ES2262253T3 - Valvula de explosion de panel simple y cupulas multiples. - Google Patents

Abstract

Una válvula de explosión (10) para cubrir una abertura (12) de un recinto (14), dicha válvula de explosión (10) comprendiendo un reborde periférico (16) configurado para unirlo al recinto (14) alrededor de la abertura (12); un panel (18) de desahogo de presión posicionado dentro y conectado dependientemente por una porción de articulación (22) a dicho reborde (16) para cubrir y sellar sustancialmente la abertura (12) cuando el recinto (14) está sometido a presiones normales de operación y para moverse exteriormente desde el recinto (14) para al menos descubrir parcialmente la abertura (12) cuando el recinto (14) está sometido a acumulados de presión de una magnitud predeterminada, y una pluralidad de conectores (19) para conectar el panel (18) a dicho reborde (16) y configurarlo para romperse cuando el recinto (14) está sometido a la magnitud predeterminada de acumulado de presión para permitir al panel (18) moverse exteriormente del recinto (14) para descubrir la abertura (12) en el recinto (14); caracterizado porque dicho panel (18) de desahogo de presión comprende una pluralidad de secciones en forma de cúpula definiendo una pluralidad de puentes (54-58) definidos en forma de valles entre esto para mover dicho panel (18), estando los puentes (54-58) definidos en forma de valles alineados con un respectivo conector (19) y localizados en una distribución disposición espaciada relativa para distribuir las fuerzas más uniformemente sobre dichos conectores correspondientes (19) cuando el recinto (14) está sometido a magnitudes predeterminadas de acumulado de presión.

Description

Válvula de explosión de panel simple y cúpulas múltiples.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a las válvulas de explosión para cubrir aberturas de descompresión dentro de recintos sometidos a una rápida acumulación de presión como puede ocurrir durante las explosiones o como en los almacenes, el trabajo en tuberías para los almacenes o el equipo de flujo superior hacia las tuberías. La invención se refiere más particularmente, a una válvula de explosión que estalla con más consistencia o abre cuando el recinto al cual esta unido es sometido a acumulación de presión de magnitud predeterminada sin que estalle prematuramente en los niveles más bajos de presión o colapse cuando el recinto está sometido a condiciones de baja atmosférica. La válvula de explosión está únicamente diseñada y configurada para resistir ciclos de presiones continuas en un periodo extendido de tiempo en donde cada ciclo individual de presiones es insuficiente para causar la válvula de estallidos.

2. Descripción del estado de la técnica

Las válvulas de explosiones son usadas comúnmente para cubrir aberturas de descompresión dentro de recintos tales como almacenes, tanques, etc. para prevenir la peligrosa acumulación de presión dentro de los recintos. Por ejemplo, los almacenes están constantemente en riesgo de explosiones debido a la alta concentración de polvo dentro de los almacenes. Entonces, los almacenes están configurados típicamente de una pluralidad de aberturas de descompresión de presión, y las válvulas de explosión están colocadas sobre esas aberturas. Las válvulas de explosión sellan las aberturas cuando los almacenes operan a presión normal y entones estallan o abren cuando los almacenes están sometidas a una acumulación de presión de una magnitud predeterminada excedida magnitud para descubrir las aberturas y para valvular el interior de los almacenes. Para prevenir un prematuro o atrasado estallido, las válvulas de explosión deben estar diseñadas para un estallido consistente a un nivel particular de presión.

Los almacenes con frecuencia también son sometidos a condiciones de vacío, particularmente durante el intervalo en que sus filtros están siendo limpiados. La presión atmosférica externamente del almacén ocasionan una fuerza hacia adentro sobre las válvulas de explosiones que tiende a colapsar las válvulas. Adicionalmente, los almacenes frecuentemente son alternados entre condiciones de presión y de vacío, ocasionando que las válvulas de explosiones flexionen de atrás hacia delante. Por ejemplo, es practicas comunes de un pulso directo de aire contra la cara de un filtro de bolsa el cual reúne el polvo sobre el, para sacar las partículas de la superficie del filtro con lo cual las partículas caen a un área de colección bajo las bolsas de filtro. Estos limpiados de superficie de los filtros bolsas resultan en diferencial de presiones siendo creados dentro el almacén la cual resulta dentro del ciclo de presión de la válvula protectora. Durante tales ciclos de presión, el panel de válvula efectúa movimientos de entrada y salida. Así, las válvulas de explosión también deben ser diseñadas para soportar o resistir las presiones del vacío y el ciclado entre condiciones de presión y vacío sin colapsarse interiormente dentro del recinto.

El estado de la técnica de las aberturas de explosiones típicamente incluye un panel que fue cortado o formado con líneas débiles para definir una porción de ruptura que rompía o abría cuando era sometido a acumulación de presión sobre un lado del mismo. Una pluralidad de conectores o lengüetas estallido están unidos sobre una abertura o líneas débiles para retener al panel dentro de su posición cerrada hasta someterlo a acumulación de presión de una magnitud predeterminada.

Desafortunadamente, esos tipos de dibujos previos de válvulas de explosión frecuentemente abrían a niveles de presión por debajo o por encima de sus niveles de estallidos de presión indicados porque los paneles no distribuyan uniformemente las fuerzas a través de las lengüetas de estallidos, ocasionando que algunas lengüetas de estallido prematuramente se rompieran. Esos expertos en la técnica apreciarán que cuando una o más de las lengüetas de estallido se rompen prematuramente, las restantes lengüetas de estallido pronto estarán sujetas a roturas de acuerdo con el llamado "efecto dominó". Para prevenir tales aberturas prematuras, las válvulas son frecuentemente provistas con lengüetas de estallido adicionales. No obstante, esto frecuentemente ocasiona que los paneles abran con "retraso" o a niveles más altos de presión que sus presiones de estallidos indicadas.

No es poco común emplear almacén fuera del tiempo cíclico los cuales ocurren tan frecuentemente como en seis segundos para permitir el purificado del aire dirigido contra el filtro de bolsa. En esos ejemplos, el panel de válvula será expuesto a más de cientos de miles de ciclos por años. Los procedimientos para un efectivo limpiado de elementos de filtro de almacenes están detalladamente descritos en un articulo titulado "Optimize Pulse Jet Dust Collector Performance" publicado en Chemical Engineering Progress, August 1997, pp. 58-61, y en un articulo titulado "Five Ways to Upgrade your Pulse-Jet Bag House with the Latest Technology" que aparece en Powder and Bulk Engineering, October. El rápido ciclo de encendido y apagado del proceso de limpiado de los filtros de almacenes ocasiona que las válvulas de explosión y sus lengüetas de estallido se flexionen y doblen de aquí para allá y puede resultar en un desgaste prematuro y(o) rotura prematura de las lengüetas de estallido. Esto significa que la válvula de explosión para un almacén sometido a un ciclo de presión del tipo y magnitud descrita deben ser remplazadas con una frecuencia suficientemente basada para evitar daños prematuros de líneas de debilidad definiendo una poción de ruptura del panel, dependiendo del número de ciclos de presión al cual el panel de válvula será expuesto durante un periodo determinado.

Otra limitación del estado de la técnica de las válvulas de explosión se refiere con la habilidad de resistir una alta presión de vacío. Frecuentemente, recintos tales como los almacenes son sometidos a presiones de vacío que están lejos de exceder las presiones de estallido en las cuales las válvulas de explosión están diseñadas para la ruptura. Estas altas presiones de vacío ocasionan que las lengüetas de estallido se rompan u ocasionen que el panel entero de la válvula de explosión se colapse interiormente. Por lo tanto, cuando el estado de la técnica de las válvula de explosión se use en tales aplicaciones, estas también deben ser reforzadas, lo cual incrementara su peso y costo, o usando una unión con un panel de protección de vacío separado.

La Asociación Nacional de Protección del fuego (NFPA) ha emitido recomendaciones respecto a las limitaciones del peso el cual en la práctica sugiere que, si los materiales ferrosos son usados en la fabricación de la válvula de explosión, dichos materiales no excederán los aproximados de 0.060 pulgadas de espesor. Esto ha impuesto una limitación significante sobre la fabricación de la válvula de explosión lo cual esta caracterizada por parámetros diferenciales significativos de presión. El mayor valor soportado de presión del vacío, entonces el grueso del material de la válvula debe estar para encontrar los requisitos diferenciales rigurosos de la presión.

El documento USA 5.036.632 revela una válvula de explosión como se define en el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento USA 5.267.666 revela una válvula de explosión similar a unja revelada en el documento USA 5.036.632 pero con dos cúpulas y un solo valle entre ellas.

Objetivos y sumario de la invención

En vista de los resultados, es un objetivo de la presente invención proporcionar un mejoramiento de la válvula de explosión que sea mucho más efectiva previendo los cúmulos excesivos de presión dentro de un recinto.

Es un objetivo más particular en la presente invención proporcionar una válvula de explosión de mayor consistencia a estallidos o aberturas a un determinado nivel de presión sin que estalle prematuramente en niveles bajos de presión.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar una válvula de explosión que distribuya fuerzas sobre sus lengüetas de estallidos de manera que las lengüetas de estallidos se rompan en un tiempo relativamente más uniforme cuando las válvulas sean sometidas a un estallido o la presión del vacío.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar una válvula de explosión que pueda resistir presiones del vacío en exceso de sus valoradas presiones de estallido sin colapsarse.

Un objetivo adicional de la invención es proporcionar una válvula de explosión menos sujeta a variaciones en las presiones en las cuales estalla como un resultado de variaciones de temperatura del ambiente en el cual la válvula esta operando.

Un importante objetivo adicional aun más importante de la invención es proporcionar una válvula de explosiones que sea capaz de resistir un número significantemente mayor de ciclos de presiones sin afectar adversamente las características de estallido de la válvula, que ha sido el caso hasta ahora.

La presente invención logra estos objetivos y otros objetivos que se vuelven evidentes en la descripción de las realizaciones preferidas en esta invención proporcionando una mejora en la válvula de explosión como se reivindica en la reivindicación 1.

De acuerdo con la presente invención, el panel de descompresión de presión está formado por una pluralidad de puentes entre ellas. Las secciones en forma de cúpulas y puentes tensan el panel para que se distribuya la fuerza más uniformemente sobre los conectores cuando el recinto está sometido a una acumulación de presión. Esto ocasiona que todos los conectores se liberen relativamente en un tiempo más uniforme para que el panel abra con más consistencia en un nivel seleccionado de estallido de presión. Esto también reduce la tendencia del panel a abrirse prematuramente.

Las secciones en forma de cúpula también permiten unir conectores a extensiones en direcciones aproximadas de carga o de abertura del panel. Esta configuración reduce la flexión o doblado de las lengüetas de ruptura, o la liberación de conectores unidos a la sección central del panel a una porción del mismo reborde periférico cuando el recinto está ciclando entre condiciones de presión y vacío y así reduce la tendencia del panel de abrirse prematuramente.

Breve descripción de las figuras

Una realización preferida de la presente invención se describe detalladamente debajo haciendo referencias a las figuras de dibujos adjuntadas en el mismo:

La figura 1 es la vista en planta de una válvula de explosión construida acorde a la primera realización preferida de la invención mostrando la unión sobre una abertura dentro de un recinto e ilustrada con partes descompuestas para mostrar más claramente la unión de la válvula de explosión al recinto.

La figura 2 es la vista seccional de un fragmento de una válvula de explosión tomada sustancialmente a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1, y mirando en la dirección de las flechas.

La figura 3 es una vista en elevación de un extremo de la válvula de explosión mostrada eliminada del recinto,

La figura 4 es una vista ampliada en planta de fragmentos de la válvula de explosión (10) ilustrando una de las lengüetas de ruptura en líneas quebradas,

La figura 5 es la vista de una sección tomada sustancialmente a lo largo de la línea 5-5 de la figura 4, y mirando en la dirección de las flechas,

La figura 6 es una vista trasera fragmentada alargada de la válvula de explosión con las lengüetas de ruptura y lengüetas de apoyo allí eliminadas e ilustrando las aberturas dentro del panel de válvulas para recibir cierres que aseguren respectivamente la lengüeta de ruptura y las de apoyo para el panel de válvulas,

La figura 7 es la vista ampliada de un fragmento en planta de una válvula de explosión que ilustra una de las lengüetas de ruptura con la lengüeta de apoyo allí eliminada,

La figura 8 es una vista en planta de ampliación de una válvula de explosión que ilustra una de las lengüetas de ruptura con la lengüeta de apoyo sobre si y sostenida en el lugar con los remaches de cierres,

La figura 9 es la vista ampliada de un fragmento de la cara posterior de una esquina de la válvula de explosión ilustrando la abertura y la cara inferior de los remaches que abrochan las lengüetas de ruptura y las de apoyo montadas a la válvula,

La figura 10 es una vista ampliada una sección del fragmento de uno de los valles entre las múltiples cúpulas en la parte central del panel de válvulas de explosión,

La figura 11 es una vista en planta de una válvula de explosión construida acorde con la segunda realización preferida de la invención mostrada y adjuntada sobre una abertura en un recinto e ilustrada con partes desechas para mostrar más claramente las uniones de la válvula de explosión al recinto,

La figura 12 es la vista en planta de la ampliación de un fragmento de una parte de un panel de la válvula de explosión, ilustrando la línea de debilidad entre segmentos adyacentes de la abertura extendidos alrededor del panel de válvulas, con los remaches que presentan los conectores entre el panel central y la porción de reborde eliminada aquí para una mayor claridad,

La figura 13 es la vista en planta ampliada de la válvula de explosión de la figura 12 con los conectores de remache mostrados y adjuntados al panel y la porción de reborde rodeada de la válvula,

La figura 14 es una vista en planta ampliada del fragmento de la porción del panel de válvula ilustrado en la figura 3 y muestra detalles adicionales de los conectores de remache entre la porción del panel interior y la porción de reborde de la válvula de explosión,

La figura 15 es la vista ampliada de una sección de un fragmento tomada a lo largo de la línea 15-15 de la Figura 14,

La figura 16 es una vista en planta de la tercera realización de la invención, la cual tiene un diseño circular general y utiliza lengüetas de ruptura y de apoyo para conectar el panel central de la válvula de explosión a la porción del reborde del mismo, que son similares a las lengüetas de ruptura y de apoyo de la primera realización como se muestra en las figuras 1-11 incluidas, y

La figura 17 es una vista horizontal de una sección tomada significativamente a lo largo de la línea 17-17 de la Figura 16 y mirando la dirección de las flechas.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes Realización de las figuras 1-10

Las figuras 1-10 ilustran una válvula de explosión 10 construida acorde con la primera realización preferida de la invención. La válvula de explosión 10 está concebida para que se adjunte sobre a una abertura 12 de un almacén, un tanque, un silo del grano u otro recinto 14 que está sometido a extremadamente rápidas acumulaciones de presión provenientes de una explosión.

Como se muestra mejor en la Figura 1, la válvula de explosión 10 incluye aproximadamente un reborde periférico 16 o anillo configurado para la unión circunscrita en relación general a la abertura 12 del recinto 14, un panel de desahogo de presión 18 posicionado dentro y dependientemente por una porción de articulación conectado al reborde, una pluralidad de conectores 19 para conectar la porción independiente del panel 18 al reborde 16. El panel es desplazable desde una posición normalmente cerrada descrita en la Figura 1, en donde sustancialmente se sellan las aberturas durante el tiempo en que el recinto experimenta operaciones en normales condiciones de presión, pero entonces cambian y abren cuando el recinto está sometido a excesos de acumulación de presión que acompaña un acontecimiento tal como una explosión. Los conectores normalmente retienen al panel dentro de su posición cerrada y estallan o se rompen cuando el recinto es sometido a una acumulación de presión de una magnitud predeterminada para permitir abrir el panel.

En más detalles, la válvula de explosión 10 es preferentemente rectangular en diseño para cubrir una abertura rectangular pero puede ser circular, como se describe en las figuras 16 y 17, o de alguna forma equivalente. El reborde periférico 16 está en forma de estructura rectangular e incluye las secciones opuestas más altas y más bajas y las secciones de izquierda y derecha. Cada sección incluye una pluralidad de huecos de rebordes espaciados 32 allí para el recibiendo apropiado de los cierres tales como los cerrojos y los chalados asociados para una liberación segura de la válvula de explosión 10 sobre la abertura 12 del recinto 14 como se describe con más detalles debajo.

El panel de desahogo de presión 18 presenta oposiciones en el frente y en la cara posterior 34,36 (figura 2), oposiciones en los márgenes más alto y más bajo 38,40 (figura 1) y oposiciones en los márgenes de los lados izquierdo y derecho 42,44. El margen más alto del panel está dependientemente por una porción de articulación conectado a la sección más alta del reborde periférico 16 por una articulación 22. El panel es cambiable sobre la articulación entre las posiciones de cerrado y abertura como se describe arriba. Los expertos en la técnica apreciarán que la válvula de explosión puede ser orientada sobre la abertura 12 en uno cualquiera de los números de diferentes direcciones así la articulación puede ser posicionada adyacente al lado o al fondo de la abertura.

En casos preferidos, el reborde periférico 16 y el panel de desahogo de presión 18 están íntegramente formados de una simple chapa de acero inoxidable, Inconel u otro material apropiado. Tres lados del panel son cortados para formar una abertura continua 20 o línea de debilidad que definen la sección integral de articulación 22 en torno a la cual el panel se abre y estalla. El reborde periférico y el panel de desahogo de presión también pueden estar en forma separada y dependientemente por una porción de articulación conectados por una articulación u otro conector. En una forma preferente de la invención, dos o más áreas sin cortar están permitidas para permanecer en el panel durante la formación de las rendijas 20. Estas áreas sin cortar son cortadas durante la fabricación final de la válvula 10 después que los conectores 19 también estén correctamente asegurados para el panel 18.

El tipo y espesura del material usado para la fabricación de la válvula de explosión 10 afecta el índice de estallido de la válvula y por tanto es una cuestión de elección de diseño. El material preferido es escogido del grupos de la serie de acero inoxidable 300, siendo preferidos los aceros inoxidables de tipos 300, 304 o 316 o una apropiada aleación Inconel. Como se anotó previamente, la espesura del material no excederá sobre 1,5 mm., y es escogido de hecho para conocer los requerimientos de un trabajo particular. En el caso del panel de válvula que es 30 x 45,7 cm, un espesor de material de alrededor de 0,6 mm ha sido encontrado de forma satisfactoria. Para paneles que son de 61 x 91 cm o 45,7 x 89 cm, la espesura del material preferido es de 0,9 mm y para un panel que sea de 91 x 111,7 cm, la espesura del material preferido es aproximadamente 1,27 mm. Por ejemplo, un panel de desahogo de presión teniendo dimensiones generales de 61 x 91 cm y de un espesor como el descrito, y el cual se construyó acorde con la realización preferida de las figuras 1-10 de la invención como se describe aquí más adelante, tiene un índice de resistencia de vacío de -20,68 kPa y un índice de estallido de presión de 7,6 MPa. Se agrega, que el panel fue creado para resistir ciclos de presión excedida de 1,000,000 ciclos de presión sin fallos de válvulas.

De acuerdo con la presente invención, el panel de desahogo de presión está formado por una pluralidad de extensiones externas y secciones en forma de cúpula alargadas 46, 48, 50, 52 que están definidas por una pluralidad de puentes de conexión 54, 56, 58 entre ellas. Como se ilustra en la Figura 2, la altura "x" de las secciones en forma de cúpula de un panel es de 18 veces 24 pulgadas y la medida del reborde periférico es de aproximadamente 1.3 pulgadas. En los paneles de descompresión más grandes, cada bóveda normalmente no exceden de 1.5 pulgadas de altura en las formas preferidas, la válvula de explosión incluye cuatro secciones en forma de cúpula y tres puentes interconectados, sin embargo, cierta cantidad de secciones en forma de cúpula pueden estar condicionadas. Las bóvedas son normalmente de unos 41/2 para unas 6 pulgadas de ancho (valle para dimensión de valle) a pesar de la medida general de la válvula de explosión.

Las secciones en forma de cúpula 46, 48, 50, 52, los puentes 54, 56, 58 endurecen y adicionan rigidez al panel para que el panel abra de una manera estable y uniforme. El endurecimiento y la rigidez del panel le provocan ejercer una fuerza uniforme sobre los conectores 19 cuando el recinto está sometido a acumulación de presión. Esto previene a algunos conectores de roturas prematuras como resultado de "efecto dominó" y asegura que el panel abra consistentemente en un índice de estallido de presión como se describe debajo más detalladamente.

En formas idóneas, las secciones en forma de cúpula 46, 48, 50, 52 y los puentes 54, 56, 58 generalmente se extienden transversalmente desde la articulación 22. Los puentes son la porción más rígida del panel, por tanto, esta orientación adiciona fortaleza y endurecimiento al panel y previene al mismo de flexiones o torceduras mientras abre.

La abertura 20 es formada preferiblemente ligeramente dentro del perímetro de las secciones en forma de cúpula 46, 48, 50, 52 así está un poco espaciada sobre el reborde como está ilustrado en La figura 2. Entonces, la abertura es espaciada unas distancias cortas desde la pared del recinto y se posiciona sobre la porción angulada del panel de desahogo de presión 18. En la fabricación del panel de desahogo de presión 18 es preferible que las secciones en forma de cúpula 46, 48, 50, 52 se formen primero, y las aberturas 20 después sean cortadas mecanizadamente usando el material apropiado para sus propósitos. Por ejemplo, las secciones en forma de cúpula 46, 48, 50, 52 puede ser formadas proporcionando el número apropiado de chapas de metal paralelas a través de una abertura rectangular recibiendo al panel para ser formado, después de lo cual el fluido a presión es ejercido contra la cara opuesta del panel para conformar las chapas ocasionando que las protuberancias o secciones en forma de cúpula sean formadas dentro del metal. Una presión formada de 300-400 psi ha sido establecida para cúpula de panel.

Los conectores 19, los cuales están preferiblemente a manera de lengüeta de estallido montados como está ilustrado están unidos sobre la abertura 20 entre el panel de desahogo de presión 18 y el reborde 16. Los conectores preferidos incluyen un pedazo de corte irregular generalmente de material de calibrado fino como queda mostrado mejor en las figuras 4 y 7 de los dibujos. Puede verse en estas figuras que cada uno de los conectores 19 está compuesto de una lengüeta de ruptura 21 teniendo una sección esencialmente triangular principal del cuerpo 23 integralmente conectada a una sección de escape generalmente circular y más pequeña 25 unidos por una sección de filamento conector 27. Las secciones de filamento delgado 27 están diseñada para romper cuando la válvula de presión está sometida a acumulación de presión de una magnitud predeterminada para permitir al panel de desahogo de presión abrir o estallar como se describe debajo.

El tipo de material y el espesor del mismo usado para hacer las lengüetas de estallido 21 afectan el índice de estallido de la válvula de explosión 10 y por lo tanto es un asunto de escoger el diseño. Las lengüetas de estallido preferidas 21 están hechas de Inconel, aunque pueden emplearse pluralidades de acero inoxidable 300, 304 o 316. El Inconel es preferido porque esa aleación tiene una gran estabilidad de estallidos de presión en un índice de temperatura más ancho. La espesura de las lengüetas de ruptura 21 pueden variar desde alrededor de 0.010 hasta 0.030 pulgadas, siendo 0.010 el espesor preferido. Sumando, que la anchura de cada una de las secciones de filamentos 27 varían dependiendo de las dimensiones generales del panel de válvula. El ancho del filamento 27 está dentro de un índice normal que va desde 0.040 hasta 0.1 pulgadas. En el caso del panel de válvula de la ilustración que es de 18 veces 24 pulgadas como se describe arriba, una lengüeta de ruptura 21 de un espesor de 0.010 pulgadas es proporcionado preferiblemente con un filamento 27 con dimensión de ancho de 0.040 pulgadas. La dimensión local cruzada de cada filamento 27 es escogida para obtener un panel de estallido con las características deseadas.

Una lengüeta de apoyo de corte trapezoidal 29 (La figura 8) está provista en estrecha relación a cada una de las secciones generales de cuerpo triangulares 23 de cada lengüeta de ruptura 21. Una ves más las lengüetas de apoyo 29 son fabricadas preferiblemente de Iconel, o de una pluralidad de acero inoxidable 300 como se menciona arriba, con el mismo espesor del mismo variando otra ves desde un 0.018 hasta 0.048 pulgadas dependiendo de las dimensiones totales del panel.

Como mejor se ilustra en las figuras 4 y 7, cada lengüeta de ruptura 19 está conectada preferiblemente al panel de desahogo de presión 18 sobre el abertura 20 por una pluralidad de remaches 72. Los remaches son insertados a través de tres huecos de remache 74 formados en una sección de cuerpo triangular 23 de su respectiva lengüeta de ruptura 21 y correspondientemente alineado a los huecos de remaches 76 formados en el panel. Dos de los huecos de remaches (72) del panel 76 están formados preferiblemente sobre la abertura 20 y dos huecos de remaches adicionales están formados sobre el lado opuesto de la abertura como se ilustra mejor en las figuras 4 y 6. Un cuarto hueco de remache 74 está formado dentro del secundario, porción circular 25 de cada lengüeta de ruptura 21 en relación separada del segmento adyacente de la abertura 20, entonces aunque una porción pequeña de la sección del cuerpo 23 está sobre el mismo lado de la abertura como la porción circular 25, la porción circular 25 está generalmente sobre un lado opuesto de la abertura 20 de la sección del cuerpo 23. Cada uno de los huecos 76 recibe un remache correspondiente 72. Puede ser observado en las figuras 4 y 7 que la sección triangular 23 de cada lengüeta de ruptura 21 está posicionada en relación atravesada a la abertura 20, mientras la porción de la lengüeta circular 25 está localizada en relación próxima a la porción de reborde 16 del panel.

Como se ilustra en la Figura 5, cada remache 72 incluye una zanca 78 y una cabeza de diámetro relativamente grande 80. Los remaches (72) son insertados a través de los huecos de la lengüeta de estallido 74 y los huecos del panel 76 desde la cara exterior del panel. Esta disposición de los remaches (72) no es critica y la locación de la porción de la cabeza del mismo puede reservarse si se desea, así que las cabezas de remache están solo posicionadas a lo largo de la cara interior del panel. Los remaches (72) proporcionan el vacío de apoyo para el panel sin afectar el índice de estallido de presión del panel como se describe debajo con más detalles.

Cuando se adjuntan al panel, las lengüetas de estallido 19 se extienden exteriormente desde la pared del recinto 14 con un ángulo mayor de 45 DEG medidas por el reborde 16 como se aprecia mejor en la Figura 2. Esto orienta las lengüetas de estallido en la misma dirección de los estallidos o de el panel de la carga. Aunque sea preferido un ángulo de 45 DEG pueden obtenerse resultados satisfactorios acorde a la presente invención con otros ángulos equivalentes.

Ventajosamente, las lengüetas de estallido 19 y los remaches 72 pueden estar unidos al panel 18 inmediatamente antes de instalar la válvula de explosión sobre un recinto para adaptar la válvula 10. Esto permite que se puedan manufacturar una gran cantidad de válvulas y entonces almacenarlas hasta que estén listas para el uso. Una ves que la válvula este lista para su instalación, un número particular de lengüetas de estallido y de remaches (72) teniendo una presión de estallido deseada y un índice de vacío externo pueden ser adjuntadas sobre la abertura 20 del panel para proporcionar un índice deseado de presión de estallido para una aplicación específica de válvula. Esto permite que la válvula de explosión 10 sea de manufacturado económico en grandes cantidades y entonces adaptadas para aplicaciones particulares cuando sean instaladas.

En adición, un sello elastomérico 73 es proporcionado preferiblemente sobre la parte baja 36 del panel 18 en relación al sellado de la abertura 20, y también en relación estrecha con la parte baja de los remaches 72 asegurando un conector relativo 19 al panel. Ventajosamente, el sello elastomérico 73 se forma rociando una composición de silicona sobre la cara baja de la abertura cruzada del panel 20 a través de la extensión longitudinal del mismo. Un agente de sellado preferido está basado en un oxido de hierro mezclado con silicona con nafta suficiente para permitir el rociado del mismo sobre la superficie del panel. La espesura de revestido del rociado puede variar, pero normalmente es de 0.020 pulgadas. Alternativamente, el revestido de un sello puede también ser aplicado a la superficie superior del panel de estallido de la abertura cruzada 20 alineado con el agente de sellado sobre la cara inferior del panel. Como una realización adicional alternada, el agente de revestido elastómerico puede ser un miembro reformador el cual esta adhesivamente asegurado a la superficie del fondo del panel y/o la superficie primera del mismo a través de la abertura 20 como está descrito, con el agente de sellado preferido siendo otra vez una tira de silicona y óxido de hierro como un contenido añadido.

Instalación y operación

La instalación de la válvula de explosión 10 sobre la abertura 12 dentro del recinto 14 está ilustrada mejor en las figuras 1 y 2. La pared del recinto adyacente a la periferia de la abertura primero debe ser debidamente equipado con una pluralidad extensiones externas y los tachones hilados 82. Una estructura de metal montada 84 teniendo una pluralidad de huecos espaciados 86 por allí están colocadas sobre los tachones y aseguradas a la pared del recinto por una pluralidad de chalados hilados 88 atornillados sobre los tachones. La estructura también incluye una pluralidad de espacios, extendiendo externamente en los tachones hilados 90 en el interior de losa huecos 86.

La válvula de explosión 10 entonces es asegurada a la estructura montada 84 por la posición de los huecos del reborde 32 sobre la estructura de tachones montada 90. Una estructura de forma rectangular amordazada 92 teniendo una pluralidad de huecos 94 alineados con los huecos del reborde 32 entonces es colocada sobre la estructura de tachones montada 90 de manera que cubran el reborde 16. La mordaza y el reborde entonces aseguran el cierre a la estructura mediante una pluralidad de chalados 96 atornillados sobre la estructura de tachones montada 90. Una junta 98 puede colocarse entre la pared del recinto y la estructura montada 84 y una junta 100 puede colocarse entre la estructura montada y el reborde 16 como se ilustra en la Figura 2 para sellar la válvula de presión 10 sobre la abertura.

Cuando la válvula de explosión 10 es instalada, el panel de desahogo de presión 18 cubre y sella sustancialmente la abertura 12 dentro del recinto 14. Tanto como sea sometido el recinto a presiones de operaciones normales, el panel de desahogo de presión permanecerá en esta posición cerrada.

Cuando el recinto 14 está sometido a acumulación de presión, la presión ejerce una fuerza externa sobre la parte trasera o cara interior 36 del panel de desahogo de presión 18. El panel de turno trasfiere esta fuerza a las lengüetas de estallido 21. Una ves que estalle la presión a una magnitud predeterminada, los filamentos delgados 27 de las lengüetas de ruptura se rompen, así las secciones circulares secundarias 25 de las lengüetas se separan de sus correspondientes cuerpos principales triangulares 23. Esto permite al panel de desahogo de presión desplazarse externamente lejos del recinto para descubrir la abertura para valvular la presión fuera del recinto, Así se previene o disminuye cualquier daño al recinto. Después que los filamentos de lengüeta de estallido 27 se rompan, las aberturas del panel se abre en un índice controlado.

Será observado en las figuras 1, 7 y 8 que para que el panel dependiente 18 de la válvula 10 se mueva externamente en relación a la porción de reborde 16 del mismo, los remaches 72 que atraviesan aberturas 20 deben librarse de los límites opuestos del panel de abertura definido 20, y la porción de filamento 27 de cada lengüeta de ruptura 21 debe romperse. Esta es la combinación de liberación de remaches 72 y la respectiva ruptura de los filamentos 27 que controla la presión de estallido de la válvula 10 mientras que al mismo tiempo suministra la resistencia requerida para romper bajo las condiciones del vacío a la cual la válvula es sometida durante el uso. En virtud del hecho que las porciones triangulares 23 de cada una de las lengüetas de ruptura 21 están localizadas en relación puntal a la abertura 20 y la ubicación de los remaches 72 asegurando cada una de las porciones triangulares 23 de las lengüetas de ruptura 21 el montaje entero es resistente a rupturas seguidas y abertura del panel 18 durante la variación del ciclo de presión que es de valores inferiores a los requeridos para efectuar la abertura del panel 18 para valvular el interior de un almacén o algo parecido. Puede ser visto en la Fig. 4 para ejemplificar que la porción de filamento 27 de cada lengüeta de ruptura 21 está espaciada de un segmento respectivo de la abertura 20, y así durante los ciclos intermitente de presión que ocurren durante el pulsado limpiando los filtros de bolsa no ejercen pliegues desfavorables o fuerzas de tensión sobre las porciones de filamento 27 de el montaje de lengüeta de ruptura 21. Como resultado, la vida útil de la válvula 10 no está disminuida como consecuencia de una sucesión de fuerzas para ser aplicada a la porción de filamento 27 de montaje de la lengüeta de ruptura 21. Eso acortaría indebidamente la vida de la válvula de explosión 10. La provisión de lengüetas de apoyo 29 en estrecha relación con las porciones triangulares 23 tan bien como en las porciones de filamento 27 de cada una de las lengüetas reunidas 21 (ver La figura 8) refuerzan las porciones de filamento 27 y disminuyen los doblados y las fuerzas de tensión que de otro modo serian aplicadas a los filamentos 27 durante ciclos intermitentes de condiciones de presión para el cual la válvula de explosión 10 está sometida durante el limpiado de filtros de bolsas.

Ventajosamente, las secciones en forma de cúpula 46, 48, 50, 52 y los puentes 54, 56, 58 refuerzan el panel hasta cierto punto que fuerza a distribuirla más uniformemente a todas las lengüetas de estallido 19 cuando el recinto 14 está sometido a rápidas acumulaciones de presión. Todo esto ocasiona que el montaje de lengüeta de estallido 21 se rompa esencialmente en el mismo momento en el que el panel de desahogo de presión 18 abre con más consistencia a un nivel seleccionado de estallido de presión. Esto también previene a las lengüetas de estallido de roturas de acuerdo al "efecto dominó" descrito con anterioridad.

Adicionalmente, dado que las lengüetas de estallido montadas 21 se extienden en direcciones aproximadas de cargas y aberturas de panel 18 y debido al vacío de remaches de apoyo 72 haciendo que el panel 18 y un conjunto de lengüetas 21 se muevan esencialmente como una unidad, las lengüetas de estallido no serán asignadas a localizar pliegues y flexiones como se explica arriba cuando el recinto está ciclando bajo condiciones de vacío y de presión. Esto previene a las lengüetas de estallido de roturas prematuras por fatiga de metal y además reduce la tendencia del panel de abrirse prematuramente. Cuando el panel 18 abre en dirección hacia delante, el panel puede resbalar afuera rápidamente de las porciones de remaches 72 que derivan, y así la única resistencia para la abertura del panel 18 es la pluralidad de porciones de filamento 27 del montaje correspondiente de lengüeta de ruptura 21.

No obstante, bajo condiciones del vacío, la orientación del montaje de la lengüeta de ruptura 21 respecto a las secciones en forma de cúpula 46, 48, 50, 52 del panel 18 proporcionan vacío de apoyo para el panel 18 sin afectar el índice de estallido de la válvula de explosión 10. Además, cuando el panel 18 es forzado contra los remaches (72), las cabezas de remaches (72) engranan con orilla interior del panel 18 definido por la abertura 20. Una considerable resistencia es por tanto ofrecida por los remaches, lo cual incrementa la habilidad del panel del vacío de resistir un significante vacío. Las cabezas de remache permiten que la válvula de explosión sea usada con naves que están sometida a presión del vacío tal como el almacén sin reforzar el panel o sin usar un panel separado resistente al vacío.

Ha sido determinado que una válvula de explosión 10 construida acorde con la realización de la invención descrita en detalles anteriormente puede fabricarse para operar y abrir en un índice grande de diferencial de presiones relacionadas con la presión atmosférica. Solo como ejemplo, las válvulas de explosión pueden construirse de acorde a estos conceptos de operar y abrir un diferencial de presiones desde 0.5 hasta 5 psi aproximadamente en caso de una válvula con dimensiones generales de 44 a 69 pulgadas, de 1.5 a 5 psi de diferencial de presión en caso de una válvula típica con dimensiones desde 18 a 35 pulgadas y un diferencial de presión de aproximadamente de 1.5 a 5 psi con respecto a válvulas mas pequeñas las cuales miden alrededor de 9 a 12 pulgadas.

Realizaciones de las figuras 11-15

La figuras 11-15 ilustran una válvula de explosión 10a construida de acuerdo con la segunda realización preferida de la invención. La válvula de explosión 10a es prácticamente idéntica a la válvula de explosión 10 de la primera realización preferida de la invención, por tanto, los componentes de la válvula de explosión que son similares a los componentes de la válvula 10 serán identificados con las mismas numeraciones seguidas por un "a".

Como mejor se ilustra en la Figura 8, la válvula de presión 10a incluye generalmente un reborde periférico 16a o borde conformado con uniones alrededor de la abertura 12a de un recinto 14a y un panel de desahogo de presión 18a posicionado dentro y dependientemente por una porción de articulación (22) conectado al reborde. El panel de desahogo de presión incluye una pluralidad de secciones en forma de cúpula 46a, 48a, 50a, 52a y puentes interconectados 56a, 58a idéntico al otro descrito anteriormente.

El reborde periférico 16a y el panel de desahogo de presión 18a están preferiblemente formados completamente de una chapa de acero simple inoxidable u otro metal apropiado que es cortado o agujereado para definir una bóveda 22a por el margen superior del panel donde se hayan las aberturas del panel o los estallidos. Sin embargo, diferente de la primera realización de la invención, la válvula de explosión 10a está cortada para formar una pluralidad de conectores integrados (19) o filamentos 158 que sustituye las lengüetas de estallido 19 de la primera realización de la invención.

Específicamente, un hueco 110 está cortado a través de la esquina izquierda superior del panel, un par de huecos adyacentes 112, 114 están cortados a través de un punto medio del lado izquierdo del margen del panel, un par de huecos adyacentes 116, 118 están cortados a través de la parte inferior de la esquina izquierda del panel, pares de huecos adyacentes 120, 122; 124, 126; y 128, 130 están cortados a través del margen inferior del panel directamente debajo de los puentes 54a, 56a, 58a, un par de huecos adyacentes (no mostrados) están cortados a través de la esquina inferior derecha del panel, un par de huecos adyacentes 136, 138 están cortados a través del punto medio del lado derecho del margen del panel, y un hueco 140 está cortado a través de la esquina superior derecha del panel. Los huecos adicionales 160 mostrados entre los huecos 110-140 son huecos de remache descritos mas abajo.

Una abertura 142 está cortada entre los huecos 110 y 112, una abertura 144 está cortada entre los huecos 114 y 116, una abertura 146 está cortada entre los huecos 118 y 120, una abertura 148 está cortada entre los huecos 122 y 124 una abertura 150 está cortada entre los huecos 126 y 128, una abertura (no mostrada) está cortada entre los huecos 130 y 132, una abertura 154 está cortada entre los huecos 134 y 136 y una abertura 156 está cortada entre los huecos 138 y 140. Las aberturas 142, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 156 separan parcialmente la porción independiente del panel de desahogo de presión 18a del reborde periférico 16a. Sin embargo, las regiones entre los pares de huecos adyacentes 112, 114; 116, 118; 120, 122; 124, 126 y 128, 130 no están cortadas. Las regiones sin cortar definen una pluralidad de filamentos delgados 158 espaciados por la periferia independiente del panel 18a que sirven como conectores integrales (19).

Estos filamentos 158 hacen la misma función que las lengüetas de estallido 19 descritas con anterioridad. Especialmente, cuando el recinto está sometido a acumulación de presión, la presión ejerce una fuerza sobre la cara interior del panel de desahogo de presión 18a. El panel de turno transfiere esta fuerza a los filamentos. Una ves que la presión estalle a una magnitud predeterminada, los filamentos delgados se rompen. Esto permite al panel de desahogo de presión cambiar exteriormente lejos del recinto para descubrir las aberturas para valvular las acumulaciones de presión fuera del recinto, así se previenen o disminuyen los daños al recinto.

Una pluralidad de huecos de remache espaciados 160 también están cortados a través del panel 18a a lo largo de la extensión de las aberturas 142, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 156. Los remaches 162 están insertados a través de estos huecos desde la cara interior del panel para que las cabezas de remache 164 sean posicionadas sobre la cara interior del panel de desahogo de presión como se ilustra mejor en las figuras 14 y 15.

Los remaches 162 proveen presión del vacío de apoyo o de resistencia al panel. Especialmente, cuando el recinto está sometido a presión del vacío, el panel de desahogo de presión 18a está sometido a una fuerza interna que intenta desplomar el panel. Los remaches 162 apoyan al panel y protegen al panel de desplomes interiores hacia el recinto. Sin embargo, la zanca o porciones frontales de los remaches no proporcionan resistencia a los siguientes estallidos de panel. Por tanto, las cabezas de remache dejan que la válvula de explosión sea usada con las naves que están sometidas a presión del vacío tal como almacenes sin reforzar el panel o sin usar un panel resistente al vacío separado.

La válvula de explosión 10a esta instalada de la misma manera que la válvula de explosión 10 descrita con anterioridad.

Realización de las figuras 16-17

La válvula de explosión 200 como se ilustra en las figuras 16 y 17 difieren de la descrita previamente en la realización como se muestra en las figuras 1-10 primeramente en el diseño general del mismo. Como puede observarse en estas descripciones esencialmente esquemáticas, la válvula 200 incluye un panel circular 202 teniendo una porción de reborde periférico anulado 204 el cual está íntegramente unido al segmento circular central 206 del mismo. El segmento central 206 del panel 202 está provisto con una pluralidad de alargue, secciones en forma de cúpula paralelas 208, 210, 212 y 214 las cuales están unidas por alargues respectivos, a los puentes rectilíneos 216, 218 y 220, respectivamente. Las secciones en forma de cúpula 208-214 y los valles asociados que definen los puentes 216-220 son esencialmente del mismo diseño que las secciones en forma de cúpula 46, 48, 50, 52, y los puentes 54, 56, 58 descritos con anterioridad. Las secciones en forma de cúpula 208, 210, 212, 214 y los puentes asociados 216, 218, 220 están orientadas preferiblemente tal como los puentes 216-220 están en relación perpendicular generalmente al largo longitudinal de la porción de articulación 224.

En la realización ilustrada en la Figura 17, la porción periférica del panel 202 está provista con una abertura arqueada 222 con segmentos finales 222a y 222b los cuales terminan en relación espaciada uno del otro. Los finales adyacentes 222a y 222b están distanciados con una distancia suficiente uno del otro para definir una porción de articulación 224 para el segmento central 206 del panel 202.

Una pluralidad de huecos 228 es proporcionada en la porción de reborde 204 de la válvula 200 para facilitar la unión de la válvula a la abertura circular por tanto se proporciona dentro de la pared de la facilidad para estar protegido. Sobre la ocurrencia de una explosión u otro evento de la válvula de alta presión dentro del interior del recinto protegido, todos los filamentos 226 penetran sustancialmente al mismo tiempo permitiendo que la porción central del panel 202 se mueva exteriormente tal como el vaivén de la porción central respecto a la porción de articulación 206.

Los montajes de la lengüeta de ruptura 219 son idénticos a los montajes de la lengüeta de ruptura 21 como se describe en las figuras 1-10, y descrito en detalles con respecto a la primera realización preferida de la invención, están proporcionados alrededor del perímetro de la abertura 222 como se muestra en la Figura 16. El montaje de lengüetas de ruptura (21) está ajustado sobre el panel circular de la válvula de explosión 200 de la misma manera como se describió con respecto a montajes de disco de ruptura 21 y los montajes 219 funcionan de manera exacta a la misma que se describe en detalles con referencias a montajes 19.

Deberá ser entendido que los montajes de lengüeta de ruptura 19 y los montajes de lengüeta de ruptura 219 respectivamente pueden ser montados sobre la superficie inferior del panel 18 o 200 como sea el caso, en relación de puente respecto a la abertura 20 o 220, y obteniendo un resultado similar tan largo como las dimensiones de las partes que sean fabricadas para dar resultados equivalentes a esos descritos previamente en detalles con anterioridad.

Aunque la invención ha sido descrita con referencias a la realización preferida ilustrada en las figuras dibujadas unidas, es notado que pueden equivalentes pueden ser utilizadas y sustituciones pueden ser hechas, sin irse del alcance de la invención como se enumera en las reivindicaciones.

Claims (11)

1. Una válvula de explosión (10) para cubrir una abertura (12) de un recinto (14), dicha válvula de explosión (10) comprendiendo un reborde periférico (16) configurado para unirlo al recinto (14) alrededor de la abertura (12); un panel (18) de desahogo de presión posicionado dentro y conectado dependientemente por una porción de articulación (22) a dicho reborde (16) para cubrir y sellar sustancialmente la abertura (12) cuando el recinto (14) está sometido a presiones normales de operación y para moverse exteriormente desde el recinto (14) para al menos descubrir parcialmente la abertura (12) cuando el recinto (14) está sometido a acumulados de presión de una magnitud predeterminada, y una pluralidad de conectores (19) para conectar el panel (18) a dicho reborde (16) y configurarlo para romperse cuando el recinto (14) está sometido a la magnitud predeterminada de acumulado de presión para permitir al panel (18) moverse exteriormente del recinto (14) para descubrir la abertura (12) en el recinto (14);

caracterizado porque dicho panel (18) de desahogo de presión comprende una pluralidad de secciones en forma de cúpula definiendo una pluralidad de puentes (54-58) definidos en forma de valles entre esto para mover dicho panel (18), estando los puentes (54-58) definidos en forma de valles alineados con un respectivo conector (19) y localizados en una distribución disposición espaciada relativa para distribuir las fuerzas más uniformemente sobre dichos conectores correspondientes (19) cuando el recinto (14) está sometido a magnitudes predeterminadas de acumulado de presión.

2. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 1, en la que cada uno de los puentes (54-58) definidos en forma de valles se extiende generalmente perpendicular a la articulación (22)

3. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 1, en la que los conectores (19) comprenden porciones sin aberturas (12) de dicha chapa de metal simple que define los filamentos (27) que conectan el reborde periférico (16) al panel (18) de desahogo de presión.

4. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 1, en la que dichos conectores (19) consisten en lengüetas de ruptura (21) configuradas para adjuntarse a dicho panel (18) sobre respectivas aberturas (20).

5. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 4, en la que el panel (18) de desahogo de presión tiene una cara interior en comunicación con el interior del recinto (14) y una cara exterior en comunicación con el exterior del recinto (14), y en la que las lengüetas de ruptura (21) están configuradas para adjuntarse sobre una respectiva abertura (20) a lo largo de la cara exterior del panel (18).

6. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 1, incluye además una pluralidad de apoyos de vacío (72) posicionados sobre la abertura (20) para prevenir el panel (18) de corrimientos interiores dentro del recinto (14) cuando el recinto (14) está sometido a vacío.

7. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 4, dichos apoyos de vacío comprenden una pluralidad de remaches (72) insertados dentro del panel (18) y posicionados sobre la abertura (20) para prevenir el panel (18) de corrimientos interiores dentro del recinto (14) cuando el recinto (14) está sometido a un vacío y para reducir el pliegue localizado de la respectiva lengüeta de ruptura (21).

8. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 7, en la que dichos remaches (72) adjuntan las lengüetas de ruptura (21) al panel (18) y el reborde (16).

9. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 1, en la que cada uno de los conectores (19) incluye una lengüeta de ruptura (21) teniendo una porción principal del cuerpo (23), una porción secundaria del cuerpo (25) espaciada desde allí, y una porción de filamento (27) uniendo la porción principal (23) del cuerpo con la porción secundaria (25) del cuerpo, la porción principal (23) del cuerpo está asegurada al panel (18) en relación comunicada desde la abertura (20), y la porción de filamento (27) está configurada para romperse durante la explosión de la válvula ocasionando la porción del panel de presión de ahí que se mueva exteriormente del recinto (14) para descubrir la abertura (12) en el recinto (14).

10. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 9, la válvula de explosión estando provista con una lengüeta de apoyo (29) en relación de solapamiento con la porción principal (23) del cuerpo y la porción del filamento (27) de cada lengüeta de ruptura (21) para reforzar la porción del filamento (27) contra pliegues localizados y fuerzas de esfuerzos durante el ciclo de presión de la válvula de explosión (10).

11. La válvula de explosión como se expone en la reivindicación 1, el panel (18) de desahogo de presión teniendo una configuración generalmente circular, con los puentes definidos en forma de valles extendiéndose generalmente perpendicular a la articulación (22) entre el panel (18) de desahogo de presión y el reborde periférico (16).