Estructura de ventilación de acero elástico para alta sobrepresión.

Aparato de ventilación (30) para proteger un espacio limitado que tiene una abertura de ventilación para el aliviode una condición de sobrepresión,

dicho aparato de ventilación comprendiendo:

una estructura de ventilación (60) que incluye una unidad de ventilación (62), adaptada para situarse sobre laabertura de ventilación en una relación 5 de cierre normal con respecto a la misma, estando provista dichaestructura de una porción de alivio de presión móvil (74) que tiene una posición de cierre inicial a través de laabertura ventilación y es móvil hacia una posición de apertura que se extiende lejos de la abertura deventilación cuando se aplica una sobrepresión predeterminada en el espacio limitado, contra la porción dealivio (74) de la unidad de ventilación (62) a través de la abertura ventilación, estando definida dicha porciónde alivio (74) por una línea de debilitamiento (72) en la unidad de ventilación (62); y

una barrera (86) dispuesta en una posición seleccionada para para ser acoplada a y para detener elmovimiento de la porción de alivio de presión (74) de la unidad de ventilación (62) durante la apertura de lamisma hasta un límite en el cual no se ha excedido el módulo de elasticidad de la porción de alivio de presiónmóvil (74), siendo operativa dicha barrera (86) para absorber y disipar la energía cinética en la porción dealivio de presión móvil (74) cuando se acopla a la barrera (86),

teniendo dicha porción de alivio (74) del aparato de ventilación (30) un suficiente módulo de resiliencia yelasticidad para provocar que la porción de alivio (74) vuelva desde su posición de apertura a su posicióninicial, en cuanto se alivia la condición de sobrepresión.

Estructura de ventilación de acero elástico para alta sobrepresión La presente invención se refiere a un aparato de ventilación generalmente rectangular o circular para la protección de un espacio limitado, el cual tiene una abertura de ventilación para el alivio de una condición de una alta sobrepresión. El aparato de ventilación es especialmente útil para cubrir las aberturas de alivio en recintos sujetos a un rápido incremento de presión, tal como el que puede ocurrir durante explosiones o eventos de combustión incontrolados en filtros de bolsa, conductos de trabajo que comunican con filtros de bolsa, equipamiento de procesado, conductos de trabajo que llevan a y desde el equipamiento de procesado, edificaciones, depósitos de presión, y otros tipos de instalaciones comerciales industriales en las que puedan ocurrir explosiones o eventos de combustión incontrolados que produzcan altas sobrepresiones.

De forma más particular, la invención se refiere a un aparato de ventilación de una configuración general rectangular

o generalmente circular que ventilará el espacio limitado cuando se ejerza en el aparato de ventilación una sobrepresión excesiva o una magnitud predeterminada, y que entonces se volverá a cerrar en cuanto se alivie la presión para:

eliminar o reducir la entrada de aire y de este modo de oxígeno, reduciendo por tanto los efectos de una explosión secundaria si el área protegida permanece expuesta a la atmósfera circundante a través de la abertura de ventilación;

evitar la continuación de la combustión de los materiales procesados, la cual podría causar un daño permanente a la instalación protegida;

mejorar la eliminación de llamas / fuego, donde el gas inerte, el agua nebulizada o similar, son empleados como agente extintor, en virtud del hecho de que los gases / llamas resultantes de la combustión no pueden escapar a través de los orificios de ventilación; y

reducir / eliminar la contaminación de la zona de proceso protegida.

La estructura de ventilación adaptada para ser montada sobre una abertura de ventilación de un espacio limitado a protegerse de una condición de alta sobrepresión, incluye una unidad de ventilación que tiene un panel de acero elástico provisto de una porción de alivio de presión móvil definida por una línea de debilitamiento que dará paso y permitirá que la porción de alivio se abra bajo una sobrepresión predeterminada. Tan pronto como se alivia la sobrepresión, el módulo de resiliencia y elasticidad del acero elástico es suficiente para provocar que la porción de alivio de presión vuelva a su posición inicial, cerrando, de este modo, la apertura de ventilación. Una barrera, la cual es o bien rectangular o circular dependiendo de la forma general el aparato de ventilación, se extiende externamente desde la ventilación y está prevista para detener el movimiento de retención de la porción de alivio del panel de acero elástico a una posición de apertura seleccionada, cuando se aplica una sobrepresión predeterminada contra la porción de alivio de la unidad de ventilación de la estructura de ventilación, evitando de esa manera el doblado excesivo de la porción de alivio cuando la unidad de ventilación de la estructura de ventilación sufre una alta sobrepresión como resultado de una explosión u otras condiciones de presión inapropiadas. La barrera, de forma preferente, tiene una superficie curvada adyacente a y exteriormente a la porción de alivio de la unidad de ventilación, así como una superficie curvada en el extremo superior de la misma que se extiende lejos del cuerpo principal de la barrera. La barrera está situada para evitar que la porción de alivio de la ventilación se abra hasta un punto en el cual el límite elástico del metal de acero elástico es excedido. Además, las dos superficies curvadas de la barrera funcionan para disminuir de forma progresiva, absorber, y amortiguar la energía cinética creada por el rápido movimiento de la porción de alivio durante la apertura, hasta que la energía cinética se ha disipado cuando el movimiento de la porción de alivio de la ventilación es interrumpido, por el acoplamiento de la barrera, cuando segmentos extremos opuestos de la misma se doblan con respecto a las respectivas superficies curvadas separadas.

Descripción del estado de la técnica anterior

Las ventilaciones de explosión, tradicionalmente, han estado provistas de una chapa metálica rompible que tiene líneas de rotura o hendiduras interrumpidas que definen una línea de debilitamiento la cual presenta el área de alivio de la ventilación. La cantidad de sobrepresión requerida para abrir el área de alivio de la ventilación es determinada por, entre otras cosas, el tipo, el espesor, y las propiedades físicas del metal seleccionado para la fabricación de la ventilación de explosión, la forma y la naturaleza de la línea de debilitamiento, la posición de la línea de debilitamiento con respecto al área total de la ventilación y con frecuencia la provisión de una serie de lengüetas cruzadas separadas que se extienden por encima de la línea de debilitamiento en disposiciones relativas predeterminadas.

Un ejemplo de ventilación de explosión de este tipo es mostrado y descrito en la patente US nº 6, 070, 365, en donde se monta un panel de alivio de presión rectangular en un bastidor adaptado para ser fijado a través de la abertura de alivio de presión. El panel de alivio unitario está formado a partir de una simple chapa de acero, acero inoxidable, Inconel, u otro metal similar, y tiene una línea de debilitamiento de tres lados definida por una pluralidad de hendiduras interrumpidas. La serie de pestañas de rotura separadas situadas sobre la línea de debilitamiento, como se muestra en la patente ´365, deben romperse antes de que el área de alivio del panel se desprenda bajo una alta presión predeterminada resultante de una explosión o un fuego de rápida combustión.

La patente US nº 5, 036, 632 es otro ejemplo de una ventilación de explosión con chapa metálica rectangular convencional que tiene una línea de debilitamiento de tres lados definida por hendiduras interrumpidas. Se puede disponer una capa de material de resina sintética o similar en relación de cobertura con respecto a la línea de las hendiduras de debilitamiento. También están previstas pestañas rompibles en el tipo de ventilación mostrada y descrita en la patente ‘632 que se deben romper antes de que la sección central del panel se rompa lo largo de la línea de hendiduras, para aliviar una sobrepresión. Se puede suministrar una junta o juntas de sellado elastoméricas alrededor de la periferia de la chapa metálica rompible.

La patente US nº 4, 498, 261, referida en la descripción de la patente ‘632, es un panel de ventilación rectangular que se abre bajo una presión relativamente baja, en la cual la estructura de lámina delgada es descrita como poliestireno de impacto medio, un metal relativamente blando tal como una aleación de aluminio, o un acero inoxidable totalmente recocido. Las hendiduras interrumpidas con patrón en forma de “X” se extienden a través del panel de ventilación y definen líneas individuales de debilitamiento que terminan en el vértice de la X. Una membrana de sellado delegada, la cual tiene la misma área que el panel de rotura, se une adhesivamente al panel de rotura, y puede estar formada de polietileno, acero inoxidable, o aluminio. Una estructura similar se muestra y describe en la patente US nº 4, 612, 739. US 5, 213, 125 se refiere a una placa de válvula con un conjunto de válvula empotrado. El conjunto de placa de válvula incluye una válvula de charnela y una sujeción en la entrada empotrada y en los puertos de salida de la placa de válvula. Los puertos empotrados tienen guías situadas en los mismos, que corresponden a secciones dentadas de la válvula de charnela y la sujeción tal que se puede conseguir un método de montaje infalible. Además, no se requiere un paso roscado en la parte superior del pistón dado que la porción empotrada permite a la rosca estar en o por debajo de la superficie de la placa de válvula.

US 1, 682, 608 describe un mecanismo de válvula que tiene un miembro que proporciona asientos de portados concéntricamente, miembros de válvula anulares dispuestos en dichos asientos, un miembro de protección unido a dicho miembro de asiento de válvula y una pluralidad de resortes que se extienden radialmente guiados de forma holgada por dicho miembro de protección y acoplándose, con posibilidad de deslizamiento, a dichos miembros de válvula, descansando cada uno de dichos resortes completamente a un lado del centro.

Aunque las ventilaciones de alivio de presión... [Seguir leyendo]

1. Aparato de ventilación (30) para proteger un espacio limitado que tiene una abertura de ventilación para el alivio

de una condición de sobrepresión, dicho aparato de ventilación comprendiendo: una estructura de ventilación (60) que incluye una unidad de ventilación (62) , adaptada para situarse sobre la abertura de ventilación en una relación de cierre normal con respecto a la misma, estando provista dicha estructura de una porción de alivio de presión móvil (74) que tiene una posición de cierre inicial a través de la abertura ventilación y es móvil hacia una posición de apertura que se extiende lejos de la abertura de ventilación cuando se aplica una sobrepresión predeterminada en el espacio limitado, contra la porción de alivio (74) de la unidad de ventilación (62) a través de la abertura ventilación, estando definida dicha porción de alivio (74) por una línea de debilitamiento (72) en la unidad de ventilación (62) ; y una barrera (86) dispuesta en una posición seleccionada para para ser acoplada a y para detener el movimiento de la porción de alivio de presión (74) de la unidad de ventilación (62) durante la apertura de la misma hasta un límite en el cual no se ha excedido el módulo de elasticidad de la porción de alivio de presión móvil (74) , siendo operativa dicha barrera (86) para absorber y disipar la energía cinética en la porción de alivio de presión móvil (74) cuando se acopla a la barrera (86) , teniendo dicha porción de alivio (74) del aparato de ventilación (30) un suficiente módulo de resiliencia y elasticidad para provocar que la porción de alivio (74) vuelva desde su posición de apertura a su posición inicial, en cuanto se alivia la condición de sobrepresión.

2. El aparato de ventilación de la reivindicación 1, en donde dicha unidad de ventilación (62) tiene un panel de acero elástico (64) , siendo dicha porción de alivio (74) al menos una parte del panel (64) .

3. El aparato de ventilación de la reivindicación 2, en donde la diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tensión del panel (64) no es superior, aproximadamente, al 30%.

4. El aparato de ventilación de la reivindicación 2, en donde el límite elástico y la resistencia a la tensión del panel

(64) son al menos de entre, aproximadamente, 1200 N/mm2 y, aproximadamente, 1450 N/mm2, respectivamente.

5. El aparato de ventilación de la reivindicación 1, en donde dicha línea de debilitamiento (72) está definida por una serie de hendiduras alineadas separadas (70) en la unidad de ventilación (62) .

6. El aparato de ventilación de la reivindicación 5, en donde se suministra una lámina de material de resina sintética

(82) situada contra la unidad de ventilación (62) , en relación de cierre con respecto a dichas hendiduras (70) en la unidad de ventilación (62) .

7. El aparato de ventilación de la reivindicación 1, en donde dicha unidad de ventilación (162) incluye una pluralidad de componentes sobrepuestos, siendo uno de dichos componentes un panel de acero elástico (164) provisto con una línea de debilitamiento (72) que define dicha porción de alivio de presión (174) de la unidad de ventilación (162) , siendo otros de dichos componentes una chapa metálica (178) que tiene una línea de debilitamiento (72) al menos, generalmente, alineada con la línea de debilitamiento (72) en el panel (164) , siendo la diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tensión de la chapa metálica (178) , sustancialmente mayor que la diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tensión del panel de acero elástico (164) .

8. El aparato de ventilación de la reivindicación 7, en donde está provisto de un par de dichas chapas metálicas (178, 180) que tienen líneas de debilitamiento en las mismas.

9. El aparato de ventilación de la reivindicación 1, en donde dicha unidad de ventilación (62) incluye una pluralidad de componentes metálicos sobrepuestos, dos de dichos componentes siendo cada uno de ellos un panel de acero elástico (64, 66) provistos con líneas de debilitamiento alineadas (72) definidas por una serie de hendiduras alineadas separadas (70) en los respectivos paneles, definiendo dichas hendiduras (70) en los componentes, de forma conjunta, dicha porción de alivio de presión (74) de la unidad de ventilación (62) , y al menos una lámina de material de resina sintética (82) interpuesta entre dichos paneles (64, 66) en una relación de cierre con respecto a las hendiduras (70) en componentes opuestos.

10. El aparato de la reivindicación 1, en donde dicha barrera (86) tiene una sección generalmente plana (84) , dirigida hacia el exterior, y una sección curvada transversalmente (88) adyacente a la unidad de ventilación (62) .

11. El aparato de ventilación de la reivindicación 10, en donde la anchura transversal de la sección curvada (88) de la barrera (86) es sustancialmente menor que la longitud de la sección plana (84) de la barrera (86) en una dirección alejada del panel (64) .

12. El aparato de ventilación de la reivindicación 10, en donde dicha estructura de ventilación (60) incluye un miembro de bastidor (40) adaptado para situarse en alineación con la abertura de ventilación, siendo dicha sección curvada transversalmente (88) de la barrera (86) unitaria con el miembro de bastidor (40) .

13. El aparato de ventilación de la reivindicación 1, en donde dicha unidad de ventilación (162) incluye una pluralidad de componentes sobrepuestos, siendo uno de dichos componentes un panel de acero elástico (164) , siendo al menos dos de los otros componentes chapas metálicas (178, 180) , estando provistos dicho panel (164) y chapas (178, 180) de una serie de hendiduras alineadas separadas (70) , las cuales definen líneas de debilitamiento (72) alineadas en el panel y en las chapas metálicas respectivamente, dichas hendiduras definiendo, de forma conjunta, dicha porción de alivio de presión (74) de la unidad de ventilación (162) , siendo la diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tensión de las chapas metálicas (178, 180) sustancialmente mayor que la diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tensión del panel de acero elástico (164) , y una lámina de material de resina sintética

(182) situada contra dicha chapas metálicas (178, 180) en una relación de cierre con respecto a dichas hendiduras (70) en el panel (164) y en dichas chapas metálicas (178, 180) .

14. El aparato de ventilación de la reivindicación 2, en donde dicha unidad de ventilación (162) incluye al menos un par de chapas metálicas yuxtapuestas (178, 180) , y un panel de acero inoxidable (164) contra una de las chapas metálicas (180) , teniendo dichas chapas metálicas (178, 180) y dicho panel de acero inoxidable (164) una serie de hendiduras alineadas separadas (70) que definen respectivas líneas de debilitamiento (72) , estando dicha líneas de debilitamiento (72) en las chapas metálicas (178, 180) y el panel de acero inoxidable (164) , alineadas para definir la porción de alivio de presión móvil (74) de la unidad de ventilación (162) , y una lámina de resina sintética (182) situada en disposición de cierre de las hendiduras (70) en dicho metal (180) y dicho panel de acero inoxidable (164) , siendo la diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tensión de cada una de las chapas metálicas (178, 180) , sustancialmente mayor que la diferencia entre el límite elástico y la resistencia a la tensión del panel de acero inoxidable (164) .

15. Aparato de ventilación (230) para proteger un espacio limitado que tiene una abertura de ventilación para el alivio

de una condición de sobrepresión, dicho aparato de ventilación comprendiendo: una estructura de ventilación (260) adaptada para situarse sobre la abertura de ventilación en una relación de cierre normal con respecto a la misma, incluyendo dicha estructura (260) una unidad de ventilación (262) que tiene una chapa metálica (278) provista con una porción de alivio de presión móvil (274) que tiene una posición inicial que se extiende a través de la abertura de ventilación, estando definida dicha porción de alivio (274) mediante una línea de debilitamiento (272) en la chapa metálica; una barrera (286) para detener el movimiento de la porción de alivio (272) de la chapa metálica (278) a una posición de apertura seleccionada que se extiende alejada de la abertura de ventilación, cuando se aplica una sobrepresión predeterminada en el espacio limitado contra la porción de alivio (272) a través de la abertura de ventilación y una serie de hojas de acero elásticas (294) que se acoplan a la chapa metálica (278) , sufriendo dichas hojas (294) un doblado durante la apertura de la porción de alivio (272) de la chapa metálica (278) , teniendo cada una de dichas hojas de acero elástico (294) un módulo de resiliencia y elasticidad suficientes para ejercer una fuerza suficiente sobre la porción de alivio (272) de la chapa metálica (278) para provocar que la porción de alivio (272) vuelva a su posición inicial desde su posición abierta, en cuanto se alivia la condición de sobrepresión en dicho espacio limitado.