Встраиваемая вставка пламегасителя
Настоящее изобретение относится к пламегасителям, а именно к встраиваемой вставке пламегасителя. Описан вариант встраиваемой вставки пламегасителя. Пламегаситель (101) содержит корпус (120), снабженный проходом (112) для осуществления связи по текучей среде между первым концом (202b) прохода и вторым концом (202а) прохода, причем первый конец прохода включает в себя фланец (204) и вставку (104), расположенную в проходе, практически заполняя площадь поперечного сечения прохода, тогда как первый торец вставки прилегает к фланцу. Вставка сформирована так, чтобы образовывать зазор между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода для связи по текучей среде первого и второго концов прохода, и вставка содержит, как минимум, одну щель (121) на первом торце вставки, простирающуюся вдоль наружной поверхности первого торца вставки до периферийного края первого торца вставки, для направления потока текучей среды в щель к стенке прохода и вдоль зазора и наружной поверхности вставки ко второму концу прохода. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к пламегасителям, а именно к встраиваемой вставке пламегасителя.
Уровень техники
Контроллеры клапанов или другие устройства управления технологическим процессом могут действовать в окружающей среде, допускающей возможность взрыва или возгорания. Например, контроллеры клапанов могут управлять клапанами, которые регулируют поток нефти на нефтеперегонной установке или поток химических веществ на химическом предприятии или производственном предприятии. Контроллеры клапанов обычно содержат модули, имеющие обшивку или кожух, в котором могут накапливаться текучие среды и/или газы из потенциально пожароопасных сред. Искры или перегрев, возникающий из-за электронных устройств, проводов или двигателей в модулях, может привести к воспламенению текучей среды внутри модуля и образованию пламени, огня или вспышки. Обшивка или кожух могут сдерживать пламя, огонь или вспышку в пределах модуля. Однако обшивка или кожух могут содержать проходы или каналы, обеспечивающие поток текучей среды извне обшивки или кожуха внутрь обшивки или кожуха для осуществления измерения характеристик текучей среды с помощью электронных устройств модуля.
Как правило, пламегаситель, установленный в проходе или канале модуля, обеспечивает поток текучей среды через проход, но предотвращает проникновение пламени, огня или вспышки через проход в потенциально пожароопасную среду снаружи модуля. Пламегаситель препятствует проникновению пламени или вспышки (например, гасит их) в наружную окружающую среду, поглощая тепло, сопровождающее пламя или вспышку. Таким образом, пламегаситель обеспечивает проход текучей среды в модуль из окружающей среды, в то же время предотвращая выход огня или вспышки из обшивки или кожуха модуля и воспламенение наружной окружающей среды.
Раскрытие изобретения
Описан вариант встраиваемой вставки пламегасителя. Вариант пламегасителя включает в себя корпус, снабженный проходом, обеспечивающим связь по текучей среде между первым концом прохода и вторым концом прохода, причем первый конец прохода содержит фланец. Вариант пламегасителя включает в себя вставку, расположенную в проходе, практически заполняющую площадь поперечного сечения прохода, причем первый торец вставки прилегает к фланцу, и вставка сформирована так, чтобы образовывать зазор между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода, для связи по текучей среде первого и второго концов прохода. Вставка содержит, по меньшей мере, одну щель в переднем торце вставки, проходящую вдоль наружной поверхности первого торца вставки до периферийного края первого торца вставки, для направления текучей среды в щель, к стенке прохода и вдоль зазора и наружной поверхности вставки в направлении второго конца прохода.
Другой вариант пламегасителя включает в себя вставку, по меньшей мере, с одной щелью на ее конце, проходящей вдоль наружной поверхности торца до периферийного края торца, для направления потока текучей среды в щель в направлении наружной поверхности вставки. Еще один вариант пламегасителя включает в себя вставку, по меньшей мере, с одной щелью на торце вставки и, по меньшей мере, один проход во вставке для обеспечения связи по текучей среде, как минимум, между одной щелью и наружной поверхностью вставки.
Кроме того, другой вариант пламегасителя включает в себя корпус, снабженный проходом, обеспечивающим связь по текучей среде между первым концом прохода и вторым концом прохода, причем второй конец прохода служит для приема пламени, возникающего в пожароопасной среде. Вариант пламегасителя, кроме того, включает в себя вставку, расположенную в проходе и сформированную так, чтобы практически заполнять площадь поперечного сечения прохода первым торцом вставки и образовывать зазор между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода, для связи по текучей среде первого и второго концов прохода. Вставка содержит, по меньшей мере, одну щель на переднем торце вставки, проходящую вдоль наружной поверхности первого торца вставки до периферийного края первого торца вставки, для направления текучей среды в щель, к стенке прохода и вдоль зазора и для гашения пламени, распространяющегося от второго конца прохода к первому концу прохода.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой цифровой контроллер клапана, который включает в себя вариант пламегасителя.
Фиг.2 представляет собой схему поперечного сечения пламегасителя, который может использоваться для осуществления варианта пламегасителя по фиг.1.
На фиг.3A-3D изображены схемы поперечного сечения, представляющие различные способы осуществления вариантов вставки по фиг.2.
Осуществление изобретения
Описываемый вариант пламегасителя может использоваться для предотвращения проникновения пламени, огня и/или вспышки в пожароопасную среду. Хотя вариант пламегасителя описывается в сочетании с контроллером клапана, вариант пламегасителя может использоваться с другими устройствами, корпусами, каналами, проходами и/или барьерами.
Контроллеры клапанов и другие устройства могут действовать в пожароопасных средах. Такие пожароопасные среды могут включать в себя энергогенерирующие системы, химические нефтеперегонные установки и/или другие средства управления техпроцессами, которые вовлекают текучие среды, допускающие возможность возникновения пламени, огня или вспышки. Возникновение пламени, огня или вспышки в пожароопасной среде может привести к причинению значительного ущерба технологической установке и/или окружающим участкам.
Контроллер клапана и/или другое устройство могут допускать попадание газов и/или жидкостей из пожароопасной среды в устройство, где электронная аппаратура, датчики и/или другие элементы могут обладать возможностью воспламенять газ и/или жидкость вследствие искры, короткого замыкания, перегрева и т.д. Любое воспламенение в устройстве должно удерживаться внутри устройства для предотвращения проникновения пламени, огня или вспышки в пожароопасную среду и причинения значительно большего огня, пламени и/или вспышки.
В ряде вариантов контроллер клапана и/или устройство могут измерять характеристики текучей среды, которая сообщается с пожароопасной средой. Эти характеристики могут измеряться датчиками и/или другими электронными устройствами (например, печатными платами (РСВ), микроэлектромеханическими системами (MEMS), интегральными схемами, процессорами, устройствами памяти, дискретными компонентами и/или активными элементами). Характеристики могут измеряться для контроля химической реакции, регулирования давления текучей среды, регулирования концентрации газа или текучей среды, измерения условий окружающей среды в системе управления, контроля примесей газа или текучей среды и т.д. Однако для предотвращения распространения пламени, огня или вспышки из датчиков и/или электронной аппаратуры пламегаситель может располагаться в обшивке или кожухе (например, корпусе устройства), между наружной окружающей средой и электронной аппаратурой. Типичные решения, обеспечивающие проход газа или текучей среды через обшивку или кожух и препятствующие распространению пламени или вспышки из электронной аппаратуры, включают в себя один или несколько проходов в обшивке или кожухе. Эти проходы соединены по текучей среде с потенциально пожароопасной средой в электронной аппаратуре, но содержат один или несколько встроенных пламегасителей для препятствования проникновению пламени или вспышки в потенциально пожароопасную среду.
В общем, пламегаситель препятствует проникновению пламени, огня или вспышки (например, гасит их) в потенциально пожароопасную среду, поглощая тепло и/или кислород, связанный с возникновением пламени, огня или вспышки. Некоторые известные пламегасители изготовлены из теплопоглощающих металлов и могут предназначаться для встраивания и проход, что обеспечивает проход текучей среды (например, газа или жидкости) от одного конца прохода к другому его концу. Например, спеченный пламегаситель может быть изготовлен из порошкового металла, который спрессован в определенную форму, для встраивания в проход. Спрессованный порошковый металл образует металлическую губчатую структуру, содержащую множество пересекающихся отверстий с различными размерами пор. Отверстия и поры обеспечивают прохождение текучей среды и/или газа через пламегаситель, тогда как спрессованный порошковый металл поглощает тепло от любого пламени и/или вспышки, которые могут воздействовать на пламегаситель.
Другой известный пламегаситель выполнен из пенополиуретана, покрытого никелем. Пенополиуретан удаляется вследствие термического разложения. Затем никель превращается в никель-хромовый сплав вследствие диффузии газа и сжимается, занимая место на соответствующем проходе. Аналогично устройствам из спрессованного порошкового металла, описанным ранее, никель-хромовый сплав содержит множество отверстий и/или пор, которые обеспечивают проход текучей среды и/или газа, и вместе с тем поглощает тепло из воздействующего пламени и/или вспышки. Варианты из никеля и спрессованного порошкового металла могут быть склонны к образованию трещин между отверстиями и/или порами, что может приводить к разрушению пламегасителя. Кроме того, варианты из никеля и спрессованного порошкового металла довольно сложны в производстве и дороги.
В известном ранее варианте может гофрироваться тонкий, но достаточно длинный отрезок металла. Гофрированный металл затем может сворачиваться, образуя гильзу. В другом известном варианте пламегаситель выполнен из элементов прессованной металлической проволоки и/или прессованной проволочной сетки. Эти известные устройства могут действовать для пропускания газа и/или жидкости, одновременно ограничивая распространение пламени. Однако такие известные устройства можно устанавливать лишь внутри сравнительно крупных проходов.
В другом известном варианте пламегаситель может выполняться посредством создания прохода с помощью гиподермической трубки и/или мелкого отверстия. Сравнительно мелкое отверстие может иметь сравнительно большую длину, на которой поглощается тепло от распространяющегося пламени или вспышки. Однако создание постоянных проходов в металлических конструкциях с помощью относительно мелкой гиподермической трубки и/или отверстия может быть неэффективным и дорогим.
Описанный в настоящем документе вариант пламегасителей может осуществляться в виде вставки, имеющей первый щелевой торец. Щель может проходить вдоль грани или поверхности торца вставки до периферии или круговой наружной поверхности вставки. Вставка устанавливается в проходе, так чтобы создать почти полное или частичное уплотнение щелевого торца вставки и фланца в пределах прохода. Если щель перекрывает периферическую круговую поверхность, текучая среда может обходить уплотнение между первым торцом вставки и фланцем. Кроме того, размеры вставки подобраны так, чтобы вставлять ее в проход, оставляя зазор между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода, обеспечивая таким образом прохождение текучей среды через проход. Иначе говоря, текучая среда может распространяться через проход, протекая в щель, обходя частичное уплотнение и протекая в зазор между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода. Вариант пламегасителя может использоваться для гашения пламени и/или предотвращения распространения вспышки через проход, путем направления пламени и/или вспышки вдоль наружной поверхности вставки, создавая, таким образом, вставку и/или стенку прохода, в котором расположена вставка, для поглощения тепла, сопровождающего пламя или вспышку.
Вставки, снабженные щелевыми торцами, могут изготавливаться из металла (например, нержавеющей стали, алюминия, золота, меди и др.) и/или из пластмассы. Кроме того, сравнительно просто и недорого выполнение обработки прохода для удержания вставки и фланца, с которым торец вставки образует частичное уплотнение. Кроме того, поскольку щелевой торец заглушки сформирован для направления текучей среды, газа, пламени или вспышки вдоль наружной поверхности вставки через проход, вариант пламегасителя может использоваться для предотвращения распространения пламени или вспышки в пожароопасную среду.
Щель вдоль поверхности торца варианта вставки, описанного в настоящем документе, может выполняться любой формы, размеров и/или глубины, чтобы обеспечить прохождение текучей среды вдоль щели, обходя частичное уплотнение между торцом вставки и фланцем, и через проход вдоль наружной поверхности вставки. Кроме того, вставки могут изготавливаться из нержавеющей стали, алюминия, меди, золота, термореактивной пластмассы и т.д. Хотя далее фиг.1-3 описаны, используя термин «пламя», понятие «пламя» может включать огонь, вспышку и/или другие виды характеристик процесса или продукта сгорания.
На фиг.1 показан контроллер 100 клапана, содержащий вариант пламегасителей 101, 102, и 103. Вариант контроллера 100 клапана может применяться для управления положениям пневматического или гидравлического клапана, используемого в системе управления технологическим процессом. Контроллер 100 клапана управляет описываемым клапаном, получая электрический сигнал положения клапана и преобразуя электрический сигнал в соответствующее пневматическое и/или гидравлическое давление. Для отслеживания и управления положением клапана контроллер 100 клапана может содержать в конфигурации контура обратной связи датчики, электрическую схему, усилители и/или преобразователи.
Вариант пламегасителей 101, 102 и 103 включает в себя соответствующие вставки 104, 105 и 106 и проходы и/или каналы 112, 114 и 116. Например, вставка 104 и проход 112 образуют первый пламегаситель 101, вставка 105 и проход 114 образуют второй пламегаситель 102, а вставка 106 и проход 116 образуют третий пламегаситель 103. Проходы 112-116 являются частью основания модуля, обшивки, кожуха и/или корпуса 120 и создают путь для текучей среды (например, газа или жидкости) для прохода от первой стороны 122 корпуса 120 ко второй стороне 124 корпуса 120. Корпус 120 может изготавливаться из нержавеющей стали, алюминия и/или другого металла или термореактивной пластмассы.
На первой стороне 122 корпуса 120 показаны вставки 104-106 и соответствующие проходы 112-116 в камере 132 электронного устройства. Электронные устройства и/или датчики могут закрепляться в камере 132 посредством печатной платы, так что датчики могут измерять характеристики текучей среды, проходящей через проходы 112-116. Первая сторона 122 корпуса 120 может соединяться с корпусом клапана (не показан) посредством разъемов 140а-с. Разъемы 140а-с могут включать в себя болты, винты, приемные отверстия и/или другие элементы соединения для сборки корпуса 120 с корпусом клапана. Корпус клапана закрывает камеру 132, закрывая таким образом вставки 104-106, проходы 112-116 и разъемы 140а-с, так что в камере 132 образуется частичное уплотнение.
Вторая сторона 124 корпуса 120 включает в себя крышку 150, которая содержит реле, преобразователи тока в давление (I/Р преобразователи) и/или пневматические усилители. Вторая сторона 124 может также содержать манометры для отображения давления, подаваемого к клапану. Такие манометры находятся внутри крышки 150, и поэтому крышка 150 может быть сделана из пластмассы, включающей прозрачную часть для считывания оператором показаний через крышку 150. Однако, поскольку крышка 150 может быть сделана из пластмассы, крышка 150 может не образовывать уплотнение со второй стороной 124 корпуса 120. В результате крышка 150 может не быть функциональной и/или рассчитанной на содержание пламени, огня или вспышки.
Если корпус 120 соединен с крышкой 150 и корпусом клапана, пневматическое и/или гидравлическое давление, управляемое регуляторами на второй стороне 124 корпуса 120, измеряется электронными устройствами и/или датчиками, расположенными на первой стороне 122 корпуса 120. Электронные устройства и/или датчики на первой стороне 122 физически отделены от регуляторов давления на второй стороне 124 для предотвращения влияния на регуляторы давления любых искр и/или тепла, возникающего в электронных устройствах. Однако давление текучей среды, измеряемое датчиками, распространяется между второй стороной 124 и первой стороной 122 через проходы 112-116. В других вариантах один или несколько датчиков на первой стороне 122 могут дополнительно или альтернативно измерять другие характеристики текучей среды, в том числе концентрацию химических веществ, температуру и пр. Проходы 112-116 содержат соответствующие вставки 104-106 для предотвращения попадания любых искр, тепла, пламени и пр. с первой стороны 122 на вторую сторону 124.
Вариант контроллера 100 клапана по фиг.1 может быть расположен в пожароопасной среде и/или вблизи нее. Например, контроллер 100 клапана может устанавливаться на нефтеперегонной установке и управлять клапаном, через который протекает нефть. В другом примере контроллер 100 клапана может устанавливаться в окружающей среде регулятора технологического процесса, которая содержит опасные, токсичные и/или пожароопасные химические вещества. В такой среде испарения, текучие среды и/или химические вещества могут мигрировать в контроллер 100 клапана через границу между крышкой 150 и второй стороной 124 корпуса 120 и/или в камеру 132 электронных устройств через частичное уплотнение между первой стороной 122 корпуса 120 и корпусом клапана. Во многих случаях эти испарения, текучие среды и/или химические вещества могут не представлять опасности для нормального действия контроллера 100 клапана. Однако в ряде случаев эти испарения, текучие среды и/или химические вещества могут воспламеняться и вызывать пламя от искры и/или тепла, возникающего в электронных устройствах в камере 132 электронных устройств. Если позволить пламени достичь пожароопасной среды вне контроллера 100 клапана, огонь может вызвать гораздо более разрушительный пожар в пожароопасной среде, что приведет к нанесению большого ущерба технологической установке и/или системе управления технологическим процессом.
Если пламя возникает на первой стороне 122 корпуса 120, камера 132 направляет пламя в корпус клапана, от частичного уплотнения между корпусом 120 и кожухом. Направление пламени в корпус клапана препятствует выходу пламени из частичного уплотнения между корпусом клапана и корпусом 120, поскольку разъемы 140а-с удерживают корпус клапана в сборе с корпусом 120, пока масса корпуса клапана и/или корпуса 120 поглощает тепло, сопровождающее пламя или вспышку. Однако проходы 112-116 представляют собой возможный путь распространения пламени ко второй стороне 124 корпуса 120. Поскольку крышка 150 не является функциональной и/или рассчитанной на содержание пламени, любое пламя, достигшее второй стороны 124 корпуса 120, рассматривается как достигшее наружной пожароопасной среды контроллера 100 клапана. В вариантах, описанных в настоящем документе, пламегасители 101-103 препятствуют распространению пламени от первой стороны 122 ко второй стороне 124.
Варианты вставок 104-106 (например, стержни, штыри, щелевые штыри и др.) расположены в соответствующих проходах 112-116, практически заполняя площадь поперечного сечения проходов 112-116. Вставки 104-106 имеют диаметр, меньший, чем диаметр проходов 112-116, так что существует зазор между наружной поверхностью каждой из вставок 104-106 и стенкой одного из соответствующих проходов 112-116, который соединяет по текучей среде вторую сторону 124 с первой стороной 122. Каждая из вставок 104-106 имеет первый торец, прилегающий к фланцу в пределах одного из соответствующих проходов 112-116. Первый торец каждой из вставок 104-106 содержит одну или несколько щелей, которые совмещены с одним или несколькими соответствующими проходами 112-116 так, чтобы текучая среда могла проходить или обходить вокруг частичного уплотнения между фланцем и торцом вставки, и через проход. Одна или несколько щелей направляют текучую среду в щели к стенкам прохода и вдоль зазора между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода. Дальнейшее описание вставок 104-106, приведенное ниже в сочетании с фиг.2 и вариантами размеров, форм и свойств щелей во вставках 104-106, описывается в сочетании с фиг.3.
Хотя на фиг.1 показан контроллер 100 клапана с вставками 104-106, вставки 104, 104 и/или 106 могут использоваться в других типах проходов или каналов, которые дают возможность текучей среде проходить от одной стороны корпуса к другой стороне корпуса, но препятствуют распространению пламени или вспышки через проход и/или канал. В других вариантах контроллер 100 клапана может содержать дополнительные или лишь некоторые пламегасители и/или проходы. Кроме того, в других вариантах проходы 112-116 и соответствующие вставки 104-106 могут устанавливаться в иных местах на корпусе 120, чем показано на фиг.1.
Фиг.2 представляет собой схему поперечного разреза для варианта способа осуществления пламегасителя 101, который содержит вставку 104 и проход 112, показанные на фиг.1. Вставка 104 расположена в проходе 112, который содержит первый конец 202а и второй конец 202b. Проход 112 простирается между первым концом 202а на второй стороне 124 корпуса 120 и вторым концом 202b на первой стороне 122 корпуса 120. В варианте по фиг.2 первый конец 202а прохода 112 сравнительно узкий или имеет сравнительно малую площадь поперечного сечения вплоть до фланца 204, возле которого проход 112 расширяется, чтобы вмещать вставку 104. Иначе говоря, диаметр прохода 112 практически постоянен от второго конца 202b прохода до фланца 204 и уменьшается от фланца 204 в направлении первого конца 202а прохода 112. В других вариантах первый конец 202а прохода 112 может быть относительно шире или такой же ширины, как второй конец 202b.
В варианте по фиг.2 вставка 104 может иметь длину 11,9 миллиметров (мм) и диаметр 3,9 мм. В других вариантах вставка 104 может иметь другую длину и/или диаметр. Кроме того, вставка 104 может изготавливаться из нержавеющей стали (например, марки SST316) или сплава алюминия (например, А96061). В других вариантах вставка 104 может быть изготовлена из пластмассы и/или другого металла или металлического сплава. Корпус 120 может быть выполнен из легированной стали (например, А360), нержавеющей стали (например, CF8M) и/или другого типа металла, пластмассы или металлического сплава. Проход 112 может быть высверлен (например, высверлен кольцевым сверлом) и/или вытравлен в корпусе 120. В других вариантах вставка 104, проход 112 и/или корпус 120 могут формироваться путем инжекционного формования металла, литья, механической обработки и/или любых других процессов формообразования металла.
На увеличенном виде 206 изображена граница вставки 104 с фланцем 204 для создания частичного уплотнения. Частичное уплотнение создается торцом вставки 104, прилегающим к фланцу 204. На увеличенном виде 206 также показано, что вставка 104 имеет ширину (например, диаметр), который меньше, чем диаметр прохода 112 для создания зазора 210 между наружной поверхностью 209 вставки 104 и стенкой 211 прохода 112. Зазор 210 дает возможность текучей среде протекать через проход 112 между стенкой 211 прохода 112 и наружной поверхностью 209 вставки 104. Зазор 210 между наружной поверхностью 209 вставки 104 и стенкой 211 прохода 112 может колебаться от 0,0001 мм до 2,0 мм или от 0,05% до 10% от диаметра вставки 104. В других вариантах зазор 210 может колебаться от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Зазор 210 может быть шириной несколько сантиметров в вариантах применения, для которых требуется сравнительно длинный и широкий проход. В некоторых вариантах зазор 210 может существовать между всей наружной поверхностью 209 вставки 104 и стенкой 211 прохода 112. В других вариантах зазор 210 может существовать только между частью наружной поверхности 209 вставки 104 и стенкой 211 прохода 112, так что текучая среда все еще может проходить от первого конца 202а ко второму концу 202b прохода 112.
На увеличенном виде 206 также показана щель 212 на первом торце вставки 104. Для осуществления возможности протекания текучей среды от первого конца 202а ко второму концу 202b прохода 112 вариант щели 212 может совмещаться с первым концом 202а прохода 112, так что текучая среда может протекать в щель 212, а затем в зазор 210, где щель 212 препятствует прилеганию торца вставки 104 (например, герметизации) к фланцу 204. Вариант щели 212, которая показана с прямоугольной формой, простирается на расстояние во вставку 104, так что текучая среда от первого конца 202а прохода 112 может проходить (как показано стрелками) в щель 212 для обхода частичного уплотнения вставки 104 на фланце 204. Затем текучая среда может проходить от щели 212 через проход 112 по зазору 210 ко второму концу 202b. Вариант щели 212 может простираться через весь диаметр первого торца вставки 104. Хотя вариант щели 212 показан как простирающийся во вставку 104 примерно на 5% длины вставки 104, в другом варианте щель 212 может простираться во вставку 104 на расстояние от 0,01% до 95% длины вставки 104. На фиг.3 показан другой вариант размеров, геометрии и форм, которые могут использоваться для выполнения щели 212.
Вариант вставки 104 прикреплен к проходу 112 посредством соединений 220 и 222. Прикрепление вставки 104 предохраняет вставку 104 от смещения от первого конца 202а прохода 112 и/или от вытеснения из прохода 112 в ходе перемещения и/или в процессе сдерживания пламени. Соединения 220 и 222 могут включать стойки на втором конце 202b прохода 112. Соединения 220 и 222 могут дополнительно или альтернативно выполняться, используя лапки, которые входят в контакт с отверстиями, с помощью приваривания второго торца вставки 104 к проходу 112. В других вариантах вставка 104 может крепиться к проходу 112 путем опрессовки второго торца вставки 104 на фланце 204.
Вариант пламегасителя 101 по фиг.2 препятствует распространению пламени от первого конца 202b ко второму концу 202а прохода 112 путем направления пламени в зазор 210. Поскольку зазор 210 сравнительно узкий или небольшой по сравнению с длиной прохода 112, длиной вставки 104, площадью поверхности наружной поверхности 209 вставки 104 и площадью поверхности стенки 211 прохода 112, тепло, сопровождающее пламя, легко поглощается вставкой 104 и стенкой 211 прохода 112, до того как пламя сможет достичь второго конца 202а. Размеры, геометрия и/или форма щели 212 могут создаваться для дополнительного поглощения тепла путем направления пламени в щель 212. Кроме того, поскольку вставка 104 закреплена относительно фланца 204 посредством соединений 220 и 222, никакое пламя, огонь и/или вспышка не могут сдвинуть вставку 104 от прохода 112. Дополнительно или альтернативно вставка 104 может также препятствовать распространению пламени от первого конца 202а ко второму концу 202b прохода 112, сдерживая распространение пламени к щели 212 и сравнительно узкому зазору 210.
Несмотря на то, что вариант вставки 104 показан на фиг.2, вместо него могут использоваться другие формы, геометрия и/или размеры, соответствующие различным формам, геометрии и/или размерам проходов. Кроме того, другие конфигурации вставок могут содержать другие структуры, углубления и/или отверстия, основанные на свойствах прохода для обеспечения потока текучей среды при одновременном сдерживании распространения пламени. Сверх того, вариант пламегасителя 101 по фиг.2 может использоваться для осуществления пламегасителя 102 и 103 по фиг.1. Альтернативно, для осуществления пламегасителей 101-103 могут использоваться любые другие конфигурации.
На фиг.3A-3D изображены схемы поперечного сечения для вариантов способов осуществления вставки 104 по фиг.2. Тогда как на фиг.3A-3D показаны варианты щелей 302, 304, 306a-l и 308, которые могут формироваться на переднем торце вставки 104, на вставке 104 могут формироваться щели с различными размерами, формой и/или геометрией. Например, дополнительным щелям можно придавать форму в виде треугольников, пятиугольников, шестиугольников и др. Кроме того, вставка 104 может включать в себя другие щели, которые могут иметь различную глубину, или включать в себя различное количество щелей.
На фиг.3А показано поперечное сечение первого торца для варианта вставки 104 со щелью 302. Вариант щели 302 имеет прямоугольную форму и простирается поперек диаметра первого торце вставки 104 до пересечения наружной периферии или окружности вставки 104. В данном варианте текучая среда проходит изнутри щели 302 к краю щели 302 по окружности вставки 104. Затем текучая среда может проходить вдоль наружной поверхности вставки 104.
На фиг.3В показано поперечное сечение первого торца для варианта вставки 104 со щелью 304. Вариант щели 304 аналогичен щели 302, но имеет эллиптическую форму, которая простирается на расстояние во вставке 104, и имеет большой диаметр, практически равный диаметру вставки 104. На фиг.3С показано поперечное сечение первого торца для варианта вставки 104 со щелью 306a-i. Варианты щелей 306a-i имеют прямоугольную форму и простираются вдоль поверхности первой вставки 104 изнутри до наружной окружности. В данном варианте текучая среда проходит по каждой из щелей 306a-i к наружному краю щелей 306a-i по окружности вставки 104. Затем текучая среда может проходить вдоль наружной поверхности вставки 104.
На фиг.3D показано поперечное сечение первого торца для варианта вставки 104 со щелью 308. Вариант щели 308 имеет круговую поверхность и простирается во вставку 104 в форме конуса. Щель 308 соединена по текучей среде с наружной поверхностью вставки 104 посредством отверстия 310 и прохода 312 через вставку 104. Вариант вставки 104 может содержать дополнительные проходы при различной глубине. В данном варианте текучая среда проходит изнутри щели 308 через отверстие 310 и проход 312 к окружности вставки 104. Затем текучая среда может проходить вдоль наружной поверхности вставки 104.
Хотя здесь описаны определенные варианты пламегасителя, объем защиты данного патента не ограничивается ими. Наоборот, данный патент охватывает все устройства и изделия, явно подпадающие под объем защиты прилагаемой формулы, буквально или согласно доктрине эквивалентов.
1. Пламегаситель, включающий:
корпус, снабженный проходом, обеспечивающим связь по текучей среде между первым концом прохода и вторым концом прохода, причем первый конец прохода содержит фланец; и
вставку, расположенную в проходе, практически заполняющую площадь поперечного сечения прохода, причем первый торец вставки прилегает к фланцу, и вставка сформирована так, чтобы образовывать зазор между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода, для связи по текучей среде первого и второго концов прохода, кроме того, вставка содержит, по меньшей мере, одну щель на переднем торце вставки, проходящую вдоль наружной поверхности первого торца вставки между периферийными краями первого торца вставки, для направления текучей среды в щель, к стенке прохода и вдоль зазора и наружной поверхности вставки, в направлении второго конца прохода,
при этом диаметр прохода практически постоянен от второго конца прохода до фланца и уменьшается от фланца в направлении первого конца прохода.
2. Пламегаситель по п. 1, отличающийся тем, что вставка прикреплена к корпусу.
3. Пламегаситель по п. 2, отличающийся тем, что вставка прикреплена к корпусу, по меньшей мере, одной из стоек корпуса на втором конце прохода вставки, создавая, как минимум, одно отверстие на втором конце прохода и, как минимум, одну лапку для контакта с отверстием, путем опрессовки первого торца вставки на фланце или приваривания части вставки к корпусу на втором конце прохода.
4. Пламегаситель по п. 1, отличающийся тем, что зазор между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода составляет от 0,0001 до 2,0 миллиметров.
5. Пламегаситель по п. 1, отличающийся тем, что зазор между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода составляет от 0,05% до 10% диаметра вставки.
6. Пламегаситель по п. 1, отличающийся тем, что щель на первом торце вставки включает, по меньшей мере, одну прямоугольную щель, простирающуюся на определенное расстояние во вставку и имеющую длину, практически равную диаметру вставки, или круговую щель, простирающуюся на определенное расстояние во вставку и имеющую диаметр, практически равный диаметру вставки.
7. Пламегаситель по п. 6, отличающийся тем, что, как минимум, одна прямоугольная или круговая щель простирается во вставку на длину, составляющую от 0,01% до 95% длины вставки.
8. Пламегаситель по п. 1, отличающийся тем, что второй конец прохода, смежный с печатной платой, включающей в себя, как минимум, один датчик на первом конце прохода, находится в непосредственной близости к пожароопасной среде.
9. Пламегаситель по п. 1, отличающийся тем, что второй конец прохода, смежный, по меньшей мере, с одним датчиком и находящийся в непосредственной близости к пожароопасной среде, и первый конец прохода, находящийся в непосредственной близости к наружной среде, защищены пламегасителем от воспламенения посредством пожароопасной среды.
10. Пламегаситель по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один корпус или вставка выполнена, как минимум, из алюминия, пластмассы или нержавеющей стали.
11. Пламегаситель по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна щель на первом торце вставки имеет форму, хотя бы частично, круговую, прямоугольную или треугольную.
12. Пламегаситель, включающий вставку, по меньшей мере, с одной щелью на торце вставки, простирающейся вдоль наружной поверхности торца между периферийными краями этого торца, для направления потока текучей среды в щель в направлении наружной поверхности вставки.
13. Пламегаситель по п. 12, отличающийся тем, что вставка расположена в корпусе, создавая между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода корпуса зазор, связывающий по текучей среде первый и второй концы прохода.
14. Пламегаситель по п. 12, отличающийся тем, что щель на первом торце вставки включает, по меньшей мере, одну прямоугольную щель, простирающуюся на некоторое расстояние во вставку и имеющую длину, практически равную диаметру вставки, или эллиптическую щель, простирающуюся на некоторое расстояние во вставку и имеющую большой диаметр, практически равный диаметру вставки.
15. Пламегаситель, включающий:
корпус, снабженный проходом, обеспечивающим связь по текучей среде между первым концом прохода и вторым концом прохода, причем второй конец прохода служит для приема пламени, возникающего в пожароопасной среде; и
вставку, расположенную в проходе и выполненную с возможностью:
заполнения в значительной степени площади поперечного сечения прохода на первом торце вставки; и
образования зазора между наружной поверхностью вставки и стенкой прохода для связи по текучей среде первого и второго концов прохода, причем вставка содержит, по меньшей мере, одну щель на первом торце вставки, простирающуюся вдоль наружной поверхности первого торца вставки между периферийными краями первого торца вставки, для направления текучей среды в щель, к стенке прохода и вдоль зазора и для гашения пламени, распространяющегося от второго конца прохода к первому концу прохода,
при этом диаметр прохода практически постоянен от второго конца прохода до фланца и уменьшается от фланца в направлении первого конца прохода.
16. Пламегаситель по п. 15, отличающийся тем, что распространение пламени гасится, как минимум, одной вставкой или стенкой корпуса, поглощающей тепло, сопровождающее пламя.
17. Пламегаситель по п. 15, отличающийся тем, что второй конец прохода, смежный, по меньшей мере, с одним датчиком и находящийся в непосредственной близости к пожароопасной среде, и первый конец прохода, находящийся в непосредственной близости к наружной среде, защищены пламегасителем от воспламенения посредством пожароопасной среды.
