1 of the protected object in case of emergencies.

Корпус взрывозащитного устройства выполнен в виде нижней цилиндрической части 3, средней конической части 4 и верхней цилиндрической части 5, причем в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор 2, перекрывающий отверстие 9 диаметром Dy в корпусе 1 защищаемого объекта. К верхней цилиндрической части 5 корпуса взрывозащитного устройства крепится узел разрывной мембраны 7 с герметизирующей прокладкой 6 посредством крепежных элементов 8. При этом футерованный грузовой затвор 2 защищает корпус взрывозащитного устройства от прогорания в случае высокой температуры в защищаемом объекте. Между взрывозащитными элементами 13 и футерованным грузовым затвором 2 установлены быстроразрушающиеся под воздействием первичного импульса взрывной волны элементы 14, выполненные в виде втулок, охватывающих направляющие стержни 10. В качестве материала втулок применяется фарфор, стекло типа «триплекс» и другие хрупкие материалы, прочность которых рассчитывается на первичный импульс взрывной волны. На быстроразрушающихся под воздействием первичного импульса взрывной волны элементах 14 закреплены датчики 15 системы оповещения начальной фазы ЧС, выполненные в виде тензорезисторов, сигналы с которых по линии связи 17 поступают на тензоусилитель 18, а с него по линии связи 19 на блок 20 системы оповещения начальной фазы ЧС.The housing of the explosion-proof device is made in the form of a lower cylindrical part 3, a middle conical part 4 and an upper cylindrical part 5, and a lined cargo gate 2 is placed in the lower cylindrical part, covering the hole 9 with a diameter Dy in the housing 1 of the protected object. A bursting disc assembly 7 with a sealing gasket 6 is fastened to the upper cylindrical part 5 of the housing of the explosion-proof device by means of fasteners 8. In this case, the lined cargo gate 2 protects the housing of the explosion-proof device from burning in case of high temperature in the protected object. Between the explosion-proof elements 13 and the lined cargo lock 2, elements 14 are made that quickly collapse under the influence of the primary impulse of the blast wave. They are made in the form of bushings covering the guide rods 10. Porcelain, triplex glass and other brittle materials are used as the sleeve material, the strength of which is calculated to the primary impulse of a blast wave. Sensors 15 of the emergency phase warning system, made in the form of strain gauges, are fastened to elements 14 that quickly decay under the influence of a primary pulse of a blast wave and are made in the form of strain gauges, signals from which are sent through strain-line amplifier 18 to voltage amplifier 18, and from it through communication line 19 to block 20 of the initial phase warning system Emergency.

Разрывные мембраны изготавливают обычно из тонколистового проката пластичных металлов, таких как алюминий, никель, нержавеющая сталь, латунь, медь, титан, монель, а также асбеста и др. Применение асбеста оправдывается высокой температурой внутри оборудования, т.е. в случае взрывозащиты топок, печей и других высокотемпературных реакторов.Bursting membranes are usually made from sheet metal of ductile metals such as aluminum, nickel, stainless steel, brass, copper, titanium, monel, as well as asbestos, etc. The use of asbestos is justified by the high temperature inside the equipment, i.e. in case of explosion protection of furnaces, furnaces and other high temperature reactors.

Взрывозащитный элемент с системой оповещения чрезвычайной ситуации работает следующим образом.Explosion-proof element with an emergency warning system operates as follows.

Аварийное взрывное давление в защищаемом объекте воздействует на футерованный грузовой затвор 2 через отверстие 9 диаметром Dy в корпусе 1 защищаемого объекта. При этом футерованный грузовой затвор 2 приподнимается по направляющим стержням 10 и срабатывает система оповещения начальной фазы ЧС за счет быстроразрушающихся элементов 14. При взрывном давлении разрывная мембрана 7 также испытывает разрывные деформации и разрывается, тем самым обеспечивая полное раскрытие проходного сечения отверстия 9 диаметром Dy в корпусе 1 защищаемого объекта и выброс повышенного давления в атмосферу, что защищает объект от разрушения.Emergency explosive pressure in the protected object acts on the lined cargo lock 2 through an opening 9 of diameter Dy in the housing 1 of the protected object. In this case, the lined cargo lock 2 is lifted along the guide rods 10 and the emergency phase warning system is activated due to rapidly breaking elements 14. At explosive pressure, the bursting membrane 7 also experiences tensile strains and ruptures, thereby ensuring a full opening of the bore 9 of the diameter Dy in the housing 1 protected object and the release of high pressure into the atmosphere, which protects the object from destruction.

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 scope of their possible application.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения взрывозащитного элемента 13 взрывозащитного устройства.In FIG. 2 shows an embodiment of an explosion-proof element 13 of an explosion-proof device.

Взрывозащитный элемент 13 взрывозащитного устройства (фиг. 2) может быть выполнен в виде пакета тарельчатых упругих элементов 22, подвижно базирующихся на направляющих стержнях 10 и закрепленных на упорной пластине 12. Пакет тарельчатых упругих элементов содержит круглое основание 21, которое посредством по крайней мере двух штырей 23 подвижно расположено на стержне 10, при этом один конец штыря 23 жестко закреплен на упорной пластине 12, а другой входит с зазором в отверстие 24, выполненное в основании 21, и фиксируется посредством гайки 25. К нижней части основания 21 жестко и соосно ему прикреплен цилиндрический стакан с полостью и отверстием, через которое с зазором проходит стержень 10. Стержень 10 подвижно входит внутрь втулки 16, установленной в футерованном грузовом затворе 2, и в полость цилиндрического стакана с отверстием, через которое с зазором проходит стержень 10. Полость цилиндрического стакана заполнена вибродемпфирующим материалом с жесткостью, меньшей, чем жесткость пакета тарельчатых упругих элементов 22, например полиуретаном.The explosion-proof element 13 of the explosion-proof device (Fig. 2) can be made in the form of a package of Belleville elastic elements 22, movably based on the guide rods 10 and mounted on the thrust plate 12. The packet of Belleville elastic elements contains a round base 21, which through at least two pins 23 is movably located on the rod 10, while one end of the pin 23 is rigidly fixed to the thrust plate 12, and the other enters with a gap in the hole 24 made in the base 21 and is fixed by means of a nut 25. To the bottom The base 21 is rigidly and coaxially attached to it with a cylindrical cup with a cavity and an opening through which the rod 10 passes with a gap. The rod 10 movably enters the sleeve 16 installed in the lined cargo closure 2 and into the cavity of the cylindrical glass with an opening through which with a gap the rod 10 passes. The cavity of the cylindrical glass is filled with vibration damping material with a stiffness less than the stiffness of the plate-shaped elastic elements 22, for example polyurethane.

Пакет тарельчатых упругих элементов 22 расположен, с небольшим поджатием, между упорной пластиной 12 и круглым основанием 21. На внешней поверхности штыря 23, коаксиально и осесимметрично, установлена втулка 26 (фиг. 2) из быстроразрушающегося материала, например стекла типа «триплекс», которая выполняет дублирующую функцию «слабого звена» в системе безопасности и на которой также закреплен датчик в виде тензорезистора, входящий в систему оповещения начальной фазы ЧС (на чертеже не показано).A pack of disk-shaped elastic elements 22 is located, with a slight compression, between the thrust plate 12 and the round base 21. On the outer surface of the pin 23, coaxially and axisymmetrically, a sleeve 26 (Fig. 2) of quick-breaking material, such as triplex glass, is installed, which performs the duplicate function of the "weak link" in the security system and on which a sensor in the form of a strain gauge is also attached, which is part of the emergency phase warning system (not shown).

Claims

An explosion-proof element with an emergency warning system, comprising a body, a membrane-type bursting element, a lined cargo lock, movably connected to the body of the protected object, while the valve body is made in the form of a lower cylindrical, middle conical and upper cylindrical parts, and located in the lower cylindrical part lined cargo bolt, covering the hole in the body of the protected object, and in the upper cylindrical part of the valve body there is a knot of fastening explosive membrane type element, the movable connection of the lined cargo bolt with the body of the protected object is made in the form of at least three guide rods, the middle part of which is movably placed in the bushings fixed in the lined cargo bolt, and the lower end of each of which is rigidly connected to the body via a flange, at the same time, thrust plates are fixed on the other end of the rods, on which the explosion-proof elements of the explosion-proof device are fixed, damping the effect of the shock wave characterized in that the explosion-proof element is made in the form of a package of disk-shaped elastic elements, movably based on guide rods and mounted on a thrust plate, and contains a round base, which is movably located on the rod by means of at least two pins, while one end of the pin is rigidly fixed on the thrust plate, and the other enters with a gap in the hole made in the base and is fixed by means of a nut; a cylindrical cup with a cavity is rigidly and coaxially attached to the bottom of the base hole and through which the rod passes with a gap, the rod also movably enters the sleeve installed in the lined cargo bolt, and into the cavity of the cylindrical glass with the hole through which the rod passes with the gap, while the cavity of the cylindrical glass is filled with a vibration-damping material such as polyurethane with stiffness less than the stiffness of the plate-shaped elastic elements package, the plate-shaped elastic elements package being located, with a slight compression, between the thrust plate and the round base m, and on the outer surface of the pin, coaxially and axisymmetrically, a sleeve of quick-breaking material in the form of glass of the “triplex” type is installed, which performs the duplicating function of the “weak link” in the security system and on which a sensor in the form of a strain gauge is also attached initial phase of an emergency.