Результат интеллектуальной деятельности: ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЬ ВЗРЫВОСТОЙКИЙ ЖИДКОСТНОЙ

юИзобретение относится к области противопожарной техники, в частности к жидкостным огнепреградителям, преимущественно для систем с горючими и взрывоопасными рабочими средами.

Известен гидрозатвор-огнеуловитель, принятый за прототип по а.с. СССР №1694152 (опубл. 30.11.91, бюллетень №44), содержащий корпус, разделенный перегородкой, имеющей проход для пламягасящей жидкости, на приемную и выходную камеры с входным и выходным патрубками для газового потока, систему регулирования уровня пламягасящей жидкости, газораспределительный элемент, оснащенный щелями.

Недостатками известного устройства являются ненадежность локализации детонационного горения - движущаяся впереди пламени детонационная волна взорвет газ в выходной камере, разрушит конструкцию и прорвется в защищаемое технологическое пространство (трубопровод, скважина и т.п.); невысокая пропускная способность (расход) транзитного газа; конструктивные особенности газораспределительного элемента ведут к увеличению скоростных характеристик газа, что влечет за собой увеличение гидродинамического сопротивления и не позволяет создать однородную мелкодисперсную газовую фазу в жидкости (пену) в выходной камере. Таким образом, прототип не отвечает требованиям надежности огневзрывозащиты, имеет ограничение по области применения. Кроме того, конструкция по прототипу имеет протяженный циркуляционный контур для пламягасящей жидкости с дополнительным побудителем тяги, вынесенный за пределы корпуса, т.е. устройство в целом громоздко и лишено эксплуатационных удобств.

Задачей настоящего изобретения является создание огнепреградителя взрывостойкого жидкостного, позволяющего расширить диапазон областей применения, эксплуатационные возможности и удобства, обеспечить надежное и безопасное функционирование даже при использовании в технологической линии устройств для обеспечения транзита газа через огнепреградитель, являющихся, в случае неполадок, опасными источниками воспламенения, за счет реализации условий по обеспечению стабилизации аэродинамического и температурного режима при возникновении горения и взрыва независимо от концентрации газа путем флегматизации зоны горения, уменьшения скорости транзита газа при опрокидывании его потока и снижения давления по фронту ударной волны, осуществляемых параллельно друг с другом, при одновременном совмещении функций пылевлагоулавливания и исключении обмерзания конструкции при использовании в условиях низких температур.

Поставленная задача решается предложенным огнепреградителем взрывостойким жидкостным, содержащим корпус, разделенный перегородкой, имеющей проход для пламягасящей жидкости, на приемную и выходную камеры с входным и выходным патрубками для газового потока, систему регулирования уровня пламягасящей жидкости, газораспределительный элемент, оснащенный щелями. Согласно изобретению пламягасящая жидкость размещена в камерах слоем, высота которого меньше высоты входного патрубка, система регулирования уровня пламягасящей жидкости расположена в приемной камере, газораспределительный элемент выполнен в виде изолированных друг от друга полостей, открытых для входа газа со стороны приемной камеры и глухих со стороны выходного патрубка, причем высота каждой полости убывает, и боковые грани каждой из них выполнены сходящимися в направлении к выходному патрубку, кроме того, нижняя часть боковых граней каждой полости с внешней стороны оснащена вертикально расположенными пластинами таким образом, что боковые грани смежных полостей посредством пластин соединены между собой, при этом профилированное дно каждой полости конусообразно вогнуто, оснащено желобами, выполненными с зазором по отношению к боковым граням и скрепленными с пластинами с формированием щелей, дно каждой полости и пластины размещены ниже уровня пламягасящей жидкости, верхняя грань каждой полости с отступом от приемной камеры соединена с верхней гранью корпуса огнепреградителя, при этом в выходной камере размещена перегородка, отделяющая ее внутренний объем от выходного патрубка с образованием канала, посредством которого выходной патрубок сообщен с установленным после газораспределительного элемента, по крайней мере, одним антициклоном, оснащенным отверстиями для входа газового потока и пламягасящей жидкости, кроме того, корпус огнепреградителя снабжен газоотводящими патрубками, выходные отверстия которых перекрыты вышибными мембранами.

В частности, вышибные мембраны зафиксированы на газоотводящих патрубках стяжной резиновой лентой.

В частности, выходные отверстия газоотводящих патрубков перекрыты съемными решетками.

В частности, корпус огнепреградителя оснащен водомерными окнами с рисками.

В частности, корпус огнепреградителя выполнен разъемным.

В частности, система регулирования уровня пламягасящей жидкости содержит резервный бак, бак эвакуации жидкости с трубой перелива, оснащенные кранами.

Предлагаемый огнепреградитель отличается от прототипа иным размещением пламягасящей жидкости - слоем (в прототипе жидкость занимает большую часть объема камер); иным конструктивным выполнением газораспределительного элемента, снижающего скорость газового потока, что уменьшает гидродинамическое сопротивление и обеспечивает образование пены, флегматизирующей зону горения (в прототипе - после газораспределительного элемента скорость газового потока возрастает, что обусловлено его конструктивными особенностями); иным расположением газораспределительного элемента - в выходной камере (в прототипе - во входной), с размещением нижней его части ниже уровня жидкости (в прототипе - над уровнем жидкости) с приданием ему функции предотвращения проникновения пламени и ударной волны через входной патрубок в систему подвода газа, а также функции пылекаплеуловителя (первый контур улавливания); наличием в выходной камере перегородки, отделяющей ее от выходного патрубка; наличием, по крайней мере, одного антициклона, несущего функции пылекаплеуловителя (второй контур улавливания) и элемента, ускоряющего движение газового потока перед выходным патрубком (аэродинамический эффект гашения пламени в случае возникновения аварийной ситуации); наличием газоотводящих патрубков, выходные отверстия которых перекрыты вышибными мембранами; иной компоновкой тракта для транзита газового потока через огнепреградитель - горизонтальной (в прототипе - вертикальная); иным расположением системы регулирования уровня жидкости, а именно внутри корпуса огнепреградителя (в прототипе - система вынесена за его пределы); компактностью конструкции в целом; наличием у газораспределительного элемента профилированного дна, способствующего уменьшению гидродинамического сопротивления, формированию пены и предотвращению вытеснения воды из пространства под каждой полостью.

Именно совокупность отличительных от прототипа признаков с остальными существенными признаками позволила достичь вышеуказанный технический результат, который невозможно получить при реализации изобретения по прототипу в силу особенностей конструкции известного гидрозатвора-огнеуловителя, и решить поставленную задачу.

Предлагаемый огнепреградитель взрывостойкий жидкостной иллюстрируется чертежами:

Фиг.1 - продольный разрез огнепреградителя;

Фиг.2 - вид А-А на Фиг.1;

Фиг.3 - узел Б на Фиг.2;

Фиг.4 - продольный разрез газоотводящего патрубка.

Огнепреградитель взрывостойкий жидкостной содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 камерами с входным 4 и выходным 5 патрубками. Во входной камере 2 размещена система регулирования уровня пламягасящей жидкости 6, которая содержит резервный бак 7, бак эвакуации жидкости 8 с трубой перелива 9. Бак 8 оснащен кранами 10 и 11. В выходной камере размещены газораспределительный элемент 12, по крайней мере, один антициклон 13, перегородка 14, образующая канал 15. Газораспределительный элемент 12 содержит полости 16, образованные боковыми гранями 17, которые оснащены вертикально расположенными пластинами 18. Каждая полость 16 имеет дно 19 с желобами 20. Антициклон 13 оснащен отверстиями для входа газового потока и пламягасящей жидкости 21 и 22 соответственно. Корпус 1 огнепреградителя оснащен газоотводящими патрубками 23 с вышибными мембранами 24, фиксируемыми резиновой лентой 25, и решетками 26, а также водомерными окнами 27. При выполнении корпуса 1 разъемным, по линии разъема установлены стяжные болты 28.

Огнепреградитель взрывостойкий жидкостной работает следующим образом. В исходном состоянии при выключенном побудителе тяги газового потока (условно не показан) опуск газораспределительного элемента δ отделяет технологическое пространство (трубопровод, скважину) от выхода газа в атмосферу гидрозатвором. При включении побудителя тяги транзитный газовый поток поступает в полости 16 газораспределительного элемента 12, которые разделяют общий поток на более мелкие потоки и в силу своих конструктивных особенностей снижают скорость его движения, а также осуществляют первичное пылекаплеулавливание. Газ, проходя через щели, сформированные боковыми гранями 17, желобами 20 и пластинами 18, и взаимодействуя с пластинами 18, образует у боковых граней 17 псевдоожиженную газоводяную смесь, состоящую из трех зон - жидкость, жидкостно-пузырьковая смесь и пена. Затем газовый поток выходит во внутреннее пространство выходной камеры 3 и поступает через отверстие 21 в антициклон 13, за счет чего его скорость возрастает и где происходит вторичное отделение пыли и влаги, которая возвращается в слой пламягасящей жидкости 6. Антициклон 13 улавливает не менее 99% жидкости из газового потока. Далее обезвоженный и очищенный газовый поток по каналу 15 направляется к выходному патрубку 5, где происходит ускорение потока до скорости, при которой становится затруднительным или невозможным возгорание (аэродинамический эффект). При нормальном функционировании огнепреградителя мембраны 24 за счет разрежения, создаваемого побудителем тяги газового потока (например, вентилятором), прижимаются к решеткам 26 и герметизируют выходные отверстия газоотводящих патрубков 23, на которых мембраны 24 фиксируются стяжной резиновой лентой 25. При возникновении аварийной ситуации (возгорание, переходящее во взрыв) мембраны 24 срываются с места крепления при воздействии на них падающей ударной волны или когда давление в корпусе 1 огнепреградителя превысит атмосферное на величину 40-50 даПа. Срыв вышибных мембран 24 приводит к резкому снижению давления во фронте ударной волны до уровня, при котором конструктивные элементы огнепреградителя сохраняют свою прочность и не изменяют свою геометрию. При этом гидравлический затвор обеспечивает перекрытие входного патрубка огнегасящей жидкостью, создает препятствие и не пропускает распространение ослабленной ударной волны и огня через щели в полости 16 газораспределительного элемента 12 и, соответственно, в технологическое пространство (трубопровод, скважину). Горение гасится распыленной в потоке газа водой (пеной) за счет реализации трех механизмов - теплового (теплопотери), кинематического (потеря энергии при транспортировании флегматизатора при опрокидывании газового потока) и аэродинамического (потеря энергии на преодоление турбулентного трения). При работе заявляемого огнепреградителя осуществляется многоступенчатая огневзрывозащита.

Уровень пламягасящей жидкости 6 контролируют водомерными окнами 27, снабженными тремя рисками, которые нанесены на оргстекло. Изменение уровня воды между верхней и нижней рисками соответствует допустимому уровню жидкости в огнепреградителе для его устойчивой работы. При подъеме уровня воды за верхнюю риску необходимо закрыть кран 10, связывающий корпус 1 с баком эвакуации жидкости 8 трубой перелива 9, и открыть кран 11, связывающий трубопроводом бак эвакуации жидкости 8 с атмосферой. После выпуска излишка воды кран 10 открывают, а кран 11 закрывают. При снижении уровня воды за нижнюю риску воду подают из резервного бака 7.

Для удобства эксплуатации корпус 1 выполнен разъемным. Разъем частей корпуса герметизируется резиновой прокладкой. Части корпуса фиксируются стяжными болтами 28. После длительной эксплуатации верхняя часть корпуса 1 вместе с газораспределительным элементом 12 за грузовые петли отделяется от нижней части и относится в сторону. При этом появляется возможность оперативно произвести очистку корпуса от накопившегося осадка (результат пылеулавливания), ревизию герметичности или ремонт.

Опытный образец заявляемого огнепреградителя прошел успешные натурные испытания на шахтах Кузбасса (ОАО "Угольная компания" Сибирь-Уголь", ОАО "Шахта "Чертинская"), ведется подготовка к серийному производству. Практическое использование предлагаемой конструкции позволит удовлетворить давно существующую потребность в огнепреградителях высокой степени пожаровзрывозащиты.