Устройство для подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах

Изобретение относится к средствам взрывозащиты и противопожарной технике, в особенности к предупреждению и подавлению взрыва пыле-, газо- и пылегазовоздушных смесей, образующихся в технологическом оборудовании предприятий по добыче, хранению и переработке сырья (угля, зерна и др.). Предложено устройство для подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах, содержащее корпус (1) с камерой сгорания (2), шашку аэрозольгенерирующего заряда (3), воспламенительную систему с токоподводящим узлом (4), выходную решетку (5) и сопловой блок (6), лидирующий заряд (7) с высокоразвитой поверхностью горения в виде набора тонкосводных трубок или многоканального щелевого моноблока из аэрозольгенерирующего состава, размещенный между торцом шашки аэрозольгенерирующего заряда и выходной решеткой, герметизирующую мембрану (8), разрушающуюся при воспламенении зарядов, и снабженное выходной трубой (9), покрытой снаружи огнестойкой кремнийорганической эмалью и соединенной герметично с одной стороны с сопловым блоком, а с другой стороны с плитой (10), предназначенной для установки устройства на трубопроводе или емкости, также снабженное заслонкой (11), располагаемой в выходной части трубы, и защитной прокладкой из электроизоляционного картона (12), располагаемой по внутренней поверхности корпуса и герметично вкручивающейся в корпус задней крышкой (13) и электроразъемом (14), прикручивающимся герметично к крышке корпуса через прокладку (15), и дополнительно снабженное сеткой (16), располагаемой между лидирующим зарядом и выходной решеткой через прокладку (17), а также снабжено кольцом (18), устанавливаемым между герметизирующей мембраной и камерой сгорания, а шашка аэрозольгенерирующего заряда покрыта бронирующим покрытием по боковой поверхности и по одному торцу и снабжена амортизаторами (19) на бронированном торце, устанавливаемыми к задней крышке через фторопластовую прокладку (20). Изобретение направлено на повышение эффективности взрывоподавления с одновременным увеличением безопасности использования устройства взрывоподавления и улучшением его общетехнических характеристик. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам взрывозащиты и противопожарной технике, в особенности к предупреждению и подавлению взрыва пыле-, газо- и пылегазовоздушных смесей, образующихся в технологическом оборудовании предприятий по добыче, хранению и переработке сырья (угля, зерна и др.).

Из уровня техники известно устройство (патент РФ 2111777 С1 от 27.05.1998) локализации взрыва пыле- и газовоздушных смесей, образующихся в коммуникациях, связывающих технологическое оборудование на предприятиях по хранению и переработке зерна. Устройство содержит генератор ингибирующего аэрозоля двустороннего истечения, корпус которого со стороны выходных решеток снабжен сопловыми блоками с внутренней геометрией, обеспечивающее сверхзвуковое истечение аэрозоля под углом 15-30° к оси коммуникации, например, в виде сопла Лаваля, при этом сопловые блоки имеют стыковочные фланцы для соединения с осепараллельными коммуникациями, а корпус генератора со стороны выходных решеток удлинен на величину, достаточную для скрепления с ним соплового блока.

Основным недостатком устройства является его недостаточная эффективность, связанная с невысокими расходными характеристиками аэрозольгазового потока, а также сложность сборки и герметичной установки на осепараллельные коммуникации, приводящая к возможной утечке ингибирующего аэрозоля при срабатывании генератора.

Наиболее близким техническим решением к заявленному устройству является устройство подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах (патент РФ 2235572 С2 от 21.10.2002), выбранное за прототип, содержащее корпус с камерой сгорания, шашку аэрозольгенерирующего заряда, воспламенительную систему с токоподводящим узлом, выходную решетку и сопловой блок, лидирующий заряд с высокоразвитой поверхностью горения, размещенный между торцом шашки аэрозольгенерирующего заряда и выходной решеткой, герметизирующую мембрану, разрушающуюся при воспламенении зарядов, расположенную в зоне стыковки выходной решетки с сопловым блоком.

Основным недостатком устройства является недостаточная эффективность взрывоподавления и безопасность его использования.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности взрывоподавления с одновременным увеличением безопасности его использования, улучшением общетехнических характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах, содержит корпус (1) с камерой сгорания (2), шашку аэрозольгенерирующего заряда (3), воспламенительную систему с токоподводящим узлом (4), выходную решетку (5) и сопловой блок (6), лидирующий заряд (7) с высокоразвитой поверхностью горения в виде набора тонкосводных трубок или многоканального щелевого моноблока из аэрозольгенерирующего состава, размещенный между торцом шашки аэрозольгенерирующего заряда и выходной решеткой, герметизирующую мембрану (8), разрушающуюся при воспламенении зарядов, и снабжено выходной трубой (9), покрытой снаружи огнестойкой кремнийорганической эмалью, и соединенной герметично с одной стороны с сопловым блоком, а с другой стороны с плитой (10), предназначенной для установки устройства на трубопроводе или емкости, также снабжено заслонкой (11), располагаемой в выходной части трубы, и защитной прокладкой из электроизоляционного картона (12), располагаемой по внутренней поверхности корпуса, и герметично вкручивающейся в корпус задней крышкой (13) и электроразъемом (14), прикручивающимся герметично к крышке корпуса через прокладку (15), и дополнительно снабжено сеткой (16), располагаемой между лидирующим зарядом и выходной решеткой через прокладку (17), а также снабжено кольцом (18), устанавливаемым между герметизирующей мембраной и камерой сгорания, а шашка аэрозольгенерирующего заряда покрыта бронирующим покрытием по боковой поверхности и по одному торцу и снабжена амортизаторами (19) на бронированном торце, устанавливаемыми к задней крышке через фторопластовую прокладку (20).

Оптимальным составом для изготовления аэрозольгенерирующего и лидирующего зарядов для использования в устройстве взрывоподавления выбран состав марки ПТ-4 по ТУ 7550-047-07509505-2010.

Корпус с наружной части покрыт порошковой краской для защиты от термоэрозионного действия продуктов сгорания.

На рисунке 1 представлен общий вид заявляемого устройства в разрезе и схема расположения его элементов.

Ниже представлено описание работы устройства взрывоподавления и назначение его элементов для решения поставленной технической задачи.

Устройство взрывоподавления размещается на трубопроводе с помощью плиты (10) таким образом, чтобы выходная труба была направлена в сторону объема, в котором возможно возникновение первичного взрыва. Крепление может осуществляться бандажами-хомутами или кровельными саморезами или иным способом, обеспечивающим герметичное крепление.

При возникновении первых признаков горения пыле-, газо- или пылегазовоздушной смеси датчик-индикатор, например, сигнализатор мембранный типа СУМ или извещатель пламени модуляционный типа МДЛ, выдает сигнал на блок управления, который подает напряжение 6…36 В через токопроводящий узел на воспламенительную систему (4). Электровоспламенитель поджигает канал основного (3) и поверхность лидирующего зарядов (7).

При достижении критического давления в камере герметизирующая мембрана (8) разрушается и аэрозольгазовый поток, разгоняясь в сопловом блоке до сверхзвуковых скоростей, устремляется в зону очага возгорания по трубе (9), вскрывая заслонку (11). При этом сверхзвуковой аэрозольгазовый поток отсекает горячие продукты горения от холодной взрывоопасной смеси, интенсивно перемешивает их и ингибирует реакции горения. В результате сгорания лидирующего и основного аэрозольгенерирующих зарядов весь взрывоопасный объем заполняется ингибирующей аэрозольгазовой смесью, исключающей повторное возгорание взрывоопасной смеси от неустраненного источника (искрение, трение и т.п.).

Заслонка (11) предназначена для предотвращения попадания продукта, перемещаемого по трубопроводу в сопло затвора. После вскрытия заслонка (11) остается в месте ее установки в устройстве, не улетает в трубопровод.

Покрытие трубы (9) огнестойкой кремнийорганической эмалью необходимо для безопасной эксплуатации устройства, что объясняется следующим. При горении зарядов зона максимальной температуры пламени приходится на выходную трубу (9) и без термозащитного покрытия может являться дополнительным опасным источником ввиду не только высокой температуры поверхности, но и возможности самовоспламенения нетермоскойкого окрашивающего состава.

Наличие защитной прокладки из электроизоляционного картона (12), располагаемой по внутренней поверхности корпуса, обеспечивает повышение безопасности его транспортировки за счет исключения трения шашки аэрозольгенерирующего заряда о корпус и, следовательно, исключения возникновения статических зарядов, а также снижения термоэрозионного действия продуктов сгорания на материал корпуса.

Покрытие шашки аэрозольгенерирующего заряда бронирующим покрытием по боковой поверхности и по одному торцу обеспечивает горение с последовательным послойным перемещением фронта горения. При отсутствии бронирующего покрытия горение шашки аэрозольгенерирующего заряда может протекать не только послойно, но и по всем поверхностям, приводя к резкому увеличению давления в камере и, как следствие, к разгерметизации корпуса и утечке ингибирующего аэрозоля в помещение, снижая эффективность работы устройства в целом.

Важной функцией установленных на шашке аэрозольгенерирующего заряда амортизаторов (19) является поглощение толчков, ударов и гашение колебаний (демпфирование) при транспортировке устройства, исключение трения шашки о корпус. Для этих же целей служит прокладка (17), располагаемая между сеткой (16) и лидирующим зарядом (7). Сетка (16) удерживает элементы лидирующего заряда для их равномерного горения.

Фторопластовая прокладка (20), расположенная между амортизаторами (19) шашки аэрозольгенерирующего заряда и задней крышкой (13), обеспечивает стабилизацию заряда в корпусе устройства и позволяет герметично укупорить заднюю крышку при сборке.

Кольцо, устанавливаемое между герметизирующей мембраной (8) и камерой сгорания (2), обеспечивает формирование равнонаправленного аэрозольгазового потока, образующегося при разрушении мембраны.

Таким образом, отличие от прототипа состоит в иной конструкции устройства, наличию необходимых элементов и их расположению для решения поставленных задач.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволил выявить совокупность признаков, отличающих предлагаемое техническое решение от существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Высокая эффективность действия предлагаемого устройства, обеспечивающего перекрытие трубопровода и локализацию первичного взрыва пыле- и газовоздушной среды в объеме оборудования или сооружения, подтверждена натурными испытаниями, проведенными ФГУП «ФЦЦТ «Союз».

Примеры.

Технические характеристики устройства взрывоподавления и его элементов:

масса основного заряда, кг - 0,910;

размеры шашки основного заряда:

наружный диаметр, мм - 84;

диаметр канала, мм - 15;

длина, мм - 95;

наименование бронирующего состава: взрывопожаробезопасная бронировка марки ЗП по ТУ 84-7509509-95-96;

материал амортизаторов: резина губчатая по ТУ 38-105,867-90;

размер амортизаторов, мм: 10×10;

масса лидирующего заряда, кг - 0,150

параметры лидирующего заряда:

наружный диаметр трубки, мм - 10;

диаметр канала, мм - 6;

длина трубок и их количество:

10 шт. длиной 28 мм;

40 шт. длиной 25 мм;

материал теплозащитной прокладки: электроизоляционный картон марки ЭКС-1,0 по ГОСТ 9347-74;

параметры сетки: размер ячеек N2,5-0,5 по ГОСТ 3826-82;

параметры фторопластовой прокладки: фторопласт-4 по ГОСТ 10007-80;

защищаемый объем, м3 - 10

длина трубопровода, м - 5

количество устройств, шт. - 1

Устройство взрывоподавления крепилось на трубопроводе кровельными саморезами М5,5×32 по ГОСТ 11650-80 так, чтобы сопловая часть была направлена в сторону объема, в котором инициировалось возникновение первичного взрыва.

1. В заданном объеме инициировался взрыв смеси муки с воздухом. После срабатывания через 0,05 мс датчика-индикатора взрыва СУМ-1 срабатывало устройство взрывоподавления. Аэрозоль, поступая через сопловой блок по выходной трубе в трубопровод, полностью прекращал горение как в трубопроводе, так и в защищаемом объеме. Подавление горения смеси происходило менее чем через 200 мс. Истечения аэрозоля через крышку не наблюдалось. Наличие прогаров или горение наружной поверхности затвора не наблюдалось.

2. Устройство взрывоподавления первоначально подвергалось вибронагрузкам на вибрационном электродинамическом стенде ВЭДС-400, имитирующим транспортировочные вибрационные воздействия. Вибронагрузки проводились в двух взаимно перпендикулярных направлениях: по оси симметрии и перпендикулярно оси симметрии. Амплитуда виброускорения 5g, частота вибрации 12 Гц, время нагружения 4 ч. По окончании вибронагрузок устройство испытывалось аналогично примеру 1. Подавление горения смеси происходило менее, чем через 200 мс. Истечения аэрозоля через крышку не наблюдалось. Наличие прогаров или горение наружной поверхности затвора не наблюдалось.

1. Устройство для подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах, содержащее корпус с камерой сгорания, шашку аэрозольгенерирующего заряда, воспламенительную систему с токоподводящим узлом, выходную решетку и сопловой блок, лидирующий заряд с высокоразвитой поверхностью горения в виде набора тонкосводных трубок или многоканального щелевого моноблока из аэрозольгенерирующего состава, размещенный между торцом шашки аэрозольгенерирующего заряда и выходной решеткой, герметизирующую мембрану, разрушающуюся при воспламенении зарядов, отличающееся тем, что оно снабжено выходной трубой, покрытой снаружи огнестойкой кремнийорганической эмалью и соединенной герметично с одной стороны с сопловым блоком, а с другой стороны с плитой, предназначенной для установки устройства на трубопроводе или емкости, также снабжено заслонкой, располагаемой в выходной части трубы, и защитной прокладкой из электроизоляционного картона, располагаемой по внутренней поверхности корпуса и герметично вкручивающейся в корпус задней крышкой и электроразъемом, прикручивающимся герметично к крышке корпуса через прокладку, и дополнительно снабжено сеткой, располагаемой между лидирующим зарядом и выходной решеткой через прокладку, а также снабжено кольцом, устанавливаемым между герметизирующей мембраной и камерой сгорания, а шашка аэрозольгенерирующего заряда покрыта бронирующим покрытием по боковой поверхности и по одному торцу и снабжена амортизаторами на бронированном торце, устанавливаемыми к задней крышке через фторопластовую прокладку.

2. Устройство для подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах по п. 1, отличающееся тем, что аэрозольгенерирующий и лидирующий заряды изготовлены из состава марки ПТ-4.

3. Устройство для подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах по п. 1, отличающееся тем, что корпус с наружной поверхности покрыт порошковой краской.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике пожаротушения, в частности к роботизированным установкам пожаротушения. Техническим результатом является снижение массогабаритных показателей устройства путем исключения специального монорельсового пути с колесными мобильными устройствами с транспортными приводами перемещения и уменьшение количества водозапорных клапанов путем их размещения только на пожарных роботах.

Изобретение относится к роботизированным установкам пожаротушения. Техническим результатом является обеспечение подачи огнетушащего вещества при стабилизированном давлении при использовании емкости гидроаккумулятора в полном объеме.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к моторизированным средствам пожаротушения. Средство пожаротушения включает моторную косу.

Изобретение относится к магистральной трубопроводной противопожарной системе, являющейся стационарной системой противопожарной защиты поселений, групповых жилых или производственных зданий, объектов, расположенных в непосредственной близости от лесных массивов, самих лесных массивов. Магистральная трубопроводная противопожарная система содержит по меньшей мере три трубопровода, соединенные друг с другом с помощью металлического профиля, на каждом из трубопроводов размещены пожарные пушки, насосы, пожарные разветвления и датчики автоматического включения, при этом два трубопровода закрепляются снизу параллельно друг другу на расстоянии, а третий трубопровод располагают над ними.

Изобретение относится к области противопожарных систем. В частности, изобретение относится к области противопожарных систем, особенно подходящих для штолен, туннелей, подземных переходов и закрытых пространств не только большого размера.

Группа изобретений относится к способам и устройствам многофакторного самонастраивающего мониторинга за пожарной опасностью защищаемых объектов, помещений, сооружений, автономных обитаемых закрытых сред, а в случае возникновения пожара обеспечивает автоматическое тушение. Способ борьбы с пожарной опасностью характеризуется выполнением следующих этапов: выполняют модуль адресный для осуществления способа, в основе работы которого заложена работа ИПА совместно с контроллером модуля адресного; выполняют в защищаемом объекте два рядом расположенные трубопровода, которые подключают через электроприводные воздушные краны к входу ИПА, выполнив предварительно в каждом из них по одному одинаковому ряду заборных воздушных отверстий; выполняют прокладку в защищаемом объекте обоих трубопроводов и монтаж адресных модулей порошкового пожаротушения с электровоспламенителями в зонах контроля за пожарной опасностью по заданным координатам с последующей фиксацией информации о них в памяти контроллера.

Группа изобретений относится к средствам многофакторного самонастраивающего мониторинга за пожарной опасностью защищаемых объектов: помещений, сооружений, автономных обитаемых закрытых сред, а в случае возникновения пожара обеспечивает автоматическое тушение. Способ борьбы с пожарной опасностью характеризуется выполнением следующих этапов: выполняют модуль адресный для осуществления способа, в основе работы которого заложена работа (ИПА) с контроллером модуля адресного; выполняют в защищаемом объекте три рядом расположенные трубопровода, при этом первые два рядом расположенные трубопровода подключают через электроприводные воздушные краны к входу ИПА, выполнив предварительно в каждом из них по одинаковому ряду заборных воздушных отверстий; выполняют в третьем трубопроводе ряд выпускных отверстий для огнетушащего вещества (ОТВ), устанавливают на выпускных отверстиях по электроприводному крану с насадком распыла ОТВ на каждом из них, краны электропроводно соединяют с контроллером модуля адресного, выполненного в его составе; выполняют прокладку трех трубопроводов по заданным трехмерным координатам с последующей фиксацией в памяти контроллера значения координат отверстий (заборных воздушных и выпускных); дооснащают третий трубопровод на выходе из него последовательно устанавливаемыми сигнализатором наличия ОТВ, электроприводным краном, эксгаустером, при этом сигнализатор наличия ОТВ и электроприводный кран соединяют электропроводно с контроллером модуля адресного, вход трубопровода соединяют гидравлически с источником ОТВ посредством последовательно устанавливаемыми: нагнетающим насосом, электроприводным краном, электропроводно связанного с контроллером модуля адресного; закрывают в исходном состоянии все электроприводные краны, как расположенный на входе в третий трубопровод, так и те, что установлены на выпускных отверстиях; включают в состав модуля адресного, предназначенного для осуществления способа, следующее оборудование: ИПА, подключенные симультанно к входу ИПА управляемые им два электроприводных воздушных крана, подключенный к ИПА контроллер модуля адресного, который посредством цифрового интерфейса выполнен с возможностью его соединения с объектовым пожарным прибором управления и соединенный с релейным модулем, который выполняют с «сухими» контактами с возможностью соединения их в адресной системе установки пожаротушения, причем ИПА, контроллер модуля адресного, цифровой интерфейс и релейный модуль запитывают от общего блока питания.

Настоящее изобретение относится к системе выброса порошкового огнетушащего вещества и пожарной машине. Указанная система выброса порошкового огнетушащего вещества включает в себя: емкость для псевдоожижения порошкового огнетушащего вещества; источник газа высокого давления, сообщающийся с указанной емкостью для псевдоожижения порошкового огнетушащего вещества с возможностью регулирования давления; устройство выброса порошкового огнетушащего вещества, сообщающееся с указанной емкостью для псевдоожижения порошкового огнетушащего вещества и выполненное с возможностью выталкивать псевдоожиженный газопорошковый поток; и устройство принудительного нагнетания, выполненное с возможностью направлять поток принудительно нагнетаемого газа с заранее заданным давлением в указанное устройство выброса порошкового огнетушащего вещества для обеспечения заданного давления выброса, требуемого для указанного устройства выброса порошкового огнетушащего вещества.

Группа изобретений относится к способу и устройству многофакторного самонастраивающегося мониторинга за пожарной опасностью защищаемых объектов с целью установления момента возникновения пожара и его места расположения. Модуль адресный, включающий извещатель пожарный аспирационный ИПА с конфигурацией воздухопроводной части, состоящей из двух рядом расположенных и симультанно подключенных воздушных трубопроводов к одному аспирационному входу извещателя через два электроуправляемых извещателем крана, дополнительно включает в себя контроллер, выполненный с программой определения адреса пожара возгорания, цифровой интерфейс с модулем релейным, кроме того, позволяет не только фиксировать момент возникновения пожара, но и определять координаты пожара, транслировать информацию о пожаре в объектовый пожарный прибор управления и в адресную систему автоматической установки пожаротушения.

Способ обнаружения пожара и определения его координат относится к многофакторному мониторингу за пожарной опасностью извещателем пожарным аспирационным, содержащим контроллер с двумя воздуховодными ветками, с воздухозаборными отверстиями в них, одинаково выполненными и расположенными рядом друг с другом.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при тушении горящих породных отвалов на поверхности угольных шахт, сформированных при ведении работ на угольных шахтах и углеобогатительных фабриках. Техническим результатом является повышение эффективности тушения породных отвалов при сохранении экологической безопасности окружающей среды, за счет изменения порядка ведения работ при тушении, с учетом свойств горных пород и распределения температуры горения в горных породах составляющих породный отвал.
Наверх