CZ16431U1 - Lamelová skladba antidetonační vložky, zejména pro potrubní protiexplozivní pojistky a jiná podobná zařízení - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká lamelové skladby antidetonační vložky, zejména pro potrubní protiex5 plozivní pojistky a jiná podobná zařízení, která je vhodná pro vytváření průtočných bezpečnostních přepážek v potrubních systémech, větracích otvorech nádrží a v jiných prostorách obsahujících hořlavé nebo výbušné látky především v ropném a chemickém průmyslu.

Dosavadní stav techniky

Problematika zabezpečení potrubních rozvodů a technologických zařízení, která obsahují hořlavé a nebo výbušné látky, je obvykle řešena instalací protipožárních, antidetonačních a deflagračních pojistek zařazovaných do potrubních systémů, případně do ústí výdechů zásobníků nebezpečných látek a do jiného podobného výbušného prostředí. V systému se instalují tak, aby v případě vznícení média v jednom prostoru oddělily tento prostor od prostoru chráněného. Chráněným prostorem může být pokračující potrubní trasa, zásobníky či okolní atmosféra. Tyto pojistky obvykle sestávají z potrubních přírub, mezi něž jsou do speciálních rámů a držáků vkládány neprůbojné, avšak pro médium průtočné vložky, na jejichž konstrukčním provedení především závisí bezpečnost a spolehlivost funkce zařízení a jeho předpokládané účinky. Nejěastější provedení neprůbojných vložek spočívá v navinutí pravidelně tvarované, nejčastěji střídavě zalamované nebo zvlněné kovové pásoviny do podoby cívky, ve které vznikají průchozí komůrky a která je dále uchycena v rámu nebo obdobném držáku a takto upravená je nastavena svojí plochou do cesty protékajícího média. Tato zařízení mohou být v provedení jednosměrném instalovaná především pro utlumení průniku plamene při detonaěním hoření a s ním spojené rázové tlakové vlny probíhající nadzvukovou rychlostí v jednom směru, anebo mohou být v provedení fungující v opačném směru jako deflagrační, kde zabraňují průniku plamene z vnějšího prostředí do chráněné části systému.

Nevýhoda z pásovin vinutých neprůbojných vložek se ukazuje především v obtížně realizovatelném navinutí tvarované pásoviny do podoby cívky, kde pro účely vytvoření antidetonační vložky je zapotřebí značného torzního utažení cívky, což v daném případě vede k deformaci a natažení pásoviny a k nepravidelnému rozmístění průchozích komůrek v průchozím průřezu potrubní cesty média. Základní požadovaná funkce zařízení, která takto provedené vložky obsahují, může být tímto v okamžiku výbuchu média ohrožena.

Další známé provedení vkládané vložky do protiexplozivní pojistky je popsáno v patentovém dokumentu CZ 295987, které spočívá ve vytvoření rámu, ve kterém je střídavě uložena pásová lamela rovinná a lamela opatřená v příčně navinutým drátem tak, že mezery mezi jednotlivými závity tvoří průchozí komůrky pro médium. Průřez drátu a tím i průřez komůrky je přesně kalibrován pro danou výbušnou nebo hořlavou směs, přičemž čím výbušnější je směs, tím je zapotřebí zvolit menší průřez drátu, který je kruhového a nebo víceúhelníkového průřezu.

Nevýhody tohoto provedení spočívají především v tom, že jednotlivé závity navinutého drátu dovolují s ohledem na pevnost a stabilitu závitu navíjení jen do určité mezní šíře pásové lamely a pokud by vznikl požadavek na širší pásovou lamelu, vzniká vysoká pravděpodobnost uvolnění závitu a tím i jeho nestability, deformace komůrky a jejího průřezu s následným ponížením účinků vložky. Tento nedostatek se může výrazněji projevit v případě instalace v potrubním rozvodu média o vysokých teplotách, kde různé hodnoty tepelné roztažnosti kovů mohou způsobit deformaci původně přesně kalibrovaného průřezu komůrky a případně i její neprůchodnost.

Požadavek na větší axiální šířku vinuté antidetonační vložky při předpokládaných větších explozních zatíženích potrubního systému ve směru procházejícího média bývá řešen zařazením více antidetonačních vložek za sebou, což však vyžaduje jednak přesné nastavení souososti komůrky na komůrku u každé sousední vložky a ukazuje se, že zde vznikající mezery mezi jednotlivými za sebou řazenými vložkami mohou účinky tlumení plamene snižovat zpětným dodatečným zášle50 hem.

-1 CZ 16431 Ul

V mezinárodní přihlášce PCT/DE 04/01355 je popsána vložka tvořená navinutou pásovinou s pilovitou příčnou perforací. I v tomto případě tvarováním lamely a jejím skládáním do podoby cívky jsou vytvářeny průchozí komůrky pro protékající médium a shora popsané nedostatky podobných konstrukcí jsou patrné i u tohoto řešení.

Společnou nevýhodou výše popsaných známých provedení je potřeba dodatečné stabilizace vinuté vložky například zpevňovací mříží nebo křížovým profilem vkládaným do cesty média, čímž je omezován jednak průtočný průřez potrubního systému, ale taktéž vzniká další technologická operace při výrobě pojistky. U potrubních systémů větších průměrů je tento technický problém ještě výraznější. Například podle dokumentu WO 2004/106219 je řešen zařazením rozvětio vené antidetonační pojistky na více větví menších průtočných průřezů, přičemž do každé této větve je vložena samostatná antidetonační vložka. I v tomto případě jsou patrné nedostatky takto provedené antidetonační pojistky, neboť rozvětvením především omezují kontinuální průtok média spolu se zvyšující se výrobní pracnosti.

Cílem technického řešení je vytvoření takové neprůbojné vložky pro antiexplozivní pojistku, která by shora uvedené nedostatky stávajících provedení odstraňovala a současně by požadovanou antidetonační funkci včetně kontinuální průtočnosti média zachovala při jednodušší technologii výroby s možností realizace v širokém dimenzionálním rozsahu.

Podstata technického řešení

Shora uvedené nevýhody stávajících provedení vložek pro neprůbojné protiexplozivní pojistky ve velké míře odstraňuje a účel technického řešení splňuje skladba antidetonační vložky, zejména pro potrubní protiexplozivní pojistky a jiná podobná zařízení, sestávající ze soustavy na sebe naskládaných profilovaných lamel uzavřených ve svěmém rámu podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že profilovaná lamela je tvořena základnou lamely, na jejíž jedné ploše jsou rovnoběžně vytvořena podélná žebra lamely, mezi nimiž jsou vytvořeny mezižebemí drážky lamely, přičemž opačná plocha základny lamely je opatřena rovinnou plochou lamely a přičemž jednotlivé profilované lamely jsou na sobě pravidelně uložený vždy střídavě žebrovanou plochou lamely přivrácenou na rovinnou plochu lamely profilované lamely následující, které jsou sevřeny kruhovým svěmým rámem vložky a/nebo vícehranným svěmým rámem vložky. Jednotlivé profilované lamely jsou na sobě s výhodou uloženy v ose nad sebou uložených podélných žeber lamely. Výška podélného žebra lamely činí s výhodou nejméně 40 % celkové tloušťky profilované lamely a rozteč podélných žeber je nejméně čtyřnásobkem šířky podélného žebra lamely.

Výhody takto provedené antidetonační vložky podle technického řešení spočívají především v tom, že pro účely zabránění průniku plamene v případě zážehu nebo výbuchu přepravovaného média v potrubním systému vzniká velmi tuhá, kompaktní a v podstatě neomezeně axiálně dlouhá zhášecí clona, která může být vytvořena i pro průměry potrubí velkých velikostí, aniž by bylo nutné pro její stabilizaci doplňovat konstrukci pojistky dalšími přídržnými prvky, které jinak vytvářejí překážku protékajícímu médiu a zhoršují průtokové parametry potrubního systému. Provedení vložky podle technického řešení je vhodné i pro instalaci do potrubních systémů přepravujících média o velmi vysokých teplotách, aniž vzniká pravděpodobnost její tepelné defor40 mace.

Přehled obrázků na výkresech

Pro bližší objasnění technického řešení jsou na připojených výkresech znázorněna příkladná provedení profilované lamely a její skladby pro antidetonační vložky v příkladné kruhové sestavě.

Obr. 1 představuje v příčeném řezu provedení jednotlivé profilované lamely s vyznačeným tva45 rem podélných žeber a jejich harmonii s drážkami a obr. la znázorňuje v axonometrickém pohledu výřez jednotlivé profilované lamely s vyznačenými příkladnými tvary podélných žeber. Na obr. 2 je znázorněna v čelním pohledu sestava jednotlivých profilovaných lamel uložených vzájemně na sobě, která vytváří skladbu antidetonační vložky v příkladném kruhovém průtočném

-2CZ 16431 Ul průřezu. Obr. 3 představuje v axonometrickém pohledu sestavu na sobě uložených jednotlivých profilovaných lamel vhodnou pro použití v potrubním systému o čtyřúhelníkovém průřezu. Příklad provedení technického řešení

Na obr. 1 je v příčném řezu patrná profilovaná lamela 1,5 se základnou i lamely, na jejíž žebro5 váné ploše 1.1 jsou vzájemně rovnoběžně vytvořena podélná žebra 2 lamely v příkladném průřezovém tvaru lichoběžníka, mezi nimiž jsou v pravidelných odstupech vytvořeny drážky 1,3 lamely. Opačná rovinná plocha 1.2 základny I lamely je opatřena hladkým povrchem. Průřezový tvar lichoběžníka u podélného žebra 2 lamely však není nutnou podmínkou a je s výhodou použit z technologických důvodů a stejně tak není nutnou podmínkou pravidelně se opakující vzájemná ío shodná vzdálenost jednotlivých podélných žeber 2 lamely.

Na obr. laje v axonometrickém pohledu znázorněn výřez profilované lamely 1,5 s vyznačením příkladného tvaru podélného žebra 2 lamely vytvořeném na základně! lamely.

Na obr. 2 je patrná sestava vzájemného uložení jednotlivých rovinných ploch 1,2 základen ! lamely na vrcholové plochy podélných žeber 2 lamely spodně umístěné, kde mezi jednotlivými podélnými žebry 2 vznikají průchozí kanály 1.4 média odpovídající svým průřezem drážkám 1,3 lamely. Z hlediska tuhosti sestavy současně zabezpečující stálou a měřitelnou velikost průřezu průchozích kanálů 1.4 média je výhodné pokládat rovinnou plochu 1,2 základny na vrcholové plochy podélných žeber 2 lamely předchozí tak, aby vertikální osy o podélných žeber 2 lamely byly totožné s přímkou p. Toto je potřebné především u vysoce zatěžovaných antidetonačních vložek o velkých průtočných průřezech jednotlivých průchozích kanálů 1.4 média za účelem zabránění jejich deformace v případě nedodržení souososti sestavy při jejich montáži do obvodového svěmého rámu 3 patrného v částečném řezu. U řádově menších průtočných průřezů průchozích kanálů 1.4 je pravděpodobnost jejich deformace podstatně nižší a tato podmínka nemusí být dodržena.

25... Obr. 3 představuje sestavu na sobě uložených profilovaných lamel 1.5 uspořádaných ve čtyřhranném svěmém rámu 3,1 patrným v částečném řezu a s vyznačenými průtočnými kanály 1,4, jejichž axiální délku A lze měnit podle požadavků bez výrazného omezení.

Výhody provedení lamelové skladby podle technického řešení spočívají především v tom, že jednotlivé profilované lamely lze na sebe skládat a technologicky nenáročným způsobem opraco30 vat do požadovaného průtočného průřezu potrubí a takto vytvořené sestavy uzavírat do obvodových svěmých rámů libovolných tvarů tvořících tak antidetonační vložku, kterou lze dále vkládat mezi příruby potrubních rozvodů, do větracích a bezpečnostních otvorů výbušných prostorů bez dalších přidržovacích, stabilizačních a výztužných prvků. Jejich konstrukce též umožňuje vytváření podstatně delších monolitních průtočných kanálů 1.4 bez příčných mezer s podstatně účin35 nějším zhášecím a tlumicím efektem při zachování značné tuhosti, přičemž bez výrazného omezení umožňují nepřerušený tok média potrubním systémem.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Lamelová skladba antidetonační vložky, zejména pro potrubní protiexplozivní pojistky a jiná podobná zařízení, sestávající ze soustavy na sebe naskládaných profilovaných lamel uzavře40 ných ve svěmém rámu, vyznačující se tím, že profilovaná lamela (1.5) je tvořena základnou (1) lamely, na jejíž jedné ploše jsou rovnoběžně vytvořena podélná žebra (2) lamely, mezi nimiž jsou vytvořeny mezižebemí drážky (1.3) lamely, přičemž opačná plocha základny (1) lamely je opatřena rovinnou plochou (1.2) lamely a přičemž jednotlivé profilované lamely (1.5) jsou na sobě pravidelně uloženy vždy střídavě žebrovanou plochou (1.1) lamely přivrácenou na

   45 rovinnou plochu (1.2) lamely profilované lamely (1.5) následující, které jsou sevřeny kruhovým svěrným rámem (3) vložky a/nebo vícehranným svěmým rámem (3.1) vložky.

   -3CZ 16431 Ul
2. 2. Lamelová skladba antidetonační vložky podle nároku 1, vyznačující se tím, že jednotlivé profilované lamely (1.5) jsou na sobě s výhodou uloženy v ose (o) nad sebou uložených podélných žeber (2) lamely.
3. 3. Lamelová skladba antidetonační vložky podle nároků la2, vyznačující se tím, 5 že výška podélného žebra (2) lamely činí s výhodou nejméně 40 % celkové tloušťky profilované lamely (1.5) a rozteč podélných žeber (2) je nejméně čtyřnásobkem šířky podélného žebra (2) lamely.