Отсечной пламягасящий клапан для горючих газов

 

Использование: в области противопожарной техники. Сущность изобретения: клапан состоит из корпуса с коническим отсечным элементом, на котором сверху установлен полый цилиндр с винтовыми каналами на наружной поверхности. 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к запорным устройствам, предназначенным для быстрого перекрытия газопроводов при загорании газа.

Известны пламягасящие устройства, работающие по принципу быстродействующих отсечных клапанов /И. Р. Стрижевский. Техника безопасности при производстве ацетилена. М. Химия, 1978/. Конструкция таких устройств включает в себя отсечные элементы и приспособления для замедления прохождения в корпусе устройства. Наиболее часто в качестве такого приспособления служит петлевой канал достаточно большой длины.

Известен огнепреградитель для газовых магистралей /авт. св. N 631163, 1978 г./, который состоит из корпуса с газопроводящим коллектором и взрывной камеры, которые соединяются между собой петлевым трубопроводом, а разделяются резиновой мембраной с коническим утолщением в центре на нижней поверхности. При загорании газа со стороны потребителя в огнепреградитель во взрывную камеру входит пламя. Далее пламя по петлевому трубопроводу направляется к газопроводящему коллектору, а в это время под действием взрывной волны резиновая мембрана прогибается и ее утолщение перекрывает проходное отверстие раньше, чем туда подойдет пламя по петлевому трубопроводу.

Недостаток указанного огнепреградителя в возможном нарушении целостности резиновой мембраны /например, из-за прогорания/ или разгерметизации уплотнения мембраны по крепежной поверхности в процессе эксплуатации устройства. В этих случаях огнепреградитель пропустит пламя напрямую через мембрану. Замена материала мембраны с резины на другой материал, даже сталь, не может дать положительного эффекта, так как мембрана должна быть упругой /область высокой частотой собственных колебаний/, т. е. тонкой и, следовательно, всегда будет реальна возможность нарушения ее целостности.

Целью изобретения является повышение надежности пламягашения отсечного клапана.

Для достижения указанной цели заявленное устройство снабжено взамен тонкой герметичной мембраны полым цилиндром, свободно перемещающимся в корпусе устройства, причем между наружной поверхностью цилиндра и внутренней поверхностью корпуса устройства имеется зазор, размер которого не превышает критическую пламягасящую величину. Для прохода газа на наружной поверхности цилиндра сделаны по винтовой линии пазы, выполняющие роль петлевого трубопровода. Фиксирование цилиндра в нижнем закрытом положении осуществляется коническим утолщением, смонтированном на нижней поверхности цилиндра.

На чертеже показан отсечной пламягасящий клапан.

Он состоит из корпуса 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3. Внутри корпуса свободно перемещается в вертикальном направлении полый цилиндр 4 с коническим утолщением на нижней поверхности. Корпус 1 клапана имеет коническое посадочное седло 5. На наружной поверхности цилиндра 4 выполнены винтовые каналы 6 /на чертеже показан один канал, но их может быть несколько/.

Работает отсечной пламягасящий клапан следующим образом. При нормальных условиях /когда нет горения/ горячий газ поступает во входной патрубок 2, приподнимает собственным давлением подвижный цилиндр 4 над посадочным седлом 5 и по винтовому каналу 6 через выходной патрубок 3 направляется к потребителю.

Существенным здесь является то обстоятельство, что цилиндр 4 под действием движущегося вверх по винтовому каналу 6 газа вращается вокруг своей оси. При этом горючий газ, находящийся во внутренней полости цилиндр 4, закручивается и турбулизируется.

В случае воспламенения газа у потребителя пламя входит в патрубок 3 и далее разветвляется по двум направлениям: движется сверху вниз по винтовому каналу 6; входит во внутреннюю полость цилиндра 4 и поджигает находящийся там газ. Так как объем газа во внутренней полости цилиндра 4 турбулизирован, то его поджигание происходит быстро и приводит к сильному взрыву. Под действием взрывной волны подвижный цилиндр 4 с большой скоростью перемещается вниз до посадки и заклинивания конического утолщения в посадочном седле 5.

Пламя, перемещаясь по винтовому каналу 6, подойдет к патрубку 2 тогда, когда проходное газовое сечение устройства будет уже перекрыто. Таким образом отсечной пламягасящий клапан отсек прохождение газа через устройство в тот момент, когда у потребителя произошло воспламенение газа, и предотвратил прохождение пламени по газопроводу от потребителя газа до источника газа.

Принципиально важное отличие предлагаемой конструкции отсечного пламягасящего клапана поперечные размеры винтового канала 6. Винтовой канал 6 предназначен для выполнения двух рабочих функций: через него протекает снизу вверх горячий газ; через него проходит сверху вниз пламя, но скорость пламени должна быть минимальна для того, чтобы клапан успел перекрыть проходное сечение газа. Медленное продвижение пламени по винтовому каналу можно реализовать только в том случае, если будут созданы условия для дефлаграционного режима горения, исключающие возможность возникновения детонационного режима горения. Поэтому важно отметить в формуле изобретения допустимые поперечные размеры винтового канала 6. Они должны быть больше пламягасящих, но меньше критических детонационно-гасящих. Для конкретных газов или их смесей пламягасящие и критические детонационно-гасящие размеры каналов даны в справочной литературе.

Преимуществом предлагаемого клапана перед прототипом является то, что вероятность отказа в работе у него много меньше, так как отсутствует необходимость в герметичных соединениях отдельных конструктивных элементов устройства.

Формула изобретения

Отсечной пламягасящий клапан для горючих газов, содержащий корпус с внутренним коническим запорным элементом, отличающийся тем, что верхняя часть запорного элемента выполнена в виде полого цилиндра, на наружной поверхности которого выполнены винтовые каналы с поперечными размерами больше пламягасящих, но меньше критических детонационно-гасящих величин.

РИСУНКИ

Рисунок 1