SK284886B6 - Výkyvná poistka na tlmenie alebo prevenciu pohybu zlomenej časti potrubia - Google Patents

Abstract

Výkyvná poistka na tlmenie alebo prevenciu pohybu zlomenej časti potrubia (1) obsahuje spojovací prvok na premostenie predpokladaného možného miesta (2) zlomu. Ako spojovací prvok sú usporiadané najmenej dve ťahadlá (5), ktoré sú po obidvoch stranách možného miesta (2) zlomu kĺbovo spojené s potrubím (1). Alternatívne sú ako spojovací prvok usporiadané najmenej dve ťahadlá (5), ktoré sú na jednej strane spojené s potrubím (1) a na druhej strane s podperou (7), ktorá podopiera potrubie (1) v smere na možné miesto (2) zlomu na rozdeľovacom člene (6). Alternatívne je časť potrubia (1), ktorej zlomenie sa predpokladá, v mieste svojho rozdeľovacieho člena (6) alebo na telese svojej armatúry podoprená podperou (7) a je s ňou spojená najmenej dvoma ťahadlami (5).

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka výkyvnej poistky na tlmenie alebo prevenciu pohybu zlomenej časti potrubia, obsahujúcej spojovací prvok na premostenie predpokladaného možného miesta zlomu.

Doterajší stav techniky

V priemyselných zariadeniach, napríklad tiež v elektrárňach, sa používajú potrubia, ktorými pod vysokým tlakom prúdi médium. V prípade, že by takéto potrubie prasklo, mohli by byť obidve časti potrubia vplyvom spätného nárazu média vystrekujúceho s veľkou rýchlosťou vrhnuté príslušne vysokou rýchlosťou od seba. Nebolo by potom možné vylúčiť, že časti potrubia pri náraze na ďalšie potrubie a súčasti tieto poškodia.

Jedna výkyvná poistka uvedeného druhu, v ktorej sú umiestnené dve puzdrá spojené spojovacím prvkom na premostenie miesta možného zlomu, ktoré sú spojené s potrubím po obidvoch stranách možného zlomu, je známa zo spisu WO 94/15138.

Podstata vynálezu

Vynález si preto kladie za úlohu vyvinúť výkyvnú poistku, ktorá by po prasknutí potrubia zabránila tomu, aby časti potrubia narazili veľkou rýchlosťou na súčasti zariadenia a tieto poškodili.

Túto úlohu splňuje výkyvná poistka na tlmenie alebo prevenciu pohybu zlomenej časti potrubia, obsahujúca spojovací prvok na premostenie predpokladaného možného miesta zlomu, podľa prvého uskutočnenia vynálezu tým, že ako spojovací prvok sú usporiadané najmenej dve ťahadlá, ktoré sú po obidvoch stranách možného miesta zlomu kíbovo spojené s potrubím.

Týmto je dosiahnutá výhoda, že po prasknutí potrubia sú časti potrubia pevne držané ťahadlami a/alebo sa deformáciou ťahadiel odstráni kinetická energia časti potrubia a tým je obmedzená sila v ťahadlách. Dynamický záťažový faktor je pritom zreteľne menší ako 2. Časti potrubia sa pohybujú od miesta zlomu len málo.

Spravidla postačí, keď sú takéto výkyvné poistky umiestnené na známych obzvlášť ohrozených úsekoch potrubia. Ťahadlá môžu byť napríklad pripevnené na častiach, ktoré sú na potrubí navarené po obidvoch stranách možného miesta zlomu.

Podľa obzvlášť výhodného príkladu sú ťahadlá spojené s potrubím kĺbovo. Je tým dosiahnutá tá výhoda, že môžu byť tlmené aj sily, ktoré nepôsobia na časti potrubia axiálne. Časti potrubia môžu byť v axiálnej polohe stabilizované.

Ťahadlá sú napríklad najmenej na jednej strane možného miesta zlomu spojené s najmenej jedným vahadlom (napríklad kĺbovo), ktoré je pohyblivo uložené na výstredníku, napríklad kruhovom výstredníku, a je okolo neho otočné. Výstredník je pevne spojený s potrubím. Môže byť napríklad dodatočne zvarený. Vahadlo je uložené na výstredníku tiež po výchylke, ba aj po zlome potrubia vždy opäť v rovnováhe. Vyrovnáva tiež nerovnaké pretiahnutie zaberajúcich ťahadiel.

Ťahadlá sú spojené najmä s párom vahadiel, ktorého vahadlá sú na potrubí uložené vzájomne predsadene na oddelených výstrednikoch. Ťahadlá môžu byť kĺbovo spojené s jedným alebo obidvoma vahadlami. Môžu byť tiež umiestnené na obidvoch stranách možného miesta zlomu.

Stanovená úloha je podľa tretieho uskutočnenia vynálezu vyriešená tak, že ako spojovací prvok sú usporiadané najmenej dve ťahadlá, ktoré sú na jednej strane spojené s potrubím a na druhej strane s podperou, ktorá podopiera potrubie v smere na možné miesto zlomu na rozdeľovačom člene. Takéto usporiadanie je možné len vtedy, keď existuje v blízkosti predpokladaného miesta zlomu taký rozdeľovači člen.

Stanovená úloha je podľa tretieho uskutočnenia vynálezu vyriešená tak, že ako spojovací prvok sú umiestnené najmenej dve ťahadlá, ktoré sú na jednej strane spojené s potrubím a na druhej strane s podperou, ktorá podopiera potrubie v smere na možné miesto zlomu na rozdeľovačom člene.

Týmto spôsobom nemôžu byť zabrzdené alebo dokonca pevne zadržané obidve susedné miesta zlomu, ale len jedno. Pre susedné miesto zlomu je potrebná druhá rovnaká poistka.

Ťahadlá sú umiestnené napríklad šikmo na osi úsekov potrubia vychádzajúcich z rozdeľovacieho člena alebo z telesa armatúry. Môžu byť umiestnené tiež šikmo na os telesa armatúry. Je dosiahnutá tá výhoda, že ťahadlami sú tlmené silové zložky v smere osi všetkých týchto úsekov potrubia a telesa armatúry. Zvládnuté sú tiež následky prasknutia potrubia v každom úseku.

Napríklad časť, ktorej zlomenie sa predpokladá, je v oblasti rozdeľovacieho člena alebo telesa armatúry obklopená pevným alebo deformovateľným strmeňom, ktorého ramená tvoria obidve ťahadlá. Týmto opatrením nie je nutný na tejto časti potrubia žiadny pripevňovací prostriedok.

Medzi podperou a potrubím môžu byť umiestnené deformovateľné pružné rúrky. Tieto pružné rúrky, ako deformovateľné ťahadlá, zachytávajú výhodne kinetickú energiu. Pružné rúrky môžu byť časťami tak ako tak použitého klzného ložiska.

Medzi podperou a štruktúrou budovy môžu byť okrem toho umiestnené kĺbové vzpery. Takto je optimálnym spôsobom usporiadané pôsobenie síl na štruktúru budovy.

Výkyvnou poistkou podľa vynálezu je obzvlášť dosiahnutá tá výhoda, že po prasknutí potrubia zostávajú odlomené kusy ďalej na svojom pôvodnom mieste. Nemôžu v dôsledku spätného nárazu odletieť a spôsobiť ďalšie škody.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Tri varianty výkyvnej poistky podľa vynálezu sú ďalej bližšie vysvetlené pomocou výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje výkyvnú poistku podľa vynálezu, v ktorej je možné miesto zlomu premostené, obr. 2 znázorňuje výkyvnú poistku podľa vynálezu, v ktorej je možné miesto zlomu premostené a časť potrubia je podoprená na podpere, a obr. 3 znázorňuje výkyvnú poistku podľa vynálezu, v ktorej je časť potrubia obklopená deformovateľným strmeňom a podoprená na podpere.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 znázorňuje potrubie 1 s miestom 2 zlomu. Keď je v potrubí 1 obsiahnuté médium pod vysokým tlakom a keď dôjde na zlom potrubia 1, potom v mieste 2 zlomu médium vystriekne vysokou rýchlosťou. To by spôsobilo spätný náraz časti potrubia 1, čím by toto mohlo byť vytrhnuté zo svojich držiakov. V zariadení, ktorého súčasťou je potrubie 1, môže prasknutím potrubia 1 dôjsť aj na ďalšie následné škody.

Pokiaľ je na potrubí 1 známe miesto, kde môže s priemernou pravdepodobnosťou dôjsť na zlomenie, potom je výhodné umiestniť tam výkyvnú poistku, ktorá je znázornená na obr. 1. Takým miestom môže byť napríklad zvarový švík.

Výkyvná poistka znázornená na obr. 1 pozostáva okrem iného z výstredníka 3, napríklad z kruhového výstredníka, ktorý je navarený na potrubí 1 nad miestom zlomu a pod miestom 2 zlomu. Oproti každého znázorneného výstredníka 3 sú umiestnené ďalšie dva neznázomené výstredníky 3. Na každom tomto výstredníku 3 je pripevnené vahadlo 4. K tomu zaberá výstredník 3 do vŕtania vo vahadle 4. Celkovo sú usporiadané štyri vahadlá 4, z ktorých len dve sú viditeľné. Pár vahadiel 4, ktorý sa nachádza na jednej strane miesta 2 zlomu, je prostredníctvom dvoch deformovateľných ťahadiel 5 spojený s párom vahadiel 4 na druhej strane miesta 2 zlomu. Obidve deformovateľné ťahadlá 5 sú vzhľadom na potrubie 1 usporiadané vzájomne protiľahlo a môžu byť s párom vahadiel 4 spojené kĺbovo.

Pokiaľ by prasklo potrubie 1 medzi obidvoma pármi vahadiel 4, vystrekne síce z potrubia 1 médium, vzniknutý spätný náraz ale nebude mať žiadne následné škody. Kinetická energia časti potrubia 1, ktorá je prevedená na spätný náraz, spôsobí totiž plastickú deformáciu deformovateľných ťahadiel 5, ktoré pritom držia časti potrubia 1 na ich pôvodnom mieste, pričom sú zároveň obmedzené sily v ťahadlách 5.

Obr. 2 znázorňuje rozdeľovači člen 6 potrubia 1, od ktorého sa časť potrubia rozprestiera v nákresne smerom hore a dve časti potrubia 1 sa rozprestierajú kolmo na nákresňu. Na časti potrubia 1 smerujúcej hore sú primerane k hornej časti obr. 1 umiestnené dva výstredníky 3, dve vahadlá 4 a dve deformovateľné ťahadlá 5. Ťahadlá 5 sú pritom s vahadlami 4 spojené celkom kĺbovo, takže môžu byť tlmené aj neaxiálne pohyby potrubia 1. Na konci ťahadiel 5 protiľahlom k vahadlu 4 sú tieto ťahadlá 5 spojené s podperou 7. Podpera 7 je usporiadaná pod rozdeľovacím členom 6 a podopiera rozdeľovači člen 6 a zostávajúce potrubie 1.

Po prasknutí potrubia 1 v mieste 2 zlomu je horná časť potrubia 1 tak, ako v uskutočnení podľa obr. 1, držaná deformovateľnými ťahadlami 5. Spodnej časti potrubia 1 s rozdeľovacím členom 6 je zabránené prostredníctvom podpery 7, aby na základe spätného nárazu neodletela. Medzi podperou 7 a rozdeľovacím členom 6 potrubia 1 sú podľa obr. 2 umiestnené pružné rúrky 8. Tieto pružné rúrky 8 môžu byť súčasťou klzného ložiska. Úloha pružnej rúrky 8 vo vzťahu k výkyvnej poistke spočíva v tom, že po prasknutí potrubia 1 kinetická energia spodnej časti potrubia 1 stlačí pružnú rúrku 8, takže nie je možný žiadny väčší pohyb spodnej časti. Medzi podperou 7 a štruktúrou budovy 10 môžu byť na zachytenie vonkajších síl umiestnené na štruktúre budovy kĺbové vzpery 9 alebo pevné stavebné prvky alebo kombinácie obidvoch.

Vytvorenie výkyvnej poistky podľa obr. 2 je použiteľné v oblasti rozdeľovacieho člena 6.

Vzájomne opačné sily pôsobiace po prerušení potrubia 1 na obidve jeho časti sú prenášané jednak cez ťahadlá 5 a jednak cez pružné rúrky 8 na jednu a tú istú podperu 7. Sily sú pritom obmedzené plastickými deformáciami ťahadiel 5 a pružných rúrok 8. Pretože sú sily vzájomne protismemé, sú sily prenášané od podpery 7 na štruktúru budovy 10 relatívne malé.

Obr. 3 znázorňuje iné uskutočnenie výkyvnej poistky podľa vynálezu, ktorú je možné nasadiť na rozdeľovacie členy, ale tiež na telesá armatúr. Pritom, ako je znázornené na obr. 2, je rozdeľovači člen 6, prípadne teleso armatúry, podoprený na podpere 7. Medzi podperou 7 a rozdeľovacím členom 6 pripadne telesom armatúry sa nachádza pružná rúrka 8. Okrem toho sú umiestnené medzi štruktúrou budovy 10 a podperou 1 kĺbové vzpery 9. Vo vnútornom zakrivení rozdeľovacieho člena 6, prípadne telesa armatúry je uložený deformovateľný strmeň 11, ktorého rameno sa rozprestiera približne v smere osi uhla, ktorý navzájom zvierajú osi dvoch častí potrubia 1 vychádzajúcich z rozdeľovacicho člena 6. Deformovateľný strmeň 11 zodpovedá svojimi vlastnosťami deformovateľným ťahadlám 5. Je priamo alebo nepriamo spojený so štruktúrou 10 budovy, napríklad prostredníctvom podpery 7.

Prostredníctvom deformovateľného strmeňa 11 tlačia silové zložky rozdeľovači člen 6, prípadne teleso armatúry proti pružnej rúrke 8 a tým proti podpere 7. Iné silové zložky bránia tomu, aby sa rozdeľovači člen 6, prípadne teleso armatúry pohybovali po príliš veľkej dráhe v nákresne smerom doľava. Tým sú zvládnuté zlomy hore a vpravo od rozdeľovacieho člena 6, prípadne telesa armatúry. Aby mohli byť zvládnuté zlomy v potrubí 1 naľavo od rozdeľovacieho člena 6, prípadne telesa armatúry, bol by potrebný neznázomený druhý deformovateľný strmeň, ktorý by musel byť usporiadaný zrkadlovo symetricky k znázornenému strmeňu 11, pričom rovina symetrie prebieha kolmo na nákresňu pozdĺž osi časti potrubia 1 smerujúcej hore.

Výkyvnou poistkou podľa vynálezu môžu byť zlomené časti tlakového potrubia spoľahlivo zaistené vo svojej pôvodnej polohe.

Namiesto deformovateľných ťahadiel 5 môžu byť použité tiež pevné ťahadlá 5.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Výkyvná poistka na tlmenie alebo prevenciu pohybu zlomenej časti potrubia (1), obsahujúca spojovací prvok na premostenie predpokladaného možného miesta (2) zlomu, vyznačujúca sa tým, že ako spojovací prvok sú usporiadané najmenej dve ťahadlá (5), ktoré sú po obidvoch stranách možného miesta (2) zlomu kĺbovo spojené s potrubím (1).
2. 2. Výkyvná poistka na tlmenie alebo prevenciu pohybu zlomenej časti potrubia (1), obsahujúca spojovací prvok na premostenie predpokladaného možného miesta (2) zlomu, vyznačujúca sa tým, že ako spojovací prvok sú usporiadané najmenej dve ťahadlá (5), ktoré sú na jednej strane spojené s potrubím (1) a na druhej strane s podperou (7), ktorá podopiera potrubie (1) v smere na možné miesto (2) zlomu na rozdeľovačom člene (6).
3. 3. Výkyvná poistka podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že ťahadlá (5) sú spojené s potrubím (1) kĺbovo.
4. 4. Výkyvná poistka podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúca sa tým, že ťahadlá (5) sú spojené s najmenej jedným vahadlom (4), ktoré je pohyblivo uložené na výstredníku (3), ktorý je pevne spojený s potrubím (1).
5. 5. Výkyvná poistka na tlmenie alebo prevenciu pohybu zlomenej časti potrubia (1), obsahujúca spojovací prvok na premostenie predpokladaného možného miesta (2) zlomu, vyznačujúca sa tým, že časť potrubia (1), ktorej zlomenie sa predpokladá, je v mieste svojho rozdeľovacieho člena (6) alebo na telese svojej armatúry podoprená podperou (7) a je s ňou spojená najmenej dvoma ťahadlami (5).
6. 6. Výkyvná poistka podľa nároku 5, vyznačujúca sa t ý m, že ťahadlá (5) sú usporiadané šikmo na osi úsekov potrubia (1) vychádzajúcich z rozdeľovacieho člena (6) alebo z telesa armatúry.
7. 7. Výkyvná poistka podľa jedného z nárokov 5 alebo 6, vyznačujúca sa tým, že časť potrubia (1), ktorej zlomenie sa predpokladá, je v oblasti rozdeľovacieho člena (6) alebo telesa armatúry obklopená strmeňom (11), ktorého ramená tvoria obidve ťahadlá (5).
8. 8. Výkyvná poistka podľa jedného z nárokov 2 až 7, vyznačujúca sa tým, že medzi podperou (7) a potrubím (1) sú umiestnené deformovateľná pružné rúrky (8).
9. 9. Výkyvná poistka podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že pružné rúrky (8) sú časťami klzného ložiska.
10. 10. Výkyvná poistka podľa jedného z nárokov 2 až 9, vyznačujúca sa tým, že medzi podperou (7) a budovou (10) sú umiestnené kĺbové vzpery (9).