огнепреградитель

Формула изобретения

1. Огнепреградитель, содержащий огнепреграждающие элементы, расположенные с зазором относительно друг друга в осевом направлении в корпусе с входным и выходным отверстиями, отличающийся тем, что огнепреграждающие элементы из пористого материала выполнены в направлении от входного к выходному отверстиям корпуса с увеличением их толщины, расстояния между ними и размера поровых каналов.

2. Огнепреградитель по п.1, отличающийся тем, что огнепреграждающие элементы выполнены из высокопористого открытоячеистого термостойкого керамического металлического материала с канальной пористостью.

Описание изобретения к патенту

Область применения - противопожарная техника, используемая для гашения паровоздушных горючих смесей, например, в сбросных свечах.

Известен огнепреградитель (ОП), содержащий проницаемые для потока газа огнепреграждающие насадки (элементы) (ОЭ). ОЭ имеют высокое сопротивление потоку газовой среды, т.к. для ОЭ используют пористые изделия в виде засыпки мелкозернистого тугоплавкого материала, пористую металлокерамику с пористостью не более 30...50%, сетки, волокнистые материалы (а.с. SU 589992, кл. А62С 3/04, опубл. 30.04.1978).

Для огнепреграждения быстрогорящих смесей, например водород-кислород (воздух), необходим ОЭ с размером каналов до 0,02 мм в зависимости от рабочего давления при условии постоянства критерия Пекле = 65. Габариты ОЭ и ОП при этом должны быть значительны при больших расходах среды. Чтобы ОЭ не прогорали, толщина их должна быть значительной, а это увеличивает сопротивление потоку среды.

Задачи оптимизации размеров поровых каналов ОЭ и взаимного расположения ОЭ в огнепреградителе частично решены в огнепреградителе, принятом в качестве ближайшего аналога и содержащем огнепреграждающие элементы, расположенные с зазором друг относительно друга в осевом направлении в корпусе с входным и выходным отверстиями (а.с. SU 1574226, кл. А62С 3/04, опубл. 30.06.1990).

Задача изобретения - снижение сопротивления потоку газовой смеси, уменьшение габаритов ОП, повышение времени сохранения работоспособности при воздействии пламени.

Поставленная задача решается тем, что в огнепреградителе, содержащем огнепреграждающие элементы, расположенные с зазором относительно друг друга в осевом направлении в корпусе с входным и выходным отверстиями, последние выполнены из пористого материала в направлении от входного к выходному отверстиям корпуса с увеличением их толщины, расстояния между ними и размера поровых каналов, кроме того,

огнепреграждающие элементы выполнены из высокопористого открытоячеистого термостойкого керамического металлического материала с канальной порстостью.

На чертеже показан поперечный разрез ОП.

ОП содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, в котором установлены с зазором относительно друг друга в осевом направлении ОЭ 4, 5, 6, которые имеют опорные перфорированные элементы (ПФ) 7, 8, 9. Между ОЭ 4, 5 и ПФ 8, 9 установлены кольцевые элементы 10, 11. ОЭ 4, 5, 6 закрепляют гайкой 12. ОЭ 4, 5, 6 выполнены из пористого термостойкого материала, например спеченной металлокерамики, керамики, волокнистого материала. Наибольший размер пор ОЭ 4, 5, 6 толщину "а", расстояние между ОЭ 4, 5, 6 "б" увеличивают в направлении от входного 2 к выходному 3 отверстиям корпуса 1. ОЭ 4, 5, 6 могут быть выполнены из высокопористого открытоячеистого термостойкого материала (ВПЯМ) на основе дублирования структуры открытоячеистого пенополиуретана (см. Пористые проницаемые материалы. Справочник. Под ред. Белова С. В. - М: Металлургия, 1987, 383 с.). Это может быть тугоплавкий керамический и металлический материал. Отличие этого материала от всех известных в том, что пористость его составляет до 95...98%, а внутренняя структура имеет канальную пористость. Материал обладает очень низким сопротивлением потоку газа. ОЭ 4, самый мелкопористый, связан через уплотнительные прокладки 13, 14 с ПФ 7 и кольцевым элементом 10, установленные по торцам на периферии ОЭ 4 для исключения проскока пламени через зазор сопряжения "ОЭ 4 - корпус 1". Кольцевые элементы 10, 11, ПФ 6, 7, 8 имеют зазор сопряжения с корпусом 1 меньший в несколько раз, чем наибольший размер пор стоящего перед ним ОЭ в осевом направлении от входного 2 к выходному 3 отверстиям корпуса 1 для исключения проскока пламени через зазор сопряжения.

Газовая смесь подается к входному отверстию 2, проходит через сеть пор ОЭ 4, 5, 6 к выходному отверстию 3 корпуса 1. При загорании газовой смеси у выходного отверстия 3 основное термическое воздействие принимает на себя ОЭ 6, толщина и наибольший размер пор которого выбраны наибольшими из соображения наибольшого времени сохранения работоспособности при воздействии пламени, причем наибольший размер пор ОЭ 5 может быть большим гарантированного размера пор, а для ОЭ 6 - большим критического размера пор. Возможные проскоки пламени через ОЭ 6 гасятся в ОЭ 5, а если проскок будет и через него, то пламя гарантированно задерживается ОЭ 4, который имеет размер пор меньше или равный гарантированному размеру пор из условия критерия Пекле. Назначение ОЭ 5, 6, расположенных с зазором относительно друг друга и от ОЭ 4, в отрыве пламени от основного ОЭ 4 и локализации его основного термического воздействия на ОЭ 5, 6. При этом надежность и долговечность ОЭ 4 значительно возрастает. В значительной степени этому способствуют и увеличенные толщины ОЭ 5, 6, т.е. прогорает такой элемент дольше, при этом они обладают небольшим сопротивлением потоку среды, т.к. имеют увеличенный размер пор по сравнению с ОЭ 4. Принцип отрыва пламени от основного ОЭ 4 и локализации его на вспомогательных более крупнопористых ОЭ 5, 6 позволяет значительно продлить время сохранения работоспособности при воздействии пламени ОЭ 4, так как есть возможность выполнить его небольшой толщины для снижения сопротивлению потоку газовой смеси и исключить перегрев, преждевременное прогарание. Это повышает долговечность ОП в целом. После каждого ОЭ образована камера расширения для потока газа после дросселирования в ОЭ, чем меньше перепад на ОЭ, тем больше должна быть камера расширения, поэтому размер "б" увеличивают. Известно, что при дросселировании в камере расширения при снижении давления снижается температура газа и при проскоке пламени происходит его охлаждение и частичное гашение. Между ОЭ 6 и ОЭ 5 проскоки пламени могут быть частыми, поэтому расстояние между ними наибольшее. Проскоки пламени между ОЭ 5 и ОЭ 4 редки и расстояние между ними можно уменьшить. Преодолеть значительное расстояние "б" для пламени против потока затруднительно.

Применение для ОЭ 3, 4, 5 ВПЯМ позволяет значительно снизить сопротивление потоку газовой смеси и уменьшить габариты ОП. Применение данного материала в ОП неизвестно. Пористостью в 94...98% не обладает ни один известный материал для ОП, поэтому применение ВПЯМ является новым и позволяет достигнуть эффекта значительного снижения сопротивления потоку газа и снизить габариты ОП по сравнению с применением традиционных пористых материалов. Наличие канальной пористости, присущей только этому материалу, способствует распространению пламени не только в осевом направлении, но и в перпендикулярном оси направлении, что увеличивает путь пламени и способствует более быстрому его гашению. В настоящее время можно получать ВПЯМ от 5 до 0,1 мм для ОЭ для различных смесей газов.

Огнепреградитель может использоваться в различных отраслях народного хозяйства.