CZ28428U1 - Lamellar composition of anti-detonant liner, especially for pipe explosion prood safeties and other similar devices - Google Patents

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká lamelové skladby antidetonační vložky, zejména pro potrubní protiexplozivní 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.The technical solution relates to a lamella structure of an anti-knock insert, in particular for pipe flame arresters and other similar devices, which is suitable for the creation of flow-through baffles in piping systems, tank vents and other premises containing flammable or explosive substances, especially in the oil and chemical industry.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Problematika zabezpečení potrubních rozvodů a technologických zařízení, která obsahují hořlavé a/nebo výbušné látky je obvykle řešena instalací protipožárních, antidetonačních a deflagračmch 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. Nej častější provedení neprůbojných vložek spočívá v navinutí pravidelně tvarované, nej častěji 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 instalované především pro utlumení průniku plamene při detonačním 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.The issue of securing piping and technological equipment that contains flammable and / or explosive substances is usually solved by installing fire, anti-knock and deflagration fuses classified in piping systems, or in the mouths of extinguishers of hazardous substances and other similar explosive environments. They are installed in the system in such a way that, in the event of a medium igniting in one space, they separate the space from the protected space. The protected space may be a continuing pipeline, reservoirs, or ambient atmosphere. Typically, these fuses consist of pipe flanges, between which are impermeable, but for medium flow inserts, to which special safety and reliability of the function of the device and its anticipated effects depend in particular. The most frequent embodiment of the non-woven inserts consists in winding the regularly shaped, most often alternately wrapped or corrugated metal strip into a coil in which the passage chambers are formed and which is further fixed in the frame or similar holder and thus adjusted by its surface into the path of the flowing medium. These devices can be installed in a unidirectional manner primarily to suppress the flame penetration of the detonation fire and the associated shock waveforms running at supersonic speed in one direction, or they can be deflagrating in the opposite direction, preventing flame from entering the protected environment parts of the system.

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.The disadvantage of the strips of wound non-woven inserts is shown in particular in the difficult-to-implement winding of the shaped strip into a coil, where a considerable torsional tightening of the coil is required for the purpose of forming the anti-knock insert, which in this case leads to the deformation and stretching of the strip and to the irregular distribution of the through chambers in the through section. pipe way media. The basic required function of the devices containing the inserts thus made can be compromised at the moment of the explosion of the medium. A further known embodiment of the insert for insertion into the flame arrester is described in the document CZ 295987, which consists in the creation of a frame in which a strip strip is planarly arranged and a lamella provided in a cross-wound wire so that the gaps between the individual threads form through-chambers for the medium. The wire cross-section and thus the chamber cross-section is precisely calibrated for a given explosive or combustible mixture, the more explosive the mixture, the smaller the cross-section of the wire, which is circular and / or polygonal.

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 zášlehem.The disadvantages of this embodiment lie in particular in the fact that, with respect to the strength and stability of the winding thread, the individual windings of the coiled wire allow only a certain width of the strip lamella and if there is a need for a wider strip, a high probability of loosening the thread and thus its instability arises, deformation of the chamber and its cross-section, with subsequent reduction of the effects of the insert. This drawback may be more noticeable in the case of installation in a high temperature medium piping where various values of the thermal expansion of the metals may cause deformation of the originally precisely calibrated section of the cell and possibly also its obstruction. The requirement for a larger axial width of the wound anti-knock insert at the assumed larger explosion loads of the piping system in the direction of the flowing medium is solved by the inclusion of multiple anti-knock inserts in succession, which requires both a precise alignment of the chamber to the chamber of each adjacent liner and gaps appear. Between individual shims, backflushing can reduce the effects of flame damping.

-1 CZ 28428 Ul-1 CZ 28428 Ul

V mezinárodní přihlášce PCT/DEO4/01355 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.The international application PCT / DEO4 / 01355 discloses an insert formed by a wound strip with a sawtooth transverse perforation. Even in this case, by forming the lamella and folding it into a coil, through-chambers for the flowing medium are formed and the above-described drawbacks of similar structures are evident in this solution.

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 rozvětvené antidetonačni pojistky na více větví menších průtočných průřezů, přičemž do každé této větve je vložena samostatná antidetonačni vložka. I v tomto případě jsou patrné nedostatky takto provedené antidetonačni pojistky, neboť rozvětvením především omezují kontinuální průtok média spolu se zvyšující se výrobní pracnosti.A common disadvantage of the above-described known embodiments is the need for additional stabilization of the wound insert by, for example, a reinforcing grating or a cross profile inserted into the medium path, thereby limiting the flow cross section of the pipe system, but also producing a further technological operation in the production of the fuse. For larger diameter pipe systems, this technical problem is even more pronounced. For example, according to WO 2004/106219, a branched anti-knock fuse is provided for multiple branches of smaller flow cross-sections, each having a separate anti-knock insert. In this case, too, the drawbacks of the anti-knock-out fuse thus made are evident, since the branching primarily limits the continuous flow of the medium along with the increasing production effort.

Cílem technického řešení je vytvoření takové neprůbojné vložky pro antiexplozivní pojistku, která by shora uvedené nedostatky stávajících provedení odstraňovala a současně by požadovanou antidetonačni funkci včetně kontinuální průtočnosti média zachovala při jednodušší technologii výroby s možností realizace v širokém dimenzionálním rozsahu.The aim of the technical solution is to create such an impervious liner for an anti-flame arrester that would eliminate the above-mentioned drawbacks of the present embodiment and at the same time preserve the desired anti-knock function, including the continuous flow of the medium, with a simpler manufacturing technology with the possibility of implementation in a wide dimensional range.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Shora uvedené nevýhody stávajících provedení vložek pro neprůbojné protiexplozivní pojistky ve velké míře odstraňuje a účel technického řešení splňuje skladba antidetonačni 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 uloženy 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.The aforementioned disadvantages of the existing embodiments of inserts for non-flammable flame arresters are largely eliminated and the purpose of the technical solution is fulfilled by the composition of the anti-knock inserts, in particular for pipe flame arresters and other similar devices, consisting of a stack of profiled lamellae enclosed in a rectangular frame according to a technical solution whose the principle is that the profiled lamella is formed by a base of the lamella, on one surface of which the longitudinal ribs of the lamella are formed, between which the inter-rib grooves of the lamella are formed, and the opposite surface of the lamella base is provided with a planar surface of the lamella and the individual profiled lamellae are on each other always placed alternately by a ribbed surface of the slat facing the flat surface of the slat profiled lamellae, which are clamped by a circular clamping frame of the insert and / or polygonal the frame of the liner. The individual profiled lamellae are preferably arranged on one another in the axis of the superimposed longitudinal ribs of the lamella. The height of the longitudinal rib of the lamella is preferably at least 40% of the total thickness of the profiled lamella and the spacing of the longitudinal ribs is at least four times the width of the longitudinal rib of the lamella.

Výhody takto provedené antidetonačni 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 vytváří 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 deformace. Přehled obrázků na výkresechThe advantages of the anti-knock inserts thus made in accordance with the invention are, in particular, that a very rigid, compact and substantially unlimited axially long arc screen is formed for the purpose of preventing flame penetration in the event of ignition or explosion of the transported medium in the piping system. large-size pipelines without the need for additional retaining elements to stabilize the piping, which otherwise create an obstacle to the flowing medium and deteriorate the flow rate of the piping system. The design of the insert according to the invention is also suitable for installation in piping systems carrying media at very high temperatures without the likelihood of thermal deformation. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Pro bližší objasnění technického řešení jsou na připojených výkresech znázorněna příkladná provedení profilované lamely a její skladby pro antidetonačni vložky v příkladné kruhové sestavě.For further explanation of the technical solution, the accompanying drawings show exemplary embodiments of a profiled lamella and its composition for anti-knock inserts in an exemplary circular assembly.

Obr. 1 představuje v příčném řezu provedení jednotlivé profilované lamely s vyznačeným tvarem podélných žeber a jejich harmonii s drážkami a obr. l.a 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 antidetonačni vložky v příkladném kruhovém průtočném průřezu. Obr. 3 představuje v axonometrickém pohledu sestavu na sobě uložených jednotlivých profilovaných lamel vhodnou pro použití v potrubním systému o čtyřúhelníkovém průřezu.FIG. 1 is a cross-sectional view of the individual profiled lamellas with the shape of the longitudinal ribs and their harmony with the grooves; and FIG. 1a is an axonometric view of a section of individual profiled lamellae with exemplary longitudinal ribs. FIG. 2 is a front view of an assembly of individual profiled lamellae disposed on top of each other to form an anti-knock insert composition in an exemplary circular flow cross section. FIG. 3 is an axonometric view of an assembly of individual profiled lamellae stacked together suitable for use in a quadrangular piping system.

-2CZ 28428 Ul-2CZ 28428 Ul

Příklad provedení technického řešeníAn example of a technical solution

Na obr. 1 je v příčném řezu patrná profilovaná lamela 1.5 se základnou I lamely, na jejíž žebrované ploše Li jsou vzájemně rovnoběžně vytvořena podélná žebra 2 lamely v příkladném průřezovém tvaru lichoběžníku, 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 lichoběžníku 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 shodná vzdálenost jednotlivých podélných žeber 2 lamely.FIG. 1 shows a cross-sectional view of a profiled lamella 1.5 with a lamella base I on whose ribbed surface L1 longitudinal ribs 2 of the lamella are parallel to each other in an exemplary cross-sectional shape of the trapezium, between which grooves 1.3 of the lamella are formed at regular intervals. The opposing planar surface 1.2 of the base and the lamella is provided with a smooth surface. However, the cross-sectional shape of the trapezoid at the longitudinal rib 2 of the lamella is not a necessary condition and is advantageously used for technological reasons, as well as the necessity of regularly repeating mutual identical distance of the individual longitudinal ribs 2 of the lamella.

Na obr. l.a je v axonometrickém pohledu znázorněn výřez profilované lamely 1.5 s vyznačením příkladného tvaru podélného žebra 2 lamely vytvořeném na základně 1 lamely.Fig. 1a shows an axonometric view of a section of a profiled lamella 1.5 with an exemplary shape of a longitudinal rib 2 of the lamella formed on the base 1 of the lamella.

Na obr. 2 je patrná sestava vzájemného uložení jednotlivých rovinných ploch 1.2 základen i 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 průřežu 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 g. 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 ie pravděpodobnost jejich deformace podstatně nižší a tato podmínka nemusí být dodržena.Fig. 2 shows the arrangement of the mutual placement of the individual planar surfaces 1.2 of the bases and the lamella on the top surfaces of the longitudinal ribs 2 of the lamellae, where through channels 1.4 of the medium corresponding to the grooves 1.3 of the lamella are formed between the individual longitudinal ribs 2. In view of the rigidity of the assembly at the same time providing a constant and measurable cross-sectional dimension of the through-flow channels 1.4, it is advantageous to lay the base surface 1.2 of the base on the top surfaces of the longitudinal ribs 2 of the lamella so that the vertical axes of the longitudinal ribs 2 are identical to the line g. in the case of heavily loaded, high-flow, anti-knock inserts of individual through-flow channels 1.4 in order to prevent their deformation in the event of failure of the assembly alignment when assembled in the circumferential underframe 3 seen in partial cut. In the case of smaller flow cross-sections of through-channels, the probability of their deformation is significantly lower and this condition may not be met.

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.FIG. 3 shows an assembly of superimposed profiled lamellae 1.5 arranged in a rectangular rectangular frame 3.1, which is visible in partial section and with flow channels 1.4, whose axial length A can be varied as desired without significant limitation.

Výhody provedení lamelové skladby podle technického řešení spočívají především v tom, že jednotlivé profilované lamely lze na sebe skládat a technologicky nenáročným způsobem opracovat 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 pridržovacích, stabilizačních a výztužných prvků. Jejich konstrukce též umožňuje vytváření podstatně delších monolitních průtočných kanálů 1.4 bez příčných mezer s podstatně účinnějším zhášecím a tlumícím efektem při zachování značné tuhosti, přičemž bez výrazného omezení umožňují nepřerušený tok média potrubním systémem.Advantages of the design of the lamellar structure according to the technical solution consist mainly in the fact that the individual profiled lamellas can be stacked on each other and technologically inexpensive to be machined into the required flow cross-section of the pipeline and to close the assemblies thus formed into circumferential clamping frames of any shapes thus forming an anti-knock insert. between piping flanges, ventilation and safety openings of explosive areas without additional holding, stabilizing and reinforcing elements. Their design also allows the formation of substantially longer monolithic flow channels 1.4 without transverse gaps with a substantially more efficient quenching and damping effect while maintaining stiffness while allowing uninterrupted flow of the medium through the piping system without significant limitation.

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Lamelová skladba antidetonační vložky, zejména pro potrubní protiexplozivní pojistky a jiná podobná zařízení, sestávající ze soustavy na sebe naskládaných profilovaných lamel uzavřených 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 rovinnou plochu (1.2) lamely profilované lamely (1.5) následující, které jsou sevřeny kruhovým svěmým rámem (3) vložky a/nebo vícehranným svěmým rámem (3.1) vložky.A lamella structure of an anti-knock liner, in particular for flame arresters and other similar devices, consisting of a system of stacked profiled slats enclosed in a frame, characterized in that the profiled slat (1.5) is formed by a slat base (1) on which longitudinal ribs (2) of the lamellae are formed parallel to one surface, between which the ribs of the lamella groove (1.3) are formed, the opposite surface of the lamella base (1) being provided with a planar lamella surface (1.2) and the individual profiled lamellas (1.5) regularly positioned alternately with the ribbed rib surface (1.1) facing the planar surface (1.2) of the lamella of the profiled lamella (1.5) following, which are clamped by a circular liner frame (3) of the liner and / or a polygonal liner frame (3.1). 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.The lamella structure of an anti-knock pad according to claim 1, characterized in that the individual profiled slats (1.5) are preferably superimposed on one another in the axis (o) of the superposed longitudinal ribs (2) of one another. -3CZ 28428 U1-3GB 28428 U1 3. Lamelová skladba antidetonační vložky podle nároků la2, vyznačující se tím, 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.The lamella structure of claim 1, wherein the height of the longitudinal rib (2) is preferably at least 40% of the total thickness of the profiled slat (1.5) and the pitch of the longitudinal ribs (2) is at least four times the width of the longitudinal rib (2). ) lamellas.