Коммуникационный огнепреградитель

Авторы патента:

Полезная модель относится к противопожарным устройствам, применяемым для предотвращения распространения горения по технологическим коммуникациям с газовоздушными и паровоздушными горючими смесями. В полезной модели описан коммуникационный огнепреградитель, состоящий из корпуса и, как минимум, двух пламегасящих элементов, выполненных намоткой на общую ось двух лент (гофрированной и плоской). Угол наклона гофра гофрированной ленты в каждом огнепреграждающем элементе составляет , где a - шаг гофра, h - высота гофра. Причем огнепреграждающие элементы по отношению друг к другу расположены таким образом, что угол наклона гофра a каждого огнепреграждающего элемента симметричен относительно плоскости боковой стенки рядом расположенного огнепреграждающего элемента, которая перпендикулярна направлению движения газового потока на входе в огнепреградитель. За счет такого технического решения под воздействием газового потока, движущегося перед фронтом детонационной волны, рядом расположенные огнепреграждающие элементы будут вращаться в разные стороны относительно общей оси. При этом детонационная волна разрушается, ее энергия переходит в энергию вращения огнепреграждающих элементов, давление снижается, и дальнейшая локализация пожара обеспечивается по механизму гашения дефлаграционного горения в узких каналах огнепреграждающих элементов. Использование такого огнепреградителя позволяет повысить надежность гашения пламени в технологических коммуникациях с газо- и паровоздушными горючими смесями. 4 з.п.ф., 1 илл.

Уровень техники в данной области характеризуется приведенными ниже сведениями.

Известен огнепреградитель (Стрижевский И.И., Заказнов В.Ф. Промышленные огнепреградители. - М.: Химия, 1974. - С.67-73), содержащий корпус с входным и выходным патрубками и огнепреграждающий элемент, выполненный спиральной намоткой на общую ось двух металлических лент, одна из которых плоская, а другая гофрированная. В данном огнепреградителе пламя задерживается системой каналов, образованных лентами при их совместной намотке, где создаются условия, при которых теплоотвод к стенкам каналов превышает тепловыделение в зоне реакции горения. При этом температура горючей среды снижается до величины ниже температуры зажигания, скорость реакции уменьшается, формирование волны горения становится невозможным и горение прекращается.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является огнепреградитель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками с фланцами и огнепреграждающий элемент, выполненный в виде двух металлических лент - плоской и гофрированной, намотанных спирально на общую ось. При этом угол наклона гофра гофрированной ленты составляет , где a - шаг гофра, h - высота гофра (Патент РФ на полезную модель 44942 U1 кл. А62С 4/02, опубл. 10.04.2005).

Недостатком описанных конструкций огнепреградителей является то, что они не способны обеспечивать локализацию пламени в технологических коммуникациях при возникновении режима детонационного горения, который характеризуется стационарной сверхзвуковой скоростью распространения пламени. В таких условиях огнепреградитель должен не только погасить быстродвижущееся пламя, но и охладить продукты сгорания. Кроме того, он должен обладать достаточной прочностью, чтобы противостоять давлению, возникающему при движении газа, а пламегасящий элемент должен иметь определенный запас надежности, так как возможно сжатие несгоревшей смеси в огнепреградителе до подхода пламени.

Описанные выше конструкции огнепреградителей не способны противостоять давлению детонационной волны и поэтому являются ненадежными при их установке в технологических коммуникациях с паро- или газовоздушными смесями.

Целью заявляемой полезной модели является повышение надежности коммуникационного огнепреградителя.

Коммуникационный огнепреградитель (см. фигуру) имеет входной 1 и выходной 2 патрубки с фланцами и корпус 3, внутри которого размещены как минимум два огнепреграждающих элемента 4, размещенных на общей оси 5. Количество огнепреграждающих элементов определяется в зависимости от требуемой пропускной способности огнепреградителя. На фигуре показан вариант конструкции огнепреградителя, в котором предусмотрены четыре огнепреграждающих элемента. При этом огнепреграждающие элементы закреплены на общей оси таким образом, что при гашении пламени детонационной волны они имеют возможность вращаться вокруг оси. Для обеспечения возможности свободного перемещения относительно друг друга, между огнепреграждающими элементами предусмотрены зазоры 6.

По аналогии с прототипом, каждый огнепреграждающий элемент выполнен в виде двух металлических лент - плоской и гофрированной, намотанных спирально на общую ось. При этом угол наклона гофра гофрированной ленты составляет , где a - шаг гофра, h - высота гофра, за счет чего исключается возможность пролета отдельных микрочастиц с высокой температурой без прямого контакта с лентами.

В заявленной конструкции огнепреградителя огнепреграждающие элементы по отношению друг к другу расположены таким образом, что угол наклона гофра a каждого огнепреграждающего элемента симметричен относительно плоскости боковой стенки рядом расположенного огнепреграждающего элемента, которая перпендикулярна направлению движения газового потока на входе в огнепреградитель. За счет такого технического решения под воздействием газового потока, движущегося перед фронтом детонационной волны, рядом расположенные огнепреграждающие элементы будут вращаться в разные стороны относительно общей оси.

Для исключения проскока пламени между стенками корпуса огнепреградителя и огнепреграждающими элементами, в зазорах 6, имеющихся между огнепреграждющими элементами, по всему периметру корпуса огнепреградителя предусмотрены выступы 7. В свою очередь величина зазоров между корпусом огнепреградителя и огнепреграждающими элементами не должна превышать значение критического диаметра гашения пламени. Методика расчета критического диаметра гашения пламени широко известна, освещена в литературе и поэтому в данной заявке не рассматривается.

Предложенный коммуникационный огнепреградитель работает следующим образом. В случае возникновения детонационного режима горения, газовый поток, движущийся перед фронтом детонационной волны, попадая в огнепреградитель, заставляет вращаться огнепреграждающие элементы. Причем, за счет разного угла наклона гофра, рядом расположенные огнепреграждающие элементы будут вращаться в разные стороны относительно общей оси. Проходя через вращающиеся огнепреграждающие элементы, детонационная волна разрушается, ее энергия переходит в энергию вращения огнепреграждающих элементов, давление снижается, и дальнейшая локализация пожара обеспечивается по механизму гашения дефлаграционного горения в узких каналах огнепреграждающих элементов.

Таким образом, предлагаемый коммуникационный огнепреградитель обладает повышенной надежностью по сравнению с существующими конструкциями за счет того, что в нем обеспечивается возможность одновременного разрушения детонационной волны и гашения пламени вращающимися в противоположные стороны огнезадерживающими элементами, расположенными на одной оси.

1. Коммуникационный огнепреградитель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками с фланцами и огнепреграждающий элемент, выполненный в виде двух металлических лент - плоской и гофрированной, намотанных спирально на общую ось, с углом наклона гофра гофрированной ленты , где а - шаг гофра, h - высота гофра, отличающийся тем, что в нем на общей оси расположены как минимум два огнепреграждающих элемента.

2. Коммуникационный огнепреградитель по п.1, отличающийся тем, что угол наклона гофра каждого огнепреграждающего элемента симметричен относительно плоскости боковой стенки рядом расположенного огнепреграждающего элемента, которая перпендикулярна направлению движения газового потока на входе в огнепреградитель.

3. Коммуникационный огнепреградитель по п.1, отличающийся тем, что рядом расположенные огнепреграждающие элементы при гашении пламени детонационной волны вращаются относительно общей оси в разные стороны.

4. Коммуникационный огнепреградитель по п.1, отличающийся тем, что в зазоре между огнепреграждающими элементами по всему периметру корпуса огнепреградителя предусмотрены выступы.

5. Коммуникационный огнепреградитель по п.1, отличающийся тем, что между корпусом огнепреградителя и огнепреграждающими элементами предусмотрены зазоры, величина которых не превышает значение критического диаметра гашения пламени.