Клапан сброса давления для контейнеров, приспособленных для пневматической загрузки сыпучих твердых продуктов, в частности бункеров для хранения - RU2638329C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относительно к клапану сброса давления для контейнеров, приспособленных для пневматической загрузки сыпучих твердых продуктов.

В частности, настоящее изобретение находит предпочтительное, но не исключительное, применение в бункерах для хранения, на которые прямая ссылка будет делаться в описании ниже без потери общности вследствие этого.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Клапаны сброса давления являются общеизвестными в контейнерах под давлением, таких как, например, бункеры для хранения, которые обеспечены металлическим выпускным каналом, который может быть соединен с дополнительной трубой для переноса порошков в ограниченную и защищенную область.

Хотя эти клапаны работают превосходным образом, они имеют недостаток, заключающийся в том, что, при длительной работе, порошок, который был выпущен, может частично оседать на кривую выпуска и/или на закрывающую мембрану самого выпуска, таким образом требуют периодической очистки и технического обслуживания.

Возможные решения на основе использования жестких пластиковых материалов вместо металлических материалов, вероятно, могут привести к меньшей заводской себестоимости, но они также вызвали бы существенные проблемы износа, а также проблемы, связанные с образованием отложений на выпускном канале клапана.

На сегодняшний день, не было найдено решения этой проблемы, за исключением вышеупомянутого решения, которое требует в любом случае периодического технического обслуживания клапана.

Решение в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает индустриализированный корпус клапана, выполненный из пластикового материала, который содержит, при этом, выпускной канал для порошка, выполненный из гибкого материала, например эластомера, в частности полимера, который является пригодным для упругой деформации.

Выпускной канал для порошка ограничен на его концах таким образом, что повышение давления, вследствие загрузки бункера для хранения, заставляет его сминаться и деформироваться, при этом, во время открывания выпуска, он восстанавливает свою исходную форму. Это сминающее/восстанавливающее исходную форму движение позволяет выпускному каналу для порошка вибрировать, таким образом исключая возможные отложения.

Во время фазы выпуска выпускаемая часть порошкообразного материала оседает на канале и остается там до следующего повышения внутреннего давления бункера для хранения.

Импульсное воздействие, которое действует на канал, до открывания клапана в соответствии с изобретением, обеспечивает возможность почти полного удаления имеющегося материала и отсоединения от их стенок, которые могут покрываться отложениями. Активация деформации имеет место уже при давлениях, ниже, чем давления стандартных настроек, обычно применяющихся обычными клапанами управления давлением (+500 мм H₂0). Последующий поток материала и воздуха, принимая во внимание пропорцию такого потока, будет полностью очищать канал, тем самым предотвращая его закупорку. Это все гарантирует безопасность работы и функционирования самого клапана, с заметным увеличением безопасности людей и установки.

Хотя могут иметь место варианты осуществления, имеющие прямые и наклонные трубы, один из предпочтительных вариантом осуществления настоящего изобретения выполнен на основе использования криволинейного выпускного канала, имеющего толщину, варьирующуюся от 3 мм до 12 мм.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Клапан сброса давления в соответствии с настоящим изобретением, помимо дешевизны и предотвращения выпуска загрязняющего воздуха в атмосферу, может работать в течение длительного времени без необходимости технического обслуживания и/или очистки его составных элементов, в результате износа.

В соответствии с настоящим изобретением, обеспечен клапан сброса давления для контейнеров, приспособленных для пневматической загрузки сыпучих твердых продуктов, по пункту 1 формулы изобретения или по любому из пунктов формулы изобретения, зависимых непосредственно или косвенно от пункта 1 формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего изобретения, предпочтительный неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения будет описан в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- на фиг. 1 показана первая конфигурация клапана сброса давления в соответствии с настоящим изобретением;

- на фиг. 2 показана вторая конфигурация клапана сброса давления в соответствии с настоящим изобретением; и

- на фиг. 3 показана третья конфигурация клапана сброса давления в соответствии с настоящим изобретением.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Клапан 1 сброса давления в соответствии с настоящим изобретением содержит корпус 2 клапана, который пневматическим образом сообщается с внутренним пространством контейнера 3, например бункера для хранения.

Корпус 2 клапана 1 соединен с втулкой 4, которая выполнена в виде одного целого с контейнером 3, посредством фланцевого соединения 5.

Верхний конец корпуса 2 клапана обеспечен с периферийным крепежным средством 6 органа 7 управления потоком, который, предпочтительно, содержит, в свою очередь, эластичную мембрану 8, которая прикреплена вдоль ее внешнего края к крепежному средству 5.

Корпус 2 клапана проходит вверх, за пределы мембраны 8, в колпачок 9, который обеспечен, на его верхней части, с поперечной концевой стенкой 10, которая ограничивает, в верхней части, промежуточную камеру 11.

Следовательно, промежуточная камера 11 ограничена, в свою очередь, колпачком 9 и мембраной.

Поперечная стенка 10 обеспечена с отверстием 12, на которое опирается корпус 13 управления потоком, на котором расположена калибровочная масса 14, которая содержит по меньшей мере одно калибровочное кольцо 15, через которое проходит поддерживающий стержень 16.

Вес калибровочной массы 12 определяется таким образом, чтобы поддерживать отверстие 12 закрытым, каждый раз, когда давление внутри вспомогательной камеры 11 ниже, чем заранее установленное значение, заданное разработчиком. Следовательно, вес калибровочной массы 14 может изменяться посредством добавления или удаления калибровочных колец 15.

Вертикальное перемещение поддерживающего стержня 16 направляется посредством вертикальной направляющей 17, которая поддерживается посредством гильзы 18, которая, в свою очередь, размещается на поперечной стенке 10 с помощью известных средств.

На гильзе 18 имеются широкие отверстия, которые обеспечивают возможность разгрузки промежуточной камеры 11 (см. ниже).

Узел, содержащий гильзу 18, корпус 13 управления потоком и калибровочную массу 14, по существу, составляет управляющее устройство 19 для управления органом 7 управления потоком, как описано ниже.

Таким образом, когда давление внутри вспомогательной камеры 11 достигает такого значения, которое заставляет корпус 13 управления потоком отсоединяться от отверстия 12, после фазы отсоединения, то же самое давление воздействует на секцию бóльшего диаметра, таким образом вызывая быстрое поднятие калибровочной массы 14. Это означает, что опасное блокирование или остановка калибровочной массы 14 и корпуса 13 управления потоком исключено; выяснилось, что то, что описано выше, является особенно предпочтительным с точки зрения безопасности и быстроты работы клапана.

Защитный колпачок 20, который поддерживается с помощью крепежного средства 6, расположен над вспомогательной камерой 11 и управляющим устройством 19.

В его центральной части, обеспечена мембрана 8 органа 7 управления потоком, в его нижней части, с массой 21 управления потоком, которая выступает вниз внутрь канала 22, сообщающегося с внешним пространством.

Канал 22 имеет край 23, который закрывается/открывается посредством вертикального перемещения массы 21 управления потоком.

Канал 22, который вставлен в отверстие 2А, полученное в корпусе 2 клапана, прикреплен к самому корпусу 2 клапана, на одной стороне, посредством фланца 24, а на другой стороне, посредством пары винтов 25, 26, размещенных рядом с самим отверстием 2А.

Масса 21 управления потоком является, предпочтительно, конической и имеет верхнюю часть, которая направлена вниз, таким образом, чтобы способствовать протеканию избыточной текучей среды наружу контейнера 3.

Эластичная мембрана 8 обеспечена с последовательностью сквозных отверстий, которые распределены окружным образом на внешней кольцевой поверхности самой эластчиной мембраны 8.

Указанные отверстия приспособлены для осуществления взаимодействия по текучей среде между вспомогательной камерой 11 и контейнером 3 через корпус 2 клапана, таким образом, что каждый раз, когда значение давления в контейнере 3 изменяется, существует определенная задержка в изменении значения давления в самой вспомогательной камере 11. В действительности, рекомендуется, чтобы изменение значения давления не происходило немедленно.

Поверхность мембраны 8, обращенная внутрь контейнера 3, связана с фильтрующим элементом (не показан), который также закрывает проходные отверстия, таким образом, чтобы предотвратить выход порошка из самих отверстий.

Клапан 1 работает следующим образом:

- когда давление внутри контейнера 3 медленно повышается, отверстия, полученные в периферийном участке мембраны 8, обеспечивают возможность одновременного повышения давления во вспомогательной камере 11, таким образом прикладывая прогрессивное и повышающееся осевое давление к корпусу 13 управления потоком, до тех пор, пока он быстро не поднимется вверх, таким образом избыточный газ может выпускаться наружу; это вызывает резкое снижение давления во вспомогательной камере 11 и создает дисбаланс на мембране 8, которая, вследствие более низкого давления, которое действует на ее верхнюю сторону, перемещается вверх, таким образом осуществляя возвратно-поступательное взаимодействие, как обозначено стрелками (F1) фигуры 3, между корпусом 2 клапана и каналом 22, которое приводит к выпуску избыточного количества текучей среды, имеющейся в контейнере 3;

- когда давление внутри контейнера 3 быстро повышается, давление внутри камеры 11, вследствие уменьшенного диаметра отверстий, полученных на мембране 8, не повышается соответствующим образом, а вместо того, оно практически остается на первоначальном значении; это способствует начальному поднятию самой мембраны 8 под действием давления текучей среды, действующего на нижнюю сторону, которая не подвергается какому-либо противоположному давлению с одинаковой интенсивностью на ее верхней стороне;

- когда повышение давления останавливается, мембрана 8 снова опускается вниз, до тех пор, пока она не будет опираться на край 23 канала 22, в результате эластичного возвратного действия и направленного вниз осевого давления, которое действует на нее посредством массы 21 управления потоком, таким образом обеспечивая возможность опускания вниз калибровочной массы 14;

- когда, с другой стороны, давление внутри контейнера 3 падает ниже предельного значения калибровки, благодаря отверстиям, полученным на периферии мембраны 8, падение давления в контейнере 3 передается на вспомогательную камеру 11; в этом случае, в результате падения давления, которое имело место, усилие, действующее вверх на нижнюю сторону мембраны 8, выше, чем направленное вниз усилие, оказываемое посредством массы 21 управления потоком; следовательно, мембрана 8 поднимается и позволяет некоторому количеству воздуха входить в контейнер 3 в направлении, которое является противоположным относительно направления, обозначенного стрелками (F1), при этом указанное некоторое количество воздуха является достаточным для побуждения давления в контейнере 3 подниматься снова до значений, близких к значениям внешнего давления.

Как показано на фиг. 2, когда давление внутри корпуса 2 клапана повышается, так как давление в контейнере 3 пропорционально повысилось, генерируется усилие, которое сминает канал 22, таким образом, чтобы образовать на последнем углубление 24, которое выступает внутрь самого канала 22. Указанное сминающее усилие имеет место вследствие перепада давления, существующего между внешним пространством и внутренним пространством канала 22. Как уже упомянуто, канал 22, предпочтительно, выполнен из гибкого материала, например эластомера, в частности полимера, который является пригодным для упругой деформации.

Другими словами, во время пневматической загрузки контейнера 3, канал упруго деформируется вследствие смятия (фиг. 2), при этом, во время открывания выпуска (фиг. 3), когда мембрана 8 поднимается, канал 22 восстанавливает свою исходную форму. Это чередование сжатий/отпусканий канала 22 позволяет указанному каналу 22 для выпуска порошка вибрировать, таким образом исключая возможные порошковые отложения, которые могут осесть на его внутреннюю стенку. Следует отметить, что вибрации передаются также на край 23; это существенно способствует поддержанию самого края 23 чистым от порошка и, следовательно, гарантирует превосходное закрывание открывающейся части канала 22 посредством массы 21 управления потоком.

Выпускной канал 22 является, предпочтительно, криволинейным, и он, предпочтительно, имеет толщину, варьирующуюся от 3 мм до 12 мм.

Следует отметить, что такой же эффект смятия также может наблюдаться даже в меньшей степени, в прямолинейном канале (не показан), или в канале, состоящем из разных прямолинейных секций, которые образуют прерывистую линию, которая, по существу, воспроизводит криволинейный профиль.

Более того, для обеспечения возможности отделения порошка от внутреннего пространства канала 22, толщина указанного канала 22 может отличаться от области к области, таким образом, чтобы образовать области, которые являются более тонкими и более деформируемыми относительно более толстых и менее деформируемых областей. Таким образом, преимущественно образуются предпочтительные области, в которых образуются более глубокие углубления; указанные предпочтительные области чередуются с другими областями (имеющими бóльшую толщину), в которых образуются менее глубокие углубления. Это обеспечивает возможность, в определенной степени, выравнивания деформаций и вибраций выпускного канала, таким образом, чтобы получить наилучший эффект удаления порошка, возможный для удаления порошка с внутренней стенки самого выпускного канала.

На практике, такой же эффект может быть получен, в дополнительном варианте осуществления, который не показан, посредством обеспечения выпускного канала, состоящего из, по меньшей мере, двух эластомеров, имеющих разные модули упругости, таким образом, чтобы направлять и управлять деформацией канала 22 и относительными вибрациями, возникающими в нем.

Более того, выпускной канал может быть выполнен из композитного материала, имеющего некоторые сектора из эластомера, а другие из металла.

Канал также может быть выполнен из эластомера с, по меньшей мере, вставкой другого материала внутри указанного эластомера.

Другой вариант осуществления представлен посредством выпускного канала, изготовленного с гофрированной трубой, выполненной из металла/эластомера; или жесткого пластика/эластомера.

Следует отметить, что все опции, описанные выше (разная толщина от области к области, по меньшей мере, два эластомера, имеющих разные модули упругости, композитный материал с секторами из эластомера, комбинированными с другими секторами из металла, эластомер с, по меньшей мере, одной вставкой, гофрированная труба) могут комбинироваться друг с другом, таким образом, что разработчик может сделать наиболее разумное решение, исходя из применения.

Клапан сброса давления в соответствии с настоящим изобретением, помимо дешевизны и предотвращения выпуска загрязняющего воздуха в атмосферу, может работать в течение длительного времени без необходимости технического обслуживания и/или очистки его составных элементов, в результате износа.

Реферат

Клапан сброса давления для контейнеров, приспособленных для пневматической загрузки сыпучих твердых продуктов, в частности бункеров для хранения, содержит корпус клапана, имеющий первый конец, который пневматически сообщается с внутренней частью контейнера, и второй конец, который связан с органом управления потоком, который подвергается действию соответствующей закрывающей мембраны. Орган управления потоком периодически осуществляет взаимодействие по текучей среде между указанным корпусом клапана и каналом, который сообщается с внешней частью. Согласно изобретению по меньшей мере один участок канала, который сообщается с внешней частью, приспособлен таким образом, чтобы упруго деформироваться посредством перепада давления, существующего между внутренней частью указанного контейнера и внутренней частью самого канала. Изобретение обеспечивает удешевление клапана, облегчение его технического обслуживания и предотвращение выпуска загрязняющего воздуха. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула