Огнепреградитель

 

Изобретение относится к области противопожарной техники, в частности к устройствам для задержки пламени и предотвращения распространения огня при резервуарном нефтепродуктохранении (огнепреградители). В изобретении описан огнепреградитель, состоящий из корпуса и огнепреграждающего элемента, выполненного в виде поочередно уложенных в пакет плоских и гофрированных пластин, пакет снабжен охватывающей его обоймой, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, а огнепреграждающий элемент составлен по крайней мере из двух таких пакетов, обоймы которых имеют тепловой контакт с корпусом огнепреградителя. Указанная совокупность признаков обеспечит повышение эффективности огнепреграждения. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области противопожарной техники и может быть использовано в первую очередь на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей промышленности и на транспорте в различных системах хранения и транспортировки пожароопасных и взрывоопасных продуктов переработки и производства. В частности, изобретение относится к устройствам для задержки и предотвращения распространения огня при резервуарном нефтепродуктохранении.

Уровень техники в данной области характеризуется приведенными ниже сведениями.

Из литературы (И.И.Стрижевский, В.Ф.Заказнов. Промышленные огнепреградители, М., Химия, 1974, стр. 67, 71, 72) известно устройство ленточного огнепреградителя с огнепреграждающим элементом, выполненным спиральной намоткой двух металлических лент, одна из которых плоская, а другая гофрированная, на общую ось. В этом устройстве роль задерживающего пламя элемента играет система каналов, образованная двумя этими лентами при их совместной намотке. Тепло, образующееся в процессе дефлаграционного горения паровоздушной смеси, поглощается металлическими стенками канала огнепреграждающего элемента и в результате охлаждающего действия стенок канала температура смеси становится ниже предела поддержания горения. По лентам тепло растекается от места локализации пламени и выводится на стенки (корпус) огнепреградителя.

Известен огнепреградитель (А.С. N 1787451, Огнепреградитель, В.К. Битюцкий и др., 15.01.93 г. Бюллетень изобретений N 2, 1993), содержащий корпус с входным и выходным патрубками с размещенными в нем двумя перфорированными вставками и огнепреграждающим элементом, выполненным в виде поочередно уложенных в пакет плоских и гофрированных пластин, имеющих сквозной осевой канал. Такая конструкция огнепреграждающего элемента не свободна от недостатков, связанных в основном с малой стойкостью его к посадке пламени на поверхность огнепреграждающего элемента.

Данному известному устройству свойственны следующие недостатки: 1. Пакет плоских и гофрированных пластин огнепреграждающего элемента имеет плохой тепловой контакт с корпусом огнепреградителя, что затрудняет теплоотвод от пакета в случае длительной локализации пламени на огнепреграждающем элементе.

2. Пакет предполагает вертикальную установку, так как при любой другой установке в условиях стабильного горения пламени на внешней или внутренней его сторонах одна из охваченных огнем сторон пакета окажется обращенной вниз, что недопустимо. Но и вертикальная установка не является оптимальной в условиях длительной локализации пламени на поверхности огнепреграждающего элемента. При такой установке нижние слои нагретых продуктов сгорания вместо того, чтобы свободно уходить в атмосферу, проходят вблизи всей расположенной выше поверхности огнепреграждающего элемента, дополнительно нагревая его за счет конвекции.

3. Ориентация пластин в огнепреграждающем элементе не способствует эффективной передаче тепла от элемента к корпусу, так как ближайшие теплоотводящие детали корпуса расположены по направлению набора пакета, а теплопроводность пакета в направлении его набора существенно меньше его же теплопроводности в плоскости расположения пластин.

Все это ведет к перегреву огнепреграждающего элемента при длительной посадке пламени, к передаче по пластинам пакета большого теплового потока по направлению сторон пакета, обращенных к защищаемому пространству, и, в конечном итоге, к разогреву их до температур выше температуры самовоспламенения горючей смеси. При таком развитии событий через короткое время смесь воспламенится внутри защищаемого объема.

Указанные недостатки устранены в огнепреградителе, описанном в патенте Великобритании N 528385, кл. A 62 C 4/02, опубл. 29.10.40, который принят в качестве наиболее близкого аналога заявленного изобретения.

Задача настоящего изобретения состоит в повышении эффективности огнепреграждения.

В заявленном изобретении, также как и в патенте GB N 528385, огнепреградитель состоит из корпуса и огнепреграждающего элемента, выполненного в виде поочередно уложенных в пакет плоских и гофрированных пластин, охваченных обоймой из материала с высокой теплопроводностью, имеющей тепловой контакт с корпусом огнепреградителя.

В отличие от наиболее близкого аналога пакет пластин охвачен прямоугольной обоймой, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, а огнепреграждающий элемент составлен по крайней мере из двух таких пакетов.

Боковые стороны обоймы пакета выполнены погруженными в пакет, для чего пластины пакета с двух противоположных сторон снабжены прямоугольными пазами, по длине равными высоте боковой стороны обоймы, а по глубине - не более ее толщины. Корпус огнепреградителя выполнен разъемным и снабжен устройствами для стяжки огнепреграждающего элемента.

На фиг. 1 представлена схема заявляемого огнепреградителя (вид сверху и изометрия).

На фиг. 2 представлен вариант исполнения пластин огнепреграждающего элемента и схема сборки этих пластин в пакет.

Огнепреградитель (фиг. 1) состоит из корпуса 1 и огнепреграждающего элемента, выполненного в виде поочередно уложенных в пакет 2 плоских и гофрированных пластин, и отличается тем, что пакет 2 снабжен охватывающей его прямоугольной обоймой 3, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, а огнепреграждающий элемент составлен по крайней мере из двух таких пакетов и обоймы, которые имеют тепловой контакт с корпусом огнепреградителя 1.

Боковые стороны (фиг. 2) обоймы 3 пакета выполнены погруженными в пакет 2, для чего пластины пакета 2а с двух противоположных сторон снабжены прямоугольными пазами, по длине равными высоте боковой стороны обоймы 3, а по глубине - не более ее толщины.

Корпус 1 огнепреградителя выполнен разъемным и снабжен устройствами 4, 5 для стяжки огнепреграждающего элемента.

Работу устройства рассмотрим на примере одного из вариантов его исполнения - резервуарного огнепреградителя (фиг. 1).

При резервуарном хранении нефтепродуктов внутри полости резервуара образуется пожароопасная паровоздушная смесь. В случае ее возгорания вне защищаемой огнепреградителем полости резервуара вероятно возникновение дефлаграционного горения. На внешней, обращенной к атмосфере поверхности огнепреградителя возможна локализация (посадка) пламени, что приводит к интенсивному разогреву этой поверхности и передаче тепла от более нагретых ее участков к менее нагретым. При длительной посадке пламени единственным путем естественного отвода тепла от нагретых участков является передача его корпусу 1 огнепреградителя с последующим рассеянием его в атмосферу излучением и конвекцией. Разогреваемый пламенем пакет 2 прямых и гофрированных пластин по разному проводит тепло в различных направлениях. Хуже всего тепло проводится в направлении пакетирования пластин, так как в этом направлении тепло в основном передается за счет непосредственного контакта между прямыми и гофрированными пластинами. Так как площадь контакта невелика по сравнению с площадью самой пластины, то теплопередача от пластины к пластине существенно ниже, чем теплопроводность вдоль отдельной пластины. Для улучшения теплообмена между наиболее разогретыми зонами пакета 2 (как правило, центр обращенной к пламени поверхности пакета) и корпусом 1 пакет заключен в прямоугольную обойму 3, выполненную из материала с хорошей теплопроводностью (например из алюминия), охватывающую пакет со всех сторон и имеющую тепловой контакт с корпусом 1 огнепреградителя. При этом для каждого из пакетов образуются дополнительные стоки тепла по направлению пакетирования, что способствует улучшению теплоотдачи от пакета к корпусу и снижению температуры пластин, в том числе и по центру пакета. Улучшение теплоотдачи от пакета к корпусу будет иметь место в том случае, если огнепреграждающий элемент составлен по меньшей мере из двух заключенных в обоймы пакетов, а сами обоймы имеют непосредственный контакт с корпусом огнепреградителя. Теплопередача к боковым сторонам обоймы от пластин пакета будет тем лучше, чем меньше ширина пакета. Снижение ширины пакета при сохранении эффективного пропускного сечения огнепреградителя в целом ведет к увеличению количества пакетов в огнепреграждающем элементе и способствует тем самым повышению огнестойкости огнепреградителя. Оптимальное количество пакетов в огнепреграждающем элементе зависит от его геометрии, расчетной пропускной способности и от температуры пламени ожидаемого источника возгорания.

Таким образом, исполнение огнепреграждающего элемента из ряда отдельных пакетов, каждый из которых охвачен теплопроводящей обоймой, имеющей тепловой контакт с корпусом, позволяет снизить температуру пластин пакета и, в конечном итоге, увеличить время достижения нижней стороной пакета температуры самовоспламенения смеси, что соответствует поставленной цели.

На теплопередачу от пакета к корпусу огнепреградителя будет также влиять качество теплового контакта между пластинами пакета и обоймой (см. фиг.2), а также между обоймой и корпусом огнепреградителя. Поэтому выполнение пазов на противоположных сторонах пластин пакета 2 и погружение в них боковых сторон обоймы 3 ведет к улучшению теплового контакта между пакетом и пластинами, что в свою очередь содействует достижению поставленной цели. Кроме того, повышению огнестойкости огнепреградителя способствует и то, что в выполненном таким образом огнепреграждающем элементе боковые стороны обойм не имеют непосредственного контакта с пламенем и поэтому не содействуют передаче высоких температур вглубь пакета.

Для улучшения теплового контакта между торцевыми сторонами обойм 3 и корпусом 1 огнепреградителя, последний выполнен разъемным и снабжен устройствами 4, 5 для стяжки огнепреграждающего элемента (фиг. 1). В нашем примере эти устройства выполнены в виде заушин 4 с отверстиями для стягивающих болтов и петель 5, оснащенных эксцентричными регулировочными втулками.

Предлагаемое решение обладает следующими преимуществами: - расположение и форма пластин в огнепреграждающем элементе способствует эффективной передаче тепла от пластины к боковым стенкам обоймы и от нее к корпусу, так как теплоотводящие детали обоймы расположены по направлению максимальной теплопроводности пластин, - пакет пластин огнепреграждающего элемента имеет хороший тепловой контакт с обоймой, а через нее и с корпусом огнепреградителя, что улучшает теплоотвод от пакета, снижает температуру огнепреграждающего элемента и увеличивает время защищенности объекта от проникновения пламени, - огнепреградитель заявленной конструкции легко поддается разборке и сборке, что делает его более контроле- и ремонтопригодным, повышая срок гарантированной эксплуатации и улучшая эксплуатационные качества.

Формула изобретения

1. Огнепреградитель, состоящий из корпуса и огнепреграждающего элемента, выполненного в виде поочередно уложенных в пакет плоских и гофрированных пластин, охваченных обоймой из материала с высокой теплопроводностью, имеющей тепловой контакт с корпусом огнепреградителя, отличающийся тем, что пакет пластин охвачен прямоугольной обоймой, а огнепреграждающий элемент составлен по крайней мере из двух таких пакетов.

2. Огнепреградитель по п.1, отличающийся тем, что боковые стороны обоймы пакета выполнены погруженными в пакет, для чего пластины пакета с двух противоположных сторон снабжены прямоугольными пазами, по длине равными высоте боковой стороны обоймы, а по глубине - не более ее толщины.

3. Огнепреградитель по п.1, отличающийся тем, что корпус огнепреградителя выполнен разъемным и снабжен устройствами для стяжки огнепреграждающего элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2