Герметичная дверь для взрывоопасных помещений
Изобретение относится к области строительства, в частности к ограждающим строительным конструкциям для герметичного перекрывания дверного проема, преимущественно для помещений с периодически повышающимся давлением, например взрывоопасных помещений. Изобретение позволит повысить надежность двери в условиях взрывоопасных помещений путем обеспечения автоматического сброса повышенного давления. Герметичная дверь для взрывоопасных помещений содержит полотно, установленное на петлях и снабженное герметизирующей прокладкой на одной из сторон полотна и прижимным механизмом, отличающаяся тем, что в полотне двери выполнен разгрузочный проем, закрытый установленным в нем герметизированным по контуру клапаном, закрепленным на полотне двери установленной в проушинах осью поворота и снабженным механизмом фиксации, при этом ось поворота клапана смещена вверх или вниз по вертикали относительно горизонтальной оси симметрии клапана и установлена в проушинах с возможностью вертикального перемещения, а механизм фиксации клапана представлен установленными на оси поворота стягиваемыми резьбовыми соединениями хомутами, на внутренних поверхностях которых, контактирующих с поверхностью оси поворота клапана, выполнены фиксирующие поверхности. 3 з.п. ф-лы. 5 ил.
Заявляемое изобретение относится к области строительства, в частности к ограждающим строительным конструкциям для герметичного перекрывания дверного проема, преимущественно для помещений с периодически повышающимся давлением, например взрывоопасных помещений.
Для сохранности взрывоопасных помещений используются стеновые ограждения, снабженные открывающимися секциями, поворачивающимися на некоторый угол для образования просвета, через который происходит выравнивание давления [1]. Возврат поворотных секций в первоначальное положение производится благодаря снабжению их шарнирами и упругими связями с неподвижными секциями ограждений.
Однако открывающееся стеновое ограждение срабатывает лишь при возникновении давления в ограждаемом помещении и не обеспечивает сохранности ограждений в условиях возможности возникновения повышенного давления с другой стороны ограждения. Кроме того, возвращаемые упругими связями поворотные створки в положение «закрыто» после воздействия ударной волны не обеспечивают достаточной герметичности помещения. Использование открывающихся стеновых панелей невозможно также в ограждениях помещений, по технологическим параметрам требующих целостности последних, например в помещениях и шлюзовых сооружениях на атомных электростанциях и др.
Известны двери, обеспечивающие герметичное ограждение помещений с регулируемой газовой средой, в частности овощехранилищ [2]. Двери содержат закрепленное на раме гибкое полотно, прижимаемое по периметру проема двери ступенчатой системой рычагов и коромысел, передающих полотну двери усилие прижима от запорного механизма. Усилие прижима передается благодаря возможности поступательного перемещения коромысел относительно рамы дверного проема и поворота каждого коромысла относительно точки приложения усилия в его средней части.
Недостатком дверей является их ограниченная применимость. Для взрывоопасных помещений, т.е. помещений с периодически повышающимся давлением, двери не применимы из-за наличия в механизме прижима системы рычагов, требующей постоянной настройки и ремонта. Кроме того, из-за гибкости дверного полотна устройство не является защитным в условиях повышенного давления.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому по назначению, технической сущности и достигаемому результату является защитная герметичная дверь, устанавливаемая в разделительной перегородке между шлюзовой и рабочей камерами [3]. Дверь содержит полотно, установленное на петлях, прижимные элементы, размещенные по периметру полотна, герметизирующую прокладку, установленную на одной из сторон полотна, и пневматическую систему для поддержания давления в герметизирующей прокладке.
Известная защитная дверь ненадежна при использовании ее во взрывоопасных помещениях. При использовании двери для проемов помещений с периодически увеличивающимся давлением, например при аварийных ситуациях, полотно двери с размещенными на нем герметизирующими элементами в результате воздействия дополнительных усилий на его поверхность будет отжиматься от рамы или чрезмерно прижиматься к ней, подвергая воздействию дополнительных усилий механизм прижатия двери или герметизирующее уплотнение. В результате повреждения механизма прижатия или герметизирующего уплотнения произойдет неустранимая разгерметизация помещения.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности двери в условиях взрывоопасных помещений путем обеспечения автоматического сброса повышенного давления по обеим сторонам двери.
Поставленная цель достигается тем, что в герметичной двери для взрывоопасных помещений, содержащей полотно, установленное на петлях, прижимной механизм, герметизирующую прокладку, установленную на одной из сторон полотна, в полотне двери согласно изобретению выполнен разгрузочный проем, закрытый установленным в нем герметизированным по контуру клапаном, закрепленным на полотне двери установленной в проушинах осью поворота и снабженным механизмом фиксации, при этом ось поворота клапана смещена вверх или вниз по вертикали относительно горизонтальной оси симметрии клапана и установлена в проушинах с возможностью вертикального перемещения, а механизм фиксации клапана представлен установленными на оси поворота стягиваемыми резьбовыми соединениями хомутами, на внутренних поверхностях которых, контактирующих с поверхностью оси поворота клапана, выполнены фиксирующие поверхности, в частности на поверхности оси - выступы, входящие в канавки, сформированные выступами на дне пазов, выполненных на поверхности хомутов.
Выполнение в полотне двери разгрузочного проема, снабженного клапаном, герметично закрывающим проем, поворачивающимся при воздействии повышенного давления, возникающего при аварийных ситуациях, вокруг поворотной оси, смещенной вверх или вниз по вертикали, обеспечивает сброс повышенного давления, образующегося при аварийной ситуации. При этом снабжение клапана осью поворота и механизмом его фиксации в проеме, смещенными по вертикали вверх или вниз относительно горизонтальной оси симметрии клапана, обеспечивает поворот клапана при превышении давления с любой стороны двери, что повышает надежность двери, устанавливаемой в проеме между двумя помещениями. Прижимные механизмы двери не подвергаются предельным нагрузкам, что обеспечивает целостность и сохранность двери и ограждений помещения.
Снабжение клапана уплотнением, закрепленным по его контуру, обеспечивает герметичность перекрывания разгрузочного проема двери при нормальных технологических условиях, что сохраняет функциональность защитной двери, не нарушая герметичности помещения и обеспечивая сохранность стеновых ограждений.
Смещение механизма фиксации и оси поворота клапана по вертикальной оси вверх или вниз от горизонтальной оси симметрии клапана обеспечивает его срабатывание при превышении давления за счет возникновения крутящего момента, обусловленного наличием плеча между горизонтальной осью симметрии клапана и осью его вращения. Выполнение в механизме фиксации клапана фиксирующих поверхностей в виде выступов на поверхности горизонтальной оси, входящих в канавки между выступами на дне пазов, выполненных на контактирующих с поверхностью оси поворота поверхностях хомутов, обеспечивает фиксацию клапана в стационарном положении, предотвращая поворот его при незначительных повышениях давления, не вызываемых аварийной ситуацией, что также повышает надежность двери. Пример выполнения устройства приведен на чертежах.
На фиг.1 представлен общий вид герметичных дверей.
На фиг.2 дан разрез Д - Д уплотнения двери на фиг 1.
На фиг.3 приведен разрез А - А клапана для герметичной двери на фиг.1.
На фиг.4 представлен разрез В - В механизма фиксации клапана.
На фиг.5 показано выполнение фиксирующих поверхностей в механизме фиксации клапана.
Предлагаемая герметичная дверь для взрывоопасных помещений содержит полотно 1, по периметру которого закреплено герметизирующее уплотнение 2 и снабжено прижимными механизмами 3. В полотне двери выполнен разгрузочный проем, герметично закрытый клапаном 4, снабженным установленным по его контуру уплотнением 5 и закрепленным на полотне двери посредством оси 6, установленной в проушинах 7. Клапан снабжен механизмом фиксации, представленным хомутами 8, стянутыми шпильками 9 и гайками 10 через пружинные шайбы 11. Ось 6 смещена на расстояние h по вертикали вниз относительно горизонтальной оси симметрии клапана и установлена в пазах 12 проушин 7, закрепленных на полотне двери. Длина пазов 12 превышает ширину опорных концов 13 оси 6. На контактирующих поверхностях оси 6 и хомутов 8 выполнены симметрично расположенные на поверхности оси выступы 14 и, ответно им, на поверхности хомутов пазы 15, на дне которых сформированы выступы 16 и 17, оформляющие канавки 18. В стационарном состоянии клапана выступы 14 на поверхности оси 6 помещаются в канавках 18 между выступами 16 и 17 на дне пазов 15. Форма и размеры выступов на поверхности оси и на дне пазов на поверхности хомутов задаются величиной превышения давления и определяют угол поворота клапана, достаточный для открывания разгрузочного проема в полотне двери и сброса повышенного давления.
В нормальном режиме дверь герметизирует входной проем помещения благодаря наличию уплотнения 2 на полотне 1 двери, прижатом к раме 19 запирающими механизмами 3, и уплотнения 5, закрепленного по периметру клапана 4, закрывающего разгрузочный проем, выполненный в полотне двери. При повышении давления до установленного значения в результате аварийной ситуации в помещениях по любую сторону двери, например при взрыве, на полотно 1 и на поверхность клапана 4 действует дополнительное усилие, результирующая которого на клапане воздействует на центр его симметрии. Благодаря смещению оси 6 от горизонтальной оси симметрии клапана на величину h между центром клапана (точкой приложения усилия) и осью 6 создается плечо, определяющее величину крутящего момента, равного произведению результирующего усилия F, создаваемого при превышении порогового давления, и расстояния h от оси поворота клапана до точки приложения усилия. При создании в помещении повышенного давления выполняется условие: F × h > М тр., где F - результирующая величина усилия превышения давления; h - величина смещения оси поворота клапана от его горизонтальной оси симметрии; М тр. - момент трения покоя клапана; М тр. = М тр. уплотнения + М тр. фиксатора. При выполнении упомянутого условия клапан поворачивается на угол f. Величина угла поворота клапана определяется формой выступов 14 на поверхностях оси 6 и выступов 16 и 17 на дне пазов 15 на поверхности хомутов. Величина момента трения определяется усилием стяжки хомутов в механизме фиксации, задаваемым при монтаже двери. При повороте клапана выступы 14 на поверхности оси 6 выходят из канавки 18 на дне паза 15. Дальнейший поворот клапана происходит с ускорением, определяемым формой выступов 14, 16 и 17 и инициирующим вертикальное перемещение концевиков 13 оси 6 в пазах 12 проушин 7, предотвращающее заклинивание клапана в проеме. Разгрузочный проем открыт, избыточное давление сбрасывается. Обратный поворот клапана в первоначальное положение осуществляется вручную после устранения аварийной ситуации, при этом механизм фиксации возвращается в положение, когда выступы 14 на поверхности оси входят в канавки 18 между выступами 16 и 17, выполненными на дне пазов 15 на поверхности хомутов.
Таким образом, выполнение герметичной двери для взрывоопасных помещений с разгрузочным проемом, герметизированным поворотным под воздействием повышенного давления клапаном, обеспечивающим автоматический сброс давления, возникающего по любую сторону двери, повышает надежность двери и обеспечивает сохранность ограждения помещения.
1. Герметичная дверь для взрывоопасных помещений, содержащая полотно, установленное на петлях и снабженное герметизирующей прокладкой на одной из сторон полотна и прижимным механизмом, отличающаяся тем, что в полотне двери выполнен разгрузочный проем, закрытый установленным в нем герметизированным по контуру клапаном, закрепленным на полотне двери установленной в проушинах осью поворота и снабженным механизмом фиксации, при этом ось поворота клапана смещена вверх или вниз по вертикали относительно горизонтальной оси симметрии клапана и установлена в проушинах с возможностью вертикального перемещения, а механизм фиксации клапана представлен установленными на оси поворота стягиваемыми резьбовыми соединениями хомутами, на внутренних поверхностях которых, контактирующих с поверхностью оси поворота клапана, выполнены фиксирующие поверхности.
2. Герметичная дверь для взрывоопасных помещений по п.1, отличающаяся тем, что фиксирующие поверхности механизма фиксации представлены симметрично расположенными по оси двери выступами на поверхности оси поворота клапана, входящими в канавки на поверхности хомутов.
3. Герметичная дверь для взрывоопасных помещений по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что канавки на поверхности хомутов сформированы выступами, выполненными на дне пазов, размещенных на поверхности хомутов ответно выступам на поверхности оси.
4. Герметичная дверь для взрывоопасных помещений по п.1, отличающаяся тем, что величина вертикального смещения оси поворота клапана и механизма фиксации относительно горизонтальной оси симметрии клапана определена соотношением
F · h > M тр.,
где F - результирующее усилие, возникающее при превышении давления;
h - величина смещения оси поворота клапана от его горизонтальной оси симметрии;
М тр. - момент трения покоя клапана; М тр. = М трения уплотнения + М трения механизма фиксации.
