способ локализации взрыва пыле- или газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ локализации взрыва пыле- или газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях, характеризующийся тем, что исключают распространение продуктов взрывного горения по коммуникациям, связывающим между собой оборудование и сооружения, путем создания затвора, при этом затвор создают введением во взрывоопасные зоны коммуникаций ингибирующего аэрозоля со сверхзвуковой скоростью.

2. Устройство для локализации взрыва пыле- или газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях, характеризующееся тем, что оно содержит генератор ингибирующего аэрозоля двустороннего истечения, корпус которого со стороны выходных решеток снабжен сопловыми блоками с внутренней геометрией, обеспечивающей сверхзвуковое истечение аэрозоля под углом 15 - 30^o 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.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу и средствам взрывозащиты и противопожарной технике.

Преимущественное назначение - локализация взрывов в технологическом оборудовании и сооружениях на предприятиях по хранению и переработке зерна. Область применения может распространяться также на другие промышленные производства, опасные по взрывам пылевоздушных, газовоздушных или пылегазовоздушных смесей, на предприятия химической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой, текстильной и ряда других отраслей промышленности. Из уровня техники известны способы локализации взрыва, позволяющие в ряде случаев ограничить его развитие и предотвратить возможные тяжелые последствия аварии путем исключения распространения продуктов взрывного горения по трубопроводам, с использованием специальных устройств, основанных на эффекте гашения пламени в узких каналах при прохождении потока горящих газовоздушных или пылевоздушных смесей через огнепреградители, либо устройств, основанных на механическом перекрытии трубопроводов с помощью затворов (авт.св. N 1284561, кл. A 62 C 3/04, 1987).

Известные затворы не могут применяться в технологическом оборудовании и сооружениях, связанных между собой коммуникациями, по которым перемещаются пылевоздушные смеси, так как такие каналы или лабиринты быстро забиваются скапливающейся в них пылью. Невозможно применение огнепреградителей на трубопроводах, по которым перемещаются какие-либо материалы.

Техническим результатом изобретения является локализация взрыва пыли или газовоздушных взрывных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях, связанных между собой коммуникациями.

Технический результат в способе локализации взрыва пыле- и газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях достигается за счет того, что исключают распространение продуктов взрывного горения по коммуникациям, связывающим между собой оборудование и сооружения, путем создания затвора, причем затвор создают введением во взрывоопасные зоны коммуникаций ингибирующего аэрозоля со сверхзвуковой скоростью.

Заявленный способ реализуется устройством для локализации взрыва пыле- или газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях, характеризующимися тем, что оно содержит генератор ингибирующего аэрозоля двухстороннего истечения, корпус которого со стороны выходных решеток снабжен сопловыми блоками с внутренней геометрией, обеспечивающей сверхзвуковое истечение аэрозоля под углом 15-30^o 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.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства в разрезе; на фиг. 2 - схема перекрытия коммуникаций (трубопровода) аэрозольгазовым затвором.

Устройство включает генератор ингибирующего аэрозоля, который содержит корпус 1 с размещенными в нем камерой сгорания 2 и твердотопливной шашкой из аэрозольобразующего огнетушащего состава 3, воспламенительную систему 4 с токоподводящим узлом 5, теплопоглощающие элементы для охлаждения продуктов сгорания 6, выходные решетки 7 и сопловые блоки 8.

На фиг. 2 представлена схема перекрытия коммуникаций (трубопровода) аэрозольгазовым затвором, где А - объем, в котором возникает взрыв пыле- или газовоздушной смеси, Б - защищаемый объем, оба объема снабжены предохранительными взрыворазрядителями В и соединены между собой трубопроводом Г, к которому подсоединено устройство для локализации взрыва Д (аэрозольгазовый затвор).

Устройство для локализации взрыва работает следующим образом. При возникновении взрыва пыле- или газовоздушной смеси в объеме А датчик - индикатор взрыва, например сигнализатор мембранный типа СУМ-1, замыкает электроцепь, подающую через токопроводящий узел 5 электроток напряжением 12 - 36 В на воспламенительную систему 4 генератора ингибирующего аэрозоля, при этом воспламеняется и сгорает твердотопливная шашка 3. Высокодисперсные аэрозольсодержащие газы, проходя через теплопоглащающие элементы 6, частично охлаждаются и через сопловые блоки 8 истекают со сверхзвуковой скоростью в полость трубопровода Г в направлении объема А и одновременно в направлении объема Б, образуя встречный по отношению к распространяющемуся потоку продуктов взрывного горения поток огнетушащих аэрозольсодержащих газов (см. фиг. 2).

Сверхзвуковой поток аэрозольсодержащих газов, истекающих в направлении объема А, препятствует продвижению по трубопроводу дозвукового потока продуктов взрывного горения из объема А в направлении объема Б, одновременно подавляя процесс горения недогоревшей пыле- или газовоздушной смеси.

Сверхзвуковой поток аэрозольсодержащих газов, истекающих в трубопровод в направлении объема Б, заполняет этот объем аэрозолем, ингибируя и флегматизируя взрывоопасные пыле- или газовоздушные смеси, которые могут заполнять объем Б.

В зависимости от величины объема А, характеристик взрывоопасной смеси в этом объеме, места расположения источника зажигания и его параметров, в зависимости от конструктивных данных предохранительных взрыворазрядных устройств время нарастания давления взрыва до максимального значения может составлять от 0,1 - 0,5 с до 2,0 - 3,0 с.

При обеспечении соответствия секундного расхода аэрозольсодержащих газов максимально возможному секундному приходу в перекрываемый трубопровод продуктов взрывного горения и некоторого превышения (на 10,0 - 30,0%) времени работы аэрозольгенератора над длительностью процесса взрывного горения взрывоопасной смеси в объеме А зона встречи потоков в перекрываемом трубопроводе будет перемещаться в сторону объема А по мере снижения величины текущего значения давления взрыва. В определенный момент это приведет к заполнению объема А пламягасящим аэрозолем и его последующему истечению через проходные сечения предохранительных взрыворазрядных устройств В.

Предлагаемое устройство может использоваться для аварийного перекрытия трубопроводов в нескольких вариантах:

1. На перекрываемом трубопроводе вдоль наружной поверхности монтируется один аэрозольгазовый затвор, запускаемый (включающийся) по команде от датчика-индикатора взрыва.

2. На перекрываемом трубопроводе вдоль наружной поверхности параллельно монтируются несколько аэрозольгазовых затворов, запускаемых одновременно или последовательно по команде от датчика-индикатора взрыва.

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

Пример.

Технические характеристики устройства для локализации взрыва.

Диаметр, мм - 95

Высота, мм - 340

Масса аэрозолеобразующего огнетушащего состава, кг - 1,0

Диаметр отпрессованной шашки, мм - 84

Масса теплопоглощающего материала, кг - 0,8

Заданный объем сооружения, в котором возникает взрыв, м³ - 10

Защищаемый объем, м³ - 10

Длина трубопровода, м - 5

Количество генераторов, шт - 1

В заданном объеме инициировался взрыв смеси муки 1 с. с воздухом. После срабатывания датчика- индикатора взрыва через 0,05 с срабатывал генератор ингибирующего аэрозоля. Аэрозоль, поступая через сопловые блоки в трубопровод и в оба объема, через 0,1 с прекращал поступление продуктов взрывного горения, заполнял затем заданный объем, полностью прекращая в нем горение, и защищаемый объем, при этом избыток аэрозоля выходил в виде плотного белого дыма через проходные сечения предохранительных взрыворазрядительных устройств. Переброса продуктов взрывного горения в защищаемый объем не наблюдалось.