ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КОЛПАК ДЛЯ КРАНА БАЛЛОНА С ТЕКУЧЕЙ СРЕДОЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
PROTECTING CAP FOR BALLOON VALVE WITH FLUID UNDER PRESSURE AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Настоящее изобретение относится к предохранительному колпаку для крана баллона с текучей средой под давлением и способу его изготовления.
Изобретение относится, в частности, к предохранительному колпаку для крана баллона с текучей средой под давлением, содержащему дужку, образующую находящееся в ней защищенное пространство; причем нижний конец дужки прикреплен к основанию, имеющему в целом кольцеобразную форму и предназначенному для установки вокруг горлышка баллона с текучей средой под давлением.
Баллоны с текучей средой под давлением и оборудование, которое к ним прилагается, должны отвечать требованиям и стандартам безопасности.
Предохранительные колпаки кранов газовых баллонов отвечают, например, следующим стандартам: тесту по стандарту ISO 11117, в частности, на устойчивость к ударам (от 20°C до -20°C). Эти колпаки должны также удовлетворять требованиям огнестойкости и долговечного эксплуатационного ресурса.
Для соответствия данным требованиям некоторые предохранительные колпаки выполнены из металла. В документе DE 10146261 также приводится описание колпака, выполненного из литого металла, различные части которого сварены. Результатом данного типа конструкции и ее изготовления является, однако, относительно тяжелый, дорогой в производстве колпак, удовлетворяющий стандартам механической стойкости.
Что касается документа GB 1529293, то в нем приводится описание предохранительного колпака, выполненного как одна целая штампованная деталь. Данный колпак имеет, однако, геометрическую форму, которая не является оптимальной для обеспечения полной защиты кранов. Кроме того, данный метод практического осуществления приводит к образованию колпака, механическая стойкость которого к ударам не является удовлетворительной.
Согласно другому известному решению колпак выполнен из пластика, возможно, с металлической вставкой (см. EP 1041339).
Как правило, для обеспечения всех заданных функций и соответствия техническим требованиям известные конструктивные решения колпака требуют относительно большое количество материала.
Цель настоящего изобретения - устранить, полностью или частично, упомянутые выше недостатки, присущие известному уровню техники.
Целью изобретения может быть, в частности, колпак и способ его изготовления, которые позволяют отвечать требованиям безопасности, не оказывая при этом негативного влияния, в частности, на массу колпака, его стоимость, возможность придания колпаку формы, которая адаптирована к различной геометрии крана и имеет при этом привлекательный внешний вид.
С этой целью колпак согласно изобретению и соответствующий общему определению, приведенному в преамбуле, в основном отличается тем, что дужка содержит металлический лист, форма которому придана путем штамповки.
Кроме того, варианты осуществления изобретения могут иметь одну или множество следующих отличительных особенностей:
- верхний конец дужки содержит выступ, на котором крепится рукоятка для захвата колпака;
- рукоятка закреплена путем приваривания и/или зачеканки на верхнем конце дужки;
- рукоятка имеет в целом форму полого колпачка, внутри которого, при смонтированном положении на дужке, размещается, по меньшей мере, часть выступа;
- выступ образован путем штамповки дужки;
- рукоятка закреплена путем приваривания на свободном конце выступа;
- рукоятка является полой, причем свободный конец выступа располагается напротив дна рукоятки, в то время как нижний конец рукоятки располагается на верхнем конце дужки и/или на другом участке выступа;
- свободный верхний конец рукоятки является выпуклым наружу относительно колпака;
- основание содержит металлическую деталь, отличную от дужки и имеющую в целом форму открытого кольца, в котором расположенные друг напротив друга концы содержат соответствующие отверстия для оси зажатия упомянутого кольца; причем нижний конец дужки прикреплен к основанию путем приваривания и/или зачеканки;
- нижний конец дужки содержит два полукольца, образующие кольцевую муфту, которая зажимает основание на части окружности основания, составляющей от 20 до 100% и, предпочтительно, от 60 до 100%;
- основание представляет собой металлическую деталь, форма которой получена путем штамповки;
- дужка содержит, по меньшей мере, одно ребро, которое проходит в направлении выгибания дужки, причем упомянутое, по меньшей мере, одно ребро образовано путем штамповочного гнутья;
- выступ открыт на своем верхнем конце;
- выступ имеет в целом форму усеченного конуса, диаметр которого уменьшается в направлении его свободного конца;
- выступ имеет в целом форму усеченного конуса, который сходится прерывисто в направлении его свободного конца, т.е. выступ определяет выпуклый и/или вогнутый участок на его внешней поверхности;
- основание содержит сборочный участок, имеющий в целом трубчатую форму, который предназначен для установки вокруг горлышка баллона; причем верхний конец сборочного участка изогнут перпендикулярно оси трубчатого участка для образования кругового выступа, который крепится к нижнему концу дужки;
- дужка, по меньшей мере, имеет форму, частично выпуклую наружу от защищенного пространства;
- отверстия для оси зажатия упомянутого кольца, выполненные на концах открытого кольца, образованного основанием, расположены на соответствующих перфорированных пластинках, жестко соединенных с основанием или связанных с основанием;
- рукоятка состоит из металлического конструктивного элемента, форма которому придана путем штамповки;
- по меньшей мере, один из элементов - дужка, основание, рукоятка - выполнен, по меньшей мере, из одного из следующих материалов: металла, стали, имеющих, предпочтительно, характеристики, превышающие или равные характеристикам конструкционной стали, например, стали типа S355MC по стандарту NF EN 10149.2 с пределом текучести Re=355 (МПа) и сопротивлением на разрыв Rm=430-550 (МПа),
- по меньшей мере, один из элементов - дужка, основание, рукоятка - имеет толщину, составляющую от 0,5 до 10 мм и, предпочтительно, от 1 до 4 мм или любую другую, в зависимости от необходимости: в зависимости от веса груза, напряжений, штампованной формы;
- окружность основания содержит, по меньшей мере, одно утолщение или соответственно нишу, которая в нем размещается, или в которой соответственно размещается ниша или дополнительное утолщение, образованное на уровне нижнего конца дужки.
Изобретение также относится к баллону с текучей средой под давлением, снабженному краном и предохранительным колпаком крана по любой из вышеуказанной или нижеследующих отличительных особенностей.
Изобретение также относится к способу изготовления предохранительного колпака для крана баллона с текучей средой под давлением в соответствии с любой из вышеуказанной или нижеследующих отличительных особенностей, содержащему:
- этап изготовления дужки путем штамповки металлического листа и
- этап приваривания нижнего конца дужки к основанию, имеющему в целом кольцеобразную форму.
Согласно другим возможным отличительным особенностям:
- во время этапа изготовления дужки путем штамповки металлического листа выступ выполняют на верхнем конце дужки; причем способ содержит, кроме того, этап приваривания рукоятки на упомянутом выступе;
- этапу приваривания нижнего конца дужки на основании, имеющем в целом кольцеобразную форму, предшествует этап практического осуществления основания путем штамповки металлического листа;
- нижний конец дужки образует кольцевую муфту во время приваривания нижнего конца дужки на основании, причем нижний конец дужки охватывает от 60 до 100% окружности основания;
- перед этапом приваривания нижнего конца дужки к основанию, имеющему в целом кольцеобразную форму, основание вводят между ответвлениями дужки через защищенное пространство, сверху вниз относительно верхнего и нижнего концов дужки.
Изобретение может также относиться к любому устройству или альтернативному способу, содержащему любое сочетание нижеуказанных или нижеследующих отличительных особенностей.
Другие отличительные особенности и преимущества будут понятны при изучении нижеследующего описания со ссылкой на чертежи, на которых:
- фиг. 1 изображает вид в перспективе примера возможного практического осуществления предохранительного колпака согласно изобретению;
- фиг. 2 изображает вид сзади колпака, показанного на фиг. 1;
- фиг. 3 изображает вид в перспективе, частичный и сверху, колпака, показанного на фиг. 1;
- фиг. 4 изображает вид в разрезе, выполненный в вертикальной плоскости, колпака, показанного на фиг. 1;
- фиг. 5 изображает вид в разрезе, выполненном в вертикальной плоскости, колпака, показанного на фиг. 1, установленного на баллоне, схематически иллюстрирующий удар о землю;
- фиг. 6 изображает схематический и частичный вид, иллюстрирующий пример возможных этапов изготовления колпака, показанного на фиг. 1.
Предохранительный колпак для крана баллона с текучей средой под давлением, изображенный на чертежах, содержит дужку 1, образующую находящееся в ней защищенное пространство, нижний конец которой прикреплен к основанию 2, имеющему, как правило, кольцеобразную форму, которое предназначено для установки вокруг горлышка баллона с текучей средой под давлением. «Нижний» и «верхний» концы будут определены как концы колпака, расположенные соответственно на уровне основания 2 и напротив основания 2.
Например, дужка 1 имеет в целом форму перевернутой U, в которой два нижних конца ответвлений буквы U прикреплены к основанию 2. Как показано, два нижних конца ответвлений U, прикрепленные к основанию 2, не параллельны, а являются немного сходящимися.
Согласно предпочтительной отличительной особенности дужка 1 состоит (и, предпочтительно, образована) из металлического листа 33, форма которому придана путем штамповки (см. фиг. 6).
Как это более детально будет описано далее, данная отличительная особенность позволяет обеспечить хорошую механическую прочность колпака с использованием при этом относительно небольшой толщины материала. Дужка 1, предпочтительно, выполнена, по меньшей мере, из одного из материалов, в том числе: из стали, нержавеющей стали, стали с покрытием типа катафореза, алюминия с обработкой типа анодирования. Рассматриваются все типы соответствующих металлических материалов, содержащих, в случае необходимости, обработку или обработки, адаптированные, например, для борьбы с коррозией, для окончательной отделки...). Эти материалы обеспечивают хорошую огнестойкость, а также хорошую устойчивость к коррозии колпака.
Данная конструкция также позволяет посредством ребер, и/или сгибов, и/или утолщений повысить механическую стойкость или улучшить рассредоточение усилий, которые испытывает колпак в случае удара по сравнению с известными решениями.
Как показано на фиг. 1, дужка 1 может содержать, по меньшей мере, и, например, два ребра 11, которые вытянуты в направлении выгибания дужки. Ребро или ребра 11 могут быть образованы путем штамповочного гнутья металлического листа. Например, два ребра 11 образуют плечо, которое вытянуто на дужке на всю или часть дужки 1 в направлении выгибания дужки 1.
Дужка 1 может быть, по меньшей мере, частично выпуклой наружу относительно защищенного пространства. Толщина дужки 1 составляет, например, от 5 мм до 10 мм и, предпочтительно, от 1 мм до 4 мм. Безусловно, толщина может быть адаптирована с учетом применения, веса груза, ожидаемых напряжений, отштампованной формы колпака.
Основание 2 содержит металлический конструктивный элемент, отличный от дужки 1, который, предпочтительно, имеет в целом форму разрезанного кольца, образующего фланец крепления. Два расположенные друг против друга конца кольца, например, снабжены соответствующими отверстиями 12, 22 для оси 3 зажатия упомянутого кольца. Отверстия 12, 22 (в случае необходимости, с нарезанной внутренней резьбой) для оси 3 зажатия (в случае необходимости, с нарезанной резьбой) могут быть соответствующими перфорированными пластинками 112, 122, жестко соединенными с основанием 2 или насаженными на основание 2.
Как показано на фиг. 3 и 4, основание 2 может содержать сборочный участок 32, имеющий в целом трубчатую форму 2, который предназначен для установки вокруг горлышка баллона. Верхний конец сборочного участка 32 может быть изогнут перпендикулярно оси трубчатого участка наружу от трубчатой части для образования кругового выступа 42, который прикреплен к нижнему концу дужки 1.
Например, нижний конец дужки 1 прикреплен к основанию 2 путем приваривания и/или зачеканки или согласно любой другой соответствующей технологии.
Например, нижний конец дужки 1 содержит два полукольца, образующих кольцевую муфту 101, которая охватывает основание 2 на части окружности основания 2, составляющем от 60 до 100%, т.е. каждый нижний конец двух ответвлений дужки 1 жестко соединен (предпочтительно, выполнен из материала) с одним полукольцом, которое закреплено на части периферии основания 2. Как показано на фиг. 3, окружность основания 2 может содержать, по меньшей мере, одно утолщение 222 (два утолщения 222 в примере, представленном на фиг. 3), в котором расположена соответствующая ниша 111, образованная на уровне нижнего конца дужки 1. Например, ниши 11 образованы концом ребра или ребер 11 дужки 1.
Данное техническое решение обеспечивает механическую блокировку при вращении дужки 1 относительно основания 2, которое, кроме того, улучшает передачу и рассеивание усилий внутри колпака в случае удара. Эти формы участвуют, кроме того, в точной установке дужки на основании 2 на этапе сварки. Как вариант или в сочетании с предшествующим, основание 2 могло бы содержать нишу или ниши, которые взаимодействуют, соответственно, с соответствующими утолщениями, образованными, предпочтительно, посредством ребер или утолщения дужки 1.
Также, предпочтительно, часть окружности основания 2 и, таким образом, часть нижнего конца дужки 1 содержит неравномерность толщины 19. Неравномерность толщины 19 расположена, например, напротив части, содержащей ось 3 зажатия. Неравномерность толщины 19, например, предусмотрена для облегчения доступа к защищенному пространству. Неравномерность толщины 19 образует, таким образом, локальное сужение, которое образует проход для жидкостного соединительного пути, например.
Как показано на фиг. 4, дужка 1, например, приварена на закраине кругового выступа 42, образованного основанием 2 (предпочтительно, во многих точках сварки, расположенных по кругу основания 2).
Как видно на фиг. 2 и 3, в частности, основание 2 может не выступать за пределы нижнего конца дужки 1. Таким образом, отверстия 12, 22 и ось зажатия защищены дужкой 1. В нижнем конце дужки 1 может быть предусмотрен проем 15 для обеспечения доступа к оси 3 зажатия.
Основание 2 также может состоять из металлического конструктивного элемента, которому придана форма путем штамповки. Как вариант, основание 2 могло бы быть получено путем литья металла. Предпочтительно, основание выполнено из того же материала, что и дужка 1.
В связи с тем, что нижние концы дужки 1 не параллельны, а являются сходящимися, основание 2 может иметь поперечный размер, который больше пространства между нижними торцевыми концами дужки 1. В связи с этим основание 2 введено между двумя ответвлениями дужки 1 сверху вниз через защищенное пространство дужки 1 (см. фиг. 4 и 6). То есть основание 2 может быть зажато в дужке 1.
Верхний конец дужки 1, предпочтительно, содержит рукоятку 4 перемещения колпака и, таким образом, баллона, снабженного колпаком.
Согласно особенно предпочтительной возможной отличительной особенности верхний конец дужки 1 содержит выступ 10, на котором закреплена рукоятка 4.
Предпочтительно, рукоятка 4 также является металлической и крепится путем приваривания и/или зачеканки на верхнем конце дужки 1.
Как видно на фиг. 4, выступ 10 может быть образован путем штамповки во время изготовления дужки 1. Например, выступ 10 имеет в целом форму усеченного конуса, диаметр которого уменьшается (необязательно непрерывно) в направлении его свободного конца 100.
Выступ 10 может быть открытым на его верхнем конце 100. Кроме того, выступ 10 может определять, по меньшей мере, один выпуклый и/или вогнутый участок на его внешней поверхности.
Как показано на фиг. 4, рукоятка 4 может иметь форму полого колпачка, внутри которого в положении, установленном на дужке 1, размещается, по меньшей мере, часть выступа 10.
Например, свободный конец выступа 10 расположен против дна рукоятки 4 и образует зону сварки между этими двумя конструктивными элементами. Нижний конец 14 рукоятки 4 может располагаться (или быть насаженным/приваренным...) на верхнем конце дужки 1 и/или на другом участке выступа 10.
Предпочтительно, рукоятка 4 представляет собой место ручного захвата, например, круговой выступ по периферии.
Также предпочтительно, свободный верхний конец рукоятки 4 имеет выпуклую наружу относительно колпака форму. Данная конфигурация, кроме того, улучшает эргономику ручного захвата, повышает устойчивость к удару колпака, как описывается ниже.
Фиг. 5 изображает, схематично и частично, пример столкновения колпака с землей. Колпак установлен на баллоне 16 и ударяется о землю под углом A, составляющим 30° относительно вертикальной оси 17 баллона и колпака. Данное техническое решение обеспечивается, например, путем подвешивания перевернутого баллона (например, на высоте 1,20 м от земли). Согласно данному тесту на падение (стандарт ISO 11117), рукоятка 4 ударяется сначала о плоскость соударения.
В результате воздействия удара рукоятка 4, со стороны ее конструкции и ее сборки на дужке 1, может деформироваться и поглощать первую часть энергии, образуемой в результате удара. Кроме того, одновременно или на втором этапе профиль выступа 10, на котором установлена рукоятка 4, рассредоточивает усилие внутри дужки 1 и до уровня основания 2. Это ограничивает очень локальные деформации, способные привести к деформации, оказывающей негативное влияние на кран 18, расположенный в защищенном пространстве.
Выпуклая форма рукоятки 4 также обеспечивает при столкновении контакт, приводящий к скольжению колпака с последующим моментом вращения всей совокупности. Моделирование и испытания указывают, что данный момент вращения существенно ограничивает воздействие на колпак.
Таким образом, легко понять, что, оставаясь при этом простой и недорогой конструкцией, колпак согласно изобретению особенно эффективен, что касается защиты и устойчивости к удару.