SU1810701A1

SU1810701A1 - Explosive valve

Info

Publication number: SU1810701A1
Application number: SU914917540A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr V Kirichuk; Evgenij R Kuznetsov; Vladimir A Ovchinnikov
Original assignee: Do Politekh Inst
Priority date: 1991-01-31
Filing date: 1991-01-31
Publication date: 1993-04-23

Description

Изобретение относится к области безопасной эксплуатации оборудования и может быть использовано для защиты аппаратов от взрывов и внезапных резких повышений давления в химической и металлургической промышленности.The invention relates to the field of safe operation of equipment and can be used to protect devices from explosions and sudden sharp increases in pressure in the chemical and metallurgical industries.

Цёль предлагаемого изобретения - повышение надежности эксплуатации защищаемого аппарата за счет улучшения эффективности работы взрывного клапана.The aim of the invention is to increase the reliability of operation of the protected device by improving the efficiency of the explosive valve.

На фиг.1 представлен продольный разрез предложенного устройства, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1: на фиг.З - вид. Б на фиг.1; на фиг.4 - вид 1 на фиг.1; на фиг.5 вид Г на фиг.4.In Fig.1 shows a longitudinal section of the proposed device, in Fig.2 a section aa in Fig.1: in Fig.Z is a view. B in figure 1; figure 4 is a view of 1 in figure 1; figure 5 view G in figure 4.

На защищаемом аппарате 1 с помощью штуцера 2 закреплен корпус 3 взрывного клапана, в котором грузовой затвор 4 размещен на гибких связях 5. Грузовой затвор закрывает сбросное отверстие штуцера 2 и имеет возможность перемещения вдоль вертикальной оси в пределах, допускаемых гибкими связями 5. Грузовой затвор 4 посредством штока 6 и рычага.7 с поводком 8 взаимодействует с пальцем 9, закреплен-, ным на валу 10. Рычаг 7 размещен на валу 10 свободно, а усилие передается лишь в результате контакта поводка 8 и пальца 9. Вал размещен в опорах 11 на корпусе 3 и посредством рычага 12 взаимодействует с амортизирующим элементом 13 - пружиной. Предохранительная мембрана 14 закреплена в корпусе 3 посредством зажимного устройства 15.On the protected device 1, using the nozzle 2, a blast valve body 3 is fixed, in which the cargo shutter 4 is placed on flexible connections 5. The cargo shutter closes the discharge opening of the nozzle 2 and has the ability to move along the vertical axis to the extent permitted by the flexible connections 5. Cargo shutter 4 by means of the rod 6 and the lever. 7 with the leash 8 interacts with the finger 9, fixed on the shaft 10. The lever 7 is placed on the shaft 10 freely, and the force is transmitted only as a result of the contact of the leash 8 and the finger 9. The shaft is placed in the supports 11 on building 3 and pic by means of a lever 12 interacts with a shock-absorbing element 13 - a spring. The safety membrane 14 is fixed in the housing 3 by means of a clamping device 15.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В том случае, если давление рабочей среды в защищаемом аппарате не превышает допустимого значения, грузовой затвор 4 под действием силы тяжести располагается на сбросном отверстии корпуса 3 и перекрывает внутреннее пространство защищаемого аппарата 1. ТочностьThe operation of the device is as follows. In the event that the pressure of the working medium in the protected device does not exceed the permissible value, the cargo lock 4 under the action of gravity is located on the discharge opening of the housing 3 and overlaps the internal space of the protected device 1. Accuracy

1810701 А1 базирования грузового затвора на сбросном отверстии достигают регулировкой длины и положения точек крепления гибких связей 5. В полости грузового затвора размещён ’теплоизоляционный материал, 5 вследствие чего повышенная температура в защищаемом аппарате не воздействует на предохранительную мембрану 14, обеспечивая высокую точность ее срабатывания. Поскольку грузовой затвор не обеспечивает Ю полной герметизации внутреннего пространства клапана, давление рабочей среды до и после грузового затвора уравновешено и он остается на месте. Предохранительная мембрана 14 надежно герметизирует внут- 15 реннее пространство аппарата, исключая выход рабочей среды в атмосферу.1810701 A1, the basing of the cargo shutter on the discharge opening is achieved by adjusting the length and position of the attachment points of the flexible connections 5. Heat-insulating material is placed in the cavity of the cargo shutter, 5 as a result of which the increased temperature in the protected device does not affect the safety membrane 14, ensuring high accuracy of its operation. Since the cargo lock does not provide complete sealing of the valve’s inner space, the pressure of the working medium before and after the cargo lock is balanced and it remains in place. The safety membrane 14 reliably seals the internal space of the apparatus, excluding the release of the working medium into the atmosphere.

В тот момент, когда в защищаемом аппарате 1 произошел взрыв и давление резко возросло, ударная волна воздействует на 20 грузовой затвор 4. Под действием энергии, взрыва грузовой затвор со штоком 6 начинают движение вверх. Шток приводит во вращение свободно поворачивающийся на валу 10 рычаг 7 с поводком 8. В тот момент, 25 когда грузовой затвор поднялся на определенную высоту, обеспечивая проходное сечение для выхода продуктов горения, поводок 8 входит в контакт с пальцем 9 и приводит во вращение вал 10 в опорах 11. 30 Жестко посаженный на валу рычаг 12 также начинает перемещаться и воздействует на пружины 13, заставляя их растягиваться. С этого момента пружины 13 начинают воспринимать энергию, передавшуюся грузово- 35 му затвору от взрыва. Чем больше величина перемещения вверх грузового затвора, тем больше величина растяжения амортизирующих элементов - пружин и тем больше усилие противодействия движению грузового 40 затвора. При подходе к верхней точке подъема грузовой затвор имеет скорость вертикального перемещения близкую к нулю, а в самой верхней точке - нулевую скорость.At the moment when an explosion occurred in the protected device 1 and the pressure increased sharply, the shock wave acts on the cargo gate 4 20. Under the action of energy, an explosion, the cargo gate with the rod 6 begin to move up. The rod drives the lever 7 freely turning on the shaft 10 with a leash 8. At that moment, 25 when the cargo bolt has risen to a certain height, providing a through section for the exit of combustion products, the leash 8 comes into contact with finger 9 and drives the shaft 10 in the supports 11. 30 The lever 12 rigidly set on the shaft also begins to move and acts on the springs 13, causing them to stretch. From this moment, the springs 13 begin to perceive the energy transmitted to the cargo shutter from the explosion. The greater the magnitude of the upward movement of the cargo shutter, the greater the magnitude of the stretching of the shock-absorbing elements - springs and the greater the force counteracting the movement of the cargo 40 gate. When approaching the upper lifting point, the cargo lock has a vertical speed close to zero, and at the highest point it has a zero speed.

После подъема грузового затвора про- 45 дукты горения из полости защищаемого аппарата через сбросное отверстие поступают в корпус 3, давление в котором постепенно повышается. В том случае, когда давление превысит максимально допустимое значе- 50 ние, предохранительная мембрана 14 разрушается, обеспечивая отвод продуктов горения в сбросный трубопровод илиатмосферу. Грузовой затвор, который без удара достиг верхней точки своего подъема, под 55 действием собственного веса и возвратного усилия пружин 13, начинает движение вниз. Продукты горения, выходящие из защищаемого аппарата вверх, препятствуют переме- . щёнию вниз грузового затвора. В том__ случае, когда давление газа в аппарате снизится, грузовой затвор займет свое место, перекрывая сбросное отверстие. Это препятствует попаданию воздуха из атмосферы в защищаемый аппарат, что может привести к повторному взрыву.After lifting the cargo lock, the combustion products from the cavity of the protected device through the discharge hole enter the housing 3, the pressure of which gradually increases. In the event that the pressure exceeds the maximum permissible value of 50, the safety membrane 14 is destroyed, providing the removal of combustion products into the waste pipe or atmosphere. The cargo bolt, which without impact reached the top of its lift, under 55 the action of its own weight and the return force of the springs 13, begins to move down. Combustion products, leaving the protected device up, prevent movement. tapping down the cargo shutter. In that case, when the gas pressure in the apparatus decreases, the cargo lock will take its place, blocking the discharge opening. This prevents air from entering the protected device, which can lead to a second explosion.

В качестве примера конкретного исполнения рассмотрим использование взрывного клапана на контактном аппарате производства анилина. При рабочем давлении перерабатываемой среды в аппарате Рраб = 0,142 МПа (абсолютное), расчетное давление взрыва составит Р_ВЗр = 0,743 Мпа. В аппарате диаметром D = 3,2 м и высотой полости, в которой произошло воспламенение рабочей среды - анилина - Н = 1,06 м скорость подъема давления составит d_p/dt = 1,018 МПа/с. Учитывая, что диаметр штуцера, на котором размещен предохранительный клапан составляет d = 0,5 м, усилие от взрыва на грузовом затворе составит Р = 146,0 кН.Считывая противодействие, обусловленное массой грузового затвора, давлением газов в полости между грузовым затвором и предохранительной мембраной, усилие в высшей точке подъема грузового затвора составит Р = 3,162 кН. Это усилие через цепи грузового затвора передается на корпус взрывного клапана и далее через соединительный штуцер на корпус аппарата. Для предотвращения действия ударной нагрузки на корпус защищаемого аппарата могут быть использованы две пружины, изготовленные, например, из проволоки диаметром 6 мм с наружным диаметром пружины 30 мм и жесткостью одного витка 93,75 кгс/мм в соответствии с ГОСТ 13762— 68.As an example of a specific implementation, consider the use of an explosive valve on a contact apparatus for the production of aniline. When the working pressure of the medium being processed in the apparatus is Rrab = 0.142 MPa (absolute), the calculated explosion pressure will be P _OW p = 0.743 MPa. In the apparatus with a diameter of D = 3.2 m and the height of the cavity in which the ignition of the working medium — aniline — H = 1.06 m occurred, the pressure rise rate will be d _p / dt = 1.018 MPa / s. Given that the diameter of the fitting on which the safety valve is located is d = 0.5 m, the force from the explosion on the cargo lock will be P = 146.0 kN. Considering the counteraction caused by the mass of the cargo lock, the gas pressure in the cavity between the cargo lock and the safety membrane, the force at the highest point of lifting the cargo lock will be P = 3.162 kN. This force is transmitted through the load gate circuits to the blast valve body and then through the connecting fitting to the apparatus body. To prevent the impact of the shock load on the body of the protected device, two springs can be used, made, for example, of wire with a diameter of 6 mm with an external spring diameter of 30 mm and a stiffness of one turn of 93.75 kgf / mm in accordance with GOST 13762–68.

Выполнение взрывного клапана таким образом, что амортизирующие элементы размещены снаружи взрывного клапана, и кинематически связаны с грузовым затвором, имеет следующие преимущества.The implementation of the explosive valve so that the shock absorbing elements are placed outside the explosive valve, and kinematically connected with the cargo gate, has the following advantages.

Размещение амортизирующих элементов вне корпуса взрывного клапана обеспечивает их длительную работу, поскольку пружины оказываются выведенными из зоны действия рабочей среды, в атмосфере которой может происходить интенсивная коррозия материала пружин. Кроме того, пружины размещены в зоне, недоступной воздействию повышенной температуры, ухудшающей рабочие характеристики пружин.Placing the shock-absorbing elements outside the housing of the blasting valve ensures their long-term operation, since the springs are removed from the working medium, in the atmosphere of which intense corrosion of the spring material can occur. In addition, the springs are placed in an area inaccessible to high temperatures, which degrade the performance of the springs.

Выполнение взрывного клапана с грузовым затвором, кинематически связанным с амортизирующими элементами (пружинами), позволяет в значительной степени снизить действие ударных нагрузок на защищаемый аппарат и строительные кон бThe implementation of an explosive valve with a cargo lock kinematically connected with shock-absorbing elements (springs), can significantly reduce the impact of shock loads on the protected device and construction con

струкции, а также предотвратить возвратно-поступательное движение грузового затвора после срабатывания взрывного клапана. Это способствует быстрой эвакуации продуктов горения из защищаемого ап й с я тем, что клапан снабжен амортизирующими элементами, размещенными на наружной стенке корпуса, в корпусе установлен свободно вращающийся вал. кй5 нематически связанный с амортизирующипарата, снижению давления ниже опасных значений. Указанные следствия позволяют значительно повысить надежность эксплуатации защищаемого аппарата.structure, and also prevent the reciprocating movement of the cargo bolt after the operation of the explosive valve. This contributes to the rapid evacuation of combustion products from the protected unit, in that the valve is equipped with shock absorbing elements located on the outer wall of the housing, and a freely rotating shaft is installed in the housing. ky5 nematically associated with a shock-absorbing device, reducing pressure below dangerous values. These consequences can significantly increase the reliability of the protected device.

Claims

The claims 10

1. An explosive valve comprising a housing with a discharge opening, a safety membrane and a cargo lock fixed to flexible couplings overlying the discharge opening, characterized in FIG. 15 I elements, with a rod and a lever mounted on the cargo bolt, pivotally connected to the rod at one end and a shaft at the other end, with a finger made on the shaft and a leash on the lever that can interact with the shaft finger.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the shock absorbing elements are made

FIG. 2