Способ подавления взрыва газопаровоздушных и пылевоздушных смесей, взрывоподавляющее устройство и способ разрушения эластичной полимерной оболочки взрывоподавляющего устройства

Изобретение относится к противопожарной технике для подавления промышленных взрывов. Заявлен способ подавления взрыва газо-паровоздушных и пылевоздушных смесей, который включает в себя доставку порошкового вещества с помощью энергии ударной волны к очагу горения. Создание в нем концентрации порошкового вещества, достаточной для ингибирования взрывоопасной среды в течение времени, необходимого для подавления пламени. В качестве порошкового вещества для ингибирования взрывоопасной среды используют нанодисперсный порошок. Для осуществления заявленного способа используется взрывоподавляющее устройство. Устройство включает в себя наружную оболочку, выполненную в виде двух подвижных створок, скрепленных средством фиксации. Внутри оболочки установлена капсула с порошковым веществом, в котором смонтировано средство разрушения капсулы и наружной оболочки. Средство разрушения выполненное в виде взрывного заряда. Капсула наполнена порошковым веществом, выполненным в виде нанодисперсного порошка. Средство фиксации выполнено в виде пленочной ленты с клеевым покрытием, смонтированной на линии разъема створок. Средство разрушения капсулы и наружной оболочки дополнительно содержит зубчатый нож, смонтированный на одной из створок и выполненный в виде U-образной скобы. Режущая часть ножа опирается в дежурном режиме на внутреннюю поверхность другой створки. Заявленное изобретение позволяет осуществить ингибирование распространяющегося пламени взрывной волны с одновременным ее гашением. 3 н.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к противопожарной технике для подавления промышленных взрывов и может быть использовано для защиты замкнутых технологических аппаратов, заполненных под избыточным давлением газо-, пыле- и паровоздушными смесями, а также предназначено для предотвращения взрывов и пожаров в начальной стадии их возникновения в сетях горных выработок и угольных шахтах.

Известно (А.И. Веселов, Л.М. Мешман. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности. М., «Химия», 1975, с. 217, 219, 221-222), что наиболее надежным средством защиты от взрывов являются автоматические системы их локализации и подавления, основанные на быстрой регистрации очага воспламенения и последующим воздействием на него огнетушащим веществом.

Выбор огнетушащего вещества для взрывоподавляющих устройств производится в зависимости от условий технологического процесса и физико-химических свойств обращающихся продуктов. В свою очередь применение того или иного огнетушащего вещества предопределяет способы взрывозащиты технологического оборудования.

Более эффективное действие на сужение концентрационных пределов воспламенения и на процесс подавления взрывов оказывают химические ингибиторы.

Для подавления взрывов газо-, пыле- и паровоздушных смесей используют порошковые составы на основе солей щелочных металлов (бикарбоната и карбоната натрия и калия), аммонийных солей фосфорной кислоты, а также солей серной, борной и щавелевой кислот.

Ранее было установлено (В.В. Азатян. Химические методы ингибирования взрывоопасных сред / В.В. Азатян [и др.] // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2012. - №5. - с. 38-46; В.В. Азатян. Эффективные химические методы управления горением, взрывом и детонацией газов / В.В. Азатян, Т.Р. Тимербулатов, С.В. Шатиров // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2012. - №4. - с. 27-36), что если ингибитор не полностью предотвращает горение, например, в результате очень малого количества, то он устраняет взрыв и детонацию, предотвращая тем самым присущее этим режимам горения разрушающее действие.

Известен способ подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах (патент Великобритании №2324466, кл. A62C 3/04, опубл. 28.10.1998), заключающийся в том, что в промежуток времени между воспламенением и началом взрывного процесса (дефлаграцией, детонацией) взрывоопасная среда флегматизируется ингибирующим аэрозолем, подаваемым в очаг горения и окружающее его пространство со скоростью, превышающей скорость распространения пламени. Устройство, реализующее названный способ, выполнено по принципу реактивного двигателя со сверхзвуковым истечением аэрозоля.

Однако это устройство имеет значительные габаритные размеры.

Известен способ подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах и устройство для его осуществления (Патент RU №2235572, кл. A62C 3/04, опубл. 10.09.2004), в котором флегматизация взрывоопасной среды и ингибирование ее горения на ранней стадии позволяют предотвратить распространение взрывного процесса по коммуникациям и ограничить материальный ущерб выгоранием части продукта без разрушения аппарата, сооружения или помещения. Введение ингибирующего аэрозоля в защищаемый объем производится в промежуток времени между воспламенением среды и началом взрывного процесса со скоростью, превышающей скорость распространения пламени. Способ реализуется с помощью автоматического устройства, содержащего чувствительные датчики-индикаторы воспламенения и исполнительный элемент - взрывоподавитель, состоящий из корпуса с камерой сгорания, основного и лидирующего аэрозольгенерирующих зарядов, воспламенительной системы, выходной решетки с герметизирующей мембраной и соплового блока, обеспечивающих малую инерционность срабатывания и околозвуковую или сверхзвуковую скорость подачи ингибирующего аэрозоля в защищаемый объем.

Однако для реализации данного способа необходимо специальное устройство создания сверхзвукового аэрозольгазового потока, что существенно увеличивает габаритные размеры устройства взрывоподавления.

Известно устройство, устанавливаемое в нише горной выработки (Патент RU №2086771, кл. E21F 5/00, опубл. 10.08.1997). При возникновении взрыва метана срабатывает детонатор, подрывающий заряд взрывчатого вещества. Образующиеся газы смещают перегородки, и порошок ингибитора вдувается в воздухопылепроницаемую оболочку, которая выдавливает перегородку и расплавляется. Через 1-2 с после детонации срабатывает средство временной задержки и сжатые газы устремляются через обратный клапан и трубчатый канал в стакан. При этом воздухонепроницаемая оболочка выталкивается и быстро расширяется внутри оболочки. Взвешенные частицы ингибитора через поры ткани выталкиваются ею в горную выработку. Происходит ингибирование распространяющегося пламени взрывной волны с одновременным ее гашением образующейся надувной перемычкой.

Однако это устройство имеет сложную систему взрывоподавления.

Известен способ ликвидации пожара сложного технологического объекта и устройство для его реализации (Патент RU №2179870, кл. A62C 3/00, A62C 37/00, опубл. 27.02.2002), который предусматривает создание в очаге пожара концентрации огнетушащего состава, достаточной для прекращения горения в течение времени, необходимого для подавления пламени, при этом огнетушащий состав в зону пожара подают путем импульсного впрыска с формированием на границе пожароопасной зоны огнетушащего фронта с концентрацией огнетушащего состава 700-1000 г/м3, изолируют сформированным фронтом очаг пожара от воздушного потока и перемещают сформированный фронт со скоростью не менее 50 м/с, причем форма огнетушащего фронта адаптивна к форме защищаемого объекта, во время формирования огнетушащего фронта определяют направление воздушного потока и создают дополнительную преграду потоку воздуха, для чего 0,2-0,5 объема огнетушащего состава впрыскивают против направления воздушного потока.

Однако устройство, реализующее этот способ, имеет сложную систему запуска, что, в конечном счете, сказывается на его надежности.

Известно взрывоподавляющее устройство (Патент RU №2070967, кл. E21F 5/00, опубл. 27.12.1996), которое принято за прототип заявляемого способа, включающее в себя контейнер, наполненный порошковым ингибитором, имеющий с одного торца легкоразрушаемую диафрагму и распылитель, а с другого - торцевую стенку, патрубки с дросселирующими отверстиями, цилиндрическую камеру сгорания с газогенерирующим зарядом и электровоспламенителем. Цилиндрическая камера закреплена на торцевой стенке соосно с ней, с одного конца заглушена, с другого снабжена резьбовым отверстием для стыковки с электровоспламенителем. Патрубки с дросселирующими отверстиями установлены на боковой поверхности цилиндрической камеры сгорания. Между камерой и входным отверстием каждого патрубка установлена срезающая мембрана. Диаметр входного отверстия патрубка меньше диаметра любого дросселирующего отверстия. Газогенерирующий заряд, размещенный в цилиндрической камере сгорания, выполнен в виде пучка цилиндрических пороховых элементов, который имеет с одного торца воспламенительную навеску, а с противоположного торца - навеску пламегасящего состава. Торец с навеской пламегасящего состава обращен к патрубкам. На боковой поверхности контейнера, в верхней его части, размещена заправочно-компенсационная горловина, сообщающаяся с внутренней полостью контейнера и закрытая крышкой. Объем горловины не менее 1,5% объема контейнера. В навеске пламягасящего состава использован тот же порошковый ингибитор, что размещен в контейнере.

Однако названное устройство реализует сложный, многоступенчатый способ образования газопорошкового геля.

Известно также (М.Е. Краснянский. Порошковая пожаровзрывозащита (монография). Общество книголюбов, 1994, стр. 126, www.krasnvanskw.com), что при взрывном распылении имеет место: а) мгновенное срабатывание, малая инерционность, малое время формирования порошкового облака; б) дополнительное измельчение порошка энергией взрыва; в) активизация порошка за счет появления свежеобразованной поверхности.

Отсюда можно сделать вывод, что один из перспективных путей повышения порошковой пожаровзрывозащиты является применение нанодисперсного ингибирующего порошка.

Известно порошковое взрывоподавляющее устройство (А.И. Веселов, Л.М. Мешман. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности. М., «Химия», 1975, с. 243-244, рис. 13.17, б), принятое за прототип заявляемого устройства.

Устройство состоит из оболочки, выполненной в виде двух створок, скрепленных затворами. В оболочку вмонтирована капсула с порошковым огнетушащим составом. Внутри капсулы помещен заряд (детонатор или детонирующий шнур), при срабатывании которого затворы разрушаются, створки раскрываются и огнетушащий состав под действием ударной волны заряда распыляется по объекту защиты.

Вместе с тем основным недостатком огнетушащих порошков является их склонность к слеживанию и комкованию (А.Н. Баратов, E.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е переработанное. М., Химия, 1979, с. 111), поэтому часть энергии заряда пойдет в указанном устройстве на разрушение образовавшихся комков огнетушащих порошков.

Известно предохранительное устройство (Патент RU №2477406, кл. F16K 17/16, опубл. 10.03.2013), принятое за прототип заявляемого способа разрушения эластичной полимерной оболочки взрывоподавляющего устройства при взрыве.

Устройство содержит обратновыгибаемую мембрану и режущий элемент с кольцевой режущей кромкой. Режущий элемент представляет собой поршень с уплотняющими кольцами и конструктивными проточками. Устройство снабжено противолежащим поршню полым режущим инструментом, расположенным коаксиально мембране. Режущая кромка инструмента выполнена в виде несимметрично расположенных зубьев и прилегает к мембране. Устройство работает по принципу обеспечения надежного срабатывания клапана за счет гарантии полного и равномерного разрезания мембраны при малой энергии хлопка.

Недостатком этого устройства является то, что режущий инструмент предназначен для полного разрушения мембраны только при малой энергии хлопка.

В заявляемом устройстве разрушение пленочной ленты осуществляется после срабатывания взрывного заряда и интенсивного повышения давления в оболочке. Поэтому исполнение режущей кромки ножа в виде несимметрично расположенных зубьев только усложняет и удорожает его конструкцию. При этом в заявляемом техническом решении зубчатый нож, выполненный в виде U-образной скобы, изготовленной из пружинной стали, находится в дежурном режиме в нагруженном состоянии.

Задача настоящего изобретения - повышение эффективности и надежности подавления взрыва пыле-, газо- и пылегазовоздушных смесей за счет применения нового способа ингибирования взрывоопасной среды путем активного воздействия на развивающиеся очаги горения на начальной стадии горения, заключающемся в связывании активных центров цепных реакций, протекающих в пламени.

Сущность заявляемого способа подавления взрыва заключается в том, что в способе подавления взрыва газо-паровоздушных и пылевоздушных смесей, включающем в себя доставку порошкового вещества с помощью энергии ударной волны к очагу горения, создание в нем концентрации порошкового вещества, достаточной для ингибирования взрывоопасной среды в течение времени, необходимого для подавления пламени, в качестве порошкового вещества для ингибирования взрывоопасной среды используют нанодисперсный порошок.

Сущность заявляемого устройства заключается в том, что во взрывоподавляющем устройстве, включающем в себя наружную оболочку, выполненную в виде двух подвижных створок, скрепленных средством фиксации, причем внутри оболочки установлена капсула с порошковым веществом, в котором смонтировано средство разрушения капсулы и наружной оболочки, выполненное в виде взрывного заряда, капсула наполнена порошковым веществом, выполненным в виде нанодисперсного порошка, средство фиксации выполнено в виде эластичной полимерной оболочки, изготовленной из пленочной ленты с клеевым покрытием, смонтированной на линии разъема створок, а средство разрушения капсулы и наружной оболочки дополнительно содержит зубчатый нож, смонтированный на внутренней поверхности одной из створок и выполненный в виде U-образной скобы, изготовленной из пружинной стали, причем режущая часть ножа опирается в дежурном режиме на внутреннюю поверхность другой створки.

Сущность заявляемого способа разрушения оболочки заключается в том, что в способе разрушения эластичной полимерной оболочки взрывоподавляющего устройства, включающем в себя повышение давления в замкнутом пространстве перед оболочкой и частичное разрушении оболочки в локальных местах, перед частичным разрушением оболочки в локальных местах производят предварительную деформацию на участке ее разрушения, а дальнейшее разрушение оболочки производят за счет энергии ударной волны, возникающей от приведения в действие взрывного заряда.

Технический эффект, реализуемый заявляемым способом подавления взрыва газопаровоздушных и пылевоздушных смесей, обуславливается следующим.

Использование в качестве порошкового вещества для ингибирования взрывоопасной среды нанодисперсного порошка позволяет:

- осуществить в промежуток времени между воспламенением и началом взрывного процесса ингибирование взрывоопасной среды нанодисперсным порошком, подаваемым в очаг горения и окружающим его пространство, со скоростью, превышающей скорость распространения пламени;

- создать за счет развитой поверхности нанодисперсного порошка дополнительную гетерогенную рекомбинацию активных центров, ответственных за развитие процесса горения.

Технический эффект, реализуемый устройством, обуславливается следующим.

Наполнение капсулы взрывоподавляющего устройства порошковым веществом, выполненным в виде нанодисперсного порошка, позволяет создать в кратчайшее время в контролируемой зоне порошковое облако, осуществляющее ингибирование распространяющегося пламени взрывной волны с одновременным ее гашением.

В работе (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е, переработанное. - М.: издательство «Химия», 1979, с. 114) отмечено, что в ряде исследований выявлена сильная зависимость ингибирующего действия порошков от их дисперсности. Вместе с тем следует учитывать, что уменьшение размера частиц менее 20 мкм нецелесообразно, так как при этом уменьшается проникающая способность частиц и существенно затрудняется их доставка к очагу горения.

Заявляемые способ и устройство позволяют осуществить быструю доставку нанодисперсного порошка с помощью энергии ударной волны к очагу горения.

Исполнение средства фиксации в виде пленочной ленты с клеевым покрытием, смонтированной на линии разъема створок, позволяет создать в дежурном режиме надежную и герметичную и, в тоже время, простую конструкцию, удерживающую створки от самопроизвольного раскрытия.

Применение в средстве разрушения капсулы и наружной оболочки дополнительно зубчатого ножа, выполненного в виде U-образной скобы и смонтированного на внутренней поверхности одной из створок, изготовленной из пружинной стали, позволяет использовать указанное средство в процессе разрушения эластичной полимерной оболочки за счет энергии ударной волны, возникающей от приведения в действие взрывного заряда.

Создание опоры в дежурном режиме режущей части ножа на внутренней поверхности другой створки позволяет удерживать нож в деформированном состоянии.

Технический эффект, реализуемый заявляемым способом разрушения эластичной полимерной оболочки взрывоподавляющего устройства, обуславливается следующим.

Создание предварительной деформации оболочки на участке ее разрушения перед частичным разрушением оболочки в локальных местах позволяет повысить эффективность процесса разрушения оболочки. Это подтверждается данными, приведенными в (http://msd.com.ua/ximiya-i-polimemyx-plenok-pri-mexanicheskom-vozdeistvii/ Поведение полимерных пленок при механическом воздействии), где указано, что А.П. Александровым и Ю.С. Лазуркиным сформулирован принцип температурно-временной суперпозиции, заключающийся в том, что в процессе деформации можно достичь заданного состояния образца либо его нагреванием, либо увеличением времени действия деформирующей нагрузки.

Дальнейшее разрушение оболочки за счет энергии ударной волны, возникающей от приведения в действие взрывного заряда, позволяет существенно снизить время разрушения оболочки на линии разъема створок.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают критерию «новизна».

При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения критерию «изобретательский уровень» был проанализирован уровень техники и, в частности, известные способы и устройства, относящиеся к противопожарной технике для подавления взрыва газо-паровоздушных и пылевоздушных смесей, а также технические решения, связанные с пожаротушением с использованием наноразмерных огнетушащих порошков.

Известен способ порошкового пожаротушения (Патент RU №2419471, кл. А62С 3/10, опубл. 27.05.20112), заключающийся в подаче огнетушащего порошка в очаг пожара, в котором тушение производят комбинацией нанодисперсного порошка минеральной соли цезия, например, CS2SO4 и обычного порошка на основе минеральных солей щелочных металлов, например, NaHCO3, причем в качестве рабочего газа при эжектировании используют не только газ, но и газовзвесь обычного порошка на основе минеральных солей щелочных металлов, обеспечивая не только подсос нанопорошка, но и обволакивание частиц обычного порошка на основе минеральных солей щелочных металлов нанопорошком. Причем нанодисперсный порошок минеральной соли цезия, благодаря физико-химической специфике щелочных металлов, имеет низкий потенциал ионизации и значительно (примерно в 104-105 раз) большую дисперсность по сравнению с обычными порошками, и обладает очень сильным ингибирующим воздействием на пламя.

Из работ (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е, переработанное. - М.: издательство «Химия», 1979, с. 114; Burke R., Van-tuggelen A. Bull. Soc. chim. Beige., 1965, v. 74, p. 26; Dewitte M. e. a. Comb. A. Flame, 1967, v. 8, p. 257) следует, что при рассмотрении тушащего действия порошков как результата гетерогенной рекомбинации активных частиц в пламени, показали следующее: применяемые на практике порошки (дисперсностью 20 мкм и выше) не успевают сколько-нибудь существенно нагреться, и поэтому не может быть речи об ингибировании в газовой фазе.

Отсюда можно сделать вывод, что обычный порошок на основе минеральных солей щелочных металлов практически не оказывает ингибирующего воздействия на пламя.

Известна разгерметизирующая предохранительная мембрана (А.И. Веселов, Л.М. Мешман. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности. М., «Химия», 1975, с. 240-241, рис. 13.12), в которой разрушение мембраны обеспечивается ножом, закрепленным на плунжере, который приводится в действие под давлением газов, образующихся при срабатывании пиротехнического заряда.

Однако применение данного технического решения в заявляемом требует синхронного управления двумя взрывными зарядами, что снижает надежность заявляемого устройства в целом.

Анализ других технических решений показал, что известные способы и устройства не решают отмеченные ранее задачи, решаемые заявляемым способом и устройством.

На основании изложенного, можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», а само изобретение является новым.

На фиг. 1 представлен общий вид (продольный разрез А-А) устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг. 2 - поперечный разрез Б-Б устройства в дежурном режиме; на фиг. 3 - то же, после срабатывания взрывного заряда в момент начала разрушения пленочной ленты и раскрытия створок оболочки; на фиг. 4 - то же, после полного разрушения (вскрытия) пленочной ленты и полного раскрытия створок оболочки; на фиг. 5 - увеличенный вид средства фиксации и зубчатого ножа; на фиг. 6 - увеличенный вид фрагмента зубчатого ножа (в плане); на фиг. 7 - увеличенный вид средства фиксации и зубчатого ножа в момент начала разрушения последним деформированного участка пленочной ленты.

Устройство 9 (фиг. 1, фиг. 2) состоит из оболочки, выполненной в виде двух створок 1 и 2 и боковых стенок 3 и 4. Створки 1, 2 в дежурном режиме удерживаются в закрытом положении средством фиксации, выполненным в виде эластичной полимерной оболочки, изготовленной из пленочной ленты 5 с клеевым покрытием 6 (фиг. 5), смонтированной на наружной стороне названных створок вдоль линии разъема 7.

Внутри оболочки установлена капсула 8 с порошковым веществом 9, в котором помещен взрывной заряд 10, к которому подсоединен кабель для подачи электросигнала 11. Порошковое вещество 9 выполнено в виде нанодисперсного порошка.

Створки 1, 2 имеют возможность раскрытия путем поворота их вокруг оси 12.

На внутренней поверхности 13 створки 1 (фиг. 5) ближе к линии разъема 7 смонтирован нож 14, выполненный в виде U-образной скобы 15, изготовленной из пружинной стали, причем режущая часть 16 зубчатого ножа 14, выполненная в виде зубцов 17 (фиг. 6), опирается в дежурном режиме на внутреннюю поверхность 18 створки 2.

Устройство работает следующим образом.

После быстрой регистрации очага воспламенения производится запуск взрывного заряда 10, при срабатывании которого капсула 8 разрушается и образовавшиеся газы резко повышают давление в оболочке (фиг. 3). Вогнутая цилиндрическая поверхность створок 1 и 2 оболочки обеспечивает кумулятивный эффект, усиливая действие заряда, после чего створки 1 и 2 начинают раздвигаться (вращаться вокруг оси 12), а пленочная лента 5 начинает деформироваться (вытягиваться) в зоне линии разъема 7, образуя участок 19 ленты 5 меньшего поперечного сечения (фиг. 7). При этом нож 14 скользит по внутренней поверхности 18 створки 2 и после потери опоры на названную поверхность U-образная скоба 15 изгибается в сторону ленты 5, освобождаясь от деформированного состояния на линии изгиба 20. В результате названного взаимодействия зубцы 17 ножа 14 только прокалывают (прорывают) в местах контакта пленочную ленту 5 на участке 19, а дальнейшее ее разрушение происходит за счет резкого увеличения давления в оболочке.

Известно (http://msd.com.ua/ximiya-i-texnologiya-lakokrasochnyx-pokrytij/povedenie-polimernyx-plenok-pri-mexanicheskom-vozdejstvii/ Поведение полимерных пленок при механическом воздействии), что по механическим свойствам полимерные материалы отличаются от низкомолекулярных кристаллических веществ (металлов, силикатов). Они имеют меньший модуль упругости (10-104 МПа против 10′ МПа), менее прочны при сжатии, однако нередко выдерживают большие напряжения при растяжении и обладают несравненно более высокой деформируемостью. Последнее, связано с рыхлостью упаковки и длинноцепочечным строением молекул полимеров. Вследствие больших размеров такие молекулы гибки и в процессе деформации образца способны изменять свою форму. Для полимеров свойственны три вида деформаций: упругая, высокоэластическая и остаточная (пластическая).

В зависимости от физического состояния полимера пленки в большей или меньшей степени проявляется тот или другой вид деформации. Поскольку в большинстве покрытий полимер находится в застеклованном (аморфном) или кристаллическом состоянии, характерным для них является проявление упругой и высокоэластической деформаций. Особенность полимеров в застеклованном состоянии - склонность их к большим обратимым деформациям, называемым вынужденно-эластическими, - проявляется и в свойствах покрытий. Эти деформации при больших нагрузках нередко достигают десятков и сотен процентов.

В связи с тем, что время разрушение оболочки в заявляемом техническом решении ограничено, процесс ее разрушения разбит на три этапа.

На первом этапе ленту 5 предварительно деформируют на участке ее разрушения в зоне линии разъема 7. Это происходит в тот момент времени, когда нож 14 скользит по внутренней поверхности 18 створки 2.

На втором этапе нож 14 деформируется по линии изгиба 20 и своими зубцами 17 производит частичное разрушение эластичной полимерной оболочки (ленты 5) в локальных местах, то есть практически «прокалывает» последнюю во многих местах.

На третьем этапе производят дальнейшее разрушение оболочки за счет энергии ударной волны, причем указанные участки локального разрушения ленты 5 способствуют более интенсивному ее разрушению в зоне линии разъема 7.

После разрушения пленочной ленты 5 в зоне линии разъема 7 створки 1, 2 раскрываются путем поворота их вокруг оси 12. Порошковое вещество 9 из нанодисперсного порошка под действием ударной волны заряда беспрепятственно распыляется в виде порошкового облака 21 по объекту защиты (фиг. 4).

Подачу порошкового вещества 9 из нанодисперсного порошка в очаг горения и окружающее его пространство для ингибирования взрывоопасной среды производят со скоростью, превышающей скорость распространения пламени.

Действие порошкового вещества 9 из нанодисперсного порошка основано на ингибирование центров горения (замедление реакции окисления), в частности на создании гетерогенной рекомбинации активных центров, ответственных за развитие процесса горения.

При высокой температуре пожара происходит быстрое разложение нанодисперсного порошка, в частности испарившихся частиц солей, до атомов металла, которые ингибирует процесс горения (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е, переработанное. - М.: издательство «Химия», 1979, с. 114).

Количество порошкового вещества 9 для наполнения капсулы 8 подбирают (рассчитывают), исходя из условия создания в контролируемой зоне необходимой концентрации порошкового вещества, достаточной для ингибирования взрывоопасной среды в течение времени, необходимого для подавления пламени.

1. Способ подавления взрыва газопаровоздушных и пылевоздушных смесей, включающий в себя доставку порошкового вещества с помощью энергии ударной волны к очагу горения, создание в нем концентрации порошкового вещества, достаточной для ингибирования взрывоопасной среды в течение времени, необходимого для подавления пламени, отличающийся тем, что в качестве порошкового вещества для ингибирования взрывоопасной среды используют нанодисперсный порошок.

2. Взрывоподавляющее устройство, включающее в себя наружную оболочку, выполненную в виде двух подвижных створок, скрепленных средством фиксации, причем внутри оболочки установлена капсула с порошковым веществом, в котором смонтировано средство разрушения капсулы и наружной оболочки, выполненное в виде взрывного заряда, отличающееся тем, что капсула наполнена порошковым веществом, выполненным в виде нанодисперсного порошка, средство фиксации выполнено в виде эластичной полимерной оболочки, изготовленной из пленочной ленты с клеевым покрытием, смонтированной на линии разъема створок, а средство разрушения капсулы и наружной оболочки дополнительно содержит зубчатый нож, смонтированный на внутренней поверхности одной из створок и выполненный в виде U-образной скобы, изготовленной из пружинной стали, причем режущая часть ножа опирается в дежурном режиме на внутреннюю поверхность другой створки.

3. Способ разрушения эластичной полимерной оболочки взрывоподавляющего устройства, включающий в себя повышение давления в замкнутом пространстве перед оболочкой и частичное разрушении оболочки в локальных местах, отличающийся тем, что перед частичным разрушением оболочки в локальных местах производят предварительную деформацию на участке ее разрушения, а дальнейшее разрушение оболочки производят за счет энергии ударной волны, возникающей от приведения в действие взрывного заряда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам предотвращения загораний горючих материалов при проведении высокотемпературных газорезательных работ металлических изделий и конструкций на особо важных объектах, например в отсеках атомных подводных лодок и других кораблей.
Изобретение относится к средствам пожаротушения летательных аппаратов. Способ состоит в том, что в зонах возникновения пожара в полостях-воздуховодах изготовляют окна с герметичными крышками, которые удерживают в закрытом состоянии при отсутствии пожара и открывают при возникновении пожара в данной зоне реверсивным электромагнитным приводом.
Изобретение относится к средствам пожаротушения в зданиях и сооружениях. Способ состоит в том, что в стенах здания изготовляют полости-воздуховоды, соединенные с ресивером сжатого воздуха, связанным с компрессором.
Изобретение относится к средствам пожаротушения и может быть использовано для тушения пожаров в грузовых и легковых автомобилях, тракторах. Способ тушения пожара в наземном транспорте заключается в том, что в стенках транспортного средства выполняют полости-воздуховоды, которые соединены с ресивером сжатого воздуха.

Объектом изобретения является устройство (10, 11) ограничения последствий пожара в помещении (4), содержащее резервуар (28), оборудованный емкостью (29) с жидкостью (26), при этом упомянутый резервуар (28) содержит одну или несколько камер, называемых «внутренними камерами» (54а, 54b, 54c, 54d, 54e), сообщающихся с упомянутым контейнером-хранилищем (4), и одну или несколько других камер (52а, 52b, 52c, 52d, 53), при этом резервуар (28) дополнительно содержит, по меньшей мере, один первый встроенный переливной бак (72а) и, по меньшей мере, один второй встроенный переливной бак (72b), расположенные с двух сторон резервуара (28), при этом каждый бак выполнен с возможностью заполнения упомянутой жидкостью (26), когда она превышает заранее определенную заданную высоту в упомянутой емкости (29).

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к способам тушения нефтехранилищ. Способ тушения пожаров на открытых площадях включает создание над открытым объектом горения закрытого объема из газов с образованием непроницаемой оболочки от поступления окислителя к объекту горения.
Изобретение относится к средствам для тушения удаленных недоступных участков горящего объекта. На самоходную платформу устанавливают пневматическую пушку, тыльную часть которой соединяют с групповым средством, создающим управляемые импульсы сжатого воздуха.

Изобретение относится к химическому и общему машиностроению, в частности к системам безопасности, предотвращающим развитие чрезвычайной ситуации. Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования и людских ресурсов от аварийных ситуаций путем возможности прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте.

Изобретение относится к противопожарной технике. Способы и устройство для двухступенчатой системы подавления опасности согласно различным аспектам настоящего изобретения включают в себя корпус, вмещающий первое вещество для борьбы с опасностью, который выполнен с возможностью расположения вблизи источника опасности, и емкость, вмещающую второе вещество для борьбы с опасностью, расположенную на расстоянии от источника опасности.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к способам тушения пожаров при возгораниях на больших площадях, и может быть использовано для подавления и тушения крупных лесных пожаров, а также при ликвидации возгораний на промышленных и общественных объектах.
Изобретение относится к средствам пожаротушения. Способ состоит в том, что при изготовлении плавсредств в их стенках выполняют полости-воздуховоды, соединенные с ресивером сжатого воздуха, связанным с компрессором. В зонах наибольшей опасности возникновения пожара в полостях-воздуховодах изготовляют окна с герметичными крышками, которые открывают при возникновении пожара в данной зоне реверсивным электромагнитным приводом. У каждого окна с герметичной крышкой выполняют емкость с пожаротушащим веществом, снабженную сифонной трубкой и воздушным соплом, связанным с полостью-воздуховодом через импульсный клапан, предназначенный для создания повторно-кратковременных взрывных выхлопов сжатого воздуха с диспергированными в них порциями пожаротушащего вещества. У каждого окна устанавливают датчик температуры, подающий сигналы на блок управления пожаротушением о возникновении пожара и его прекращении. По сигналу датчика температуры при помощи реверсивного электромагнитного клапана открывают крышку этого окна. Сбивают пламя с горящих предметов и засыпают диспергированными порциями пожаротушащего вещества. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и оперативности тушения пожара.

Изобретение относится к области тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах, а также может использоваться для защиты резервуаров с сжиженными газами и низкомолекулярными спиртами. Изобретение позволяет повысить в два раза эффективность тушения углеводородов в резервуарах и резервуарных парках. В качестве охлаждения резервуара используется водный раствор смачивателя, который циркулирует с помощью насоса между кольцевым карманом на стенке резервуара и наружной расширительной емкостью, при этом водный раствор смачивателя подается из перфорированного трубопровода внутрь пористого негорючего наполнителя, вплотную примыкающего к стенке резервуара, а избыток водного раствора в кольцевом кармане возвращается в систему циркуляции за счет переливных патрубков, при этом уровень раствора в кольцевом кармане должен быть выше пористого наполнителя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способу и к средству обнаружения опасностей жизнедеятельности человека, включая пожарную опасность, и борьбы с этими опасностями. Обнаружение опасностей осуществляется измерением информативных параметров путем зондирования среды защищаемого объекта при помощи распределенной сети адресных датчиков многофакторного контроля с последующим анализом полученных данных, при этом учитывается массив совокупностей заданных информативных параметров, содержащий координаты возможных источников опасностей и прогнозируемые модели их изменений, их взаимосвязей и взаимодействий, кроме того, после анализа полученных информативных данных вырабатывается комплекс управляющих воздействий разных типов и назначений, соответствующих прогнозируемым угрозам, и эти воздействия направляются адресно к соответствующим исполнительным органам защиты, и дополнительно адресно направляются сигналы к датчикам многофакторного контроля по цепям обратной связи для корректировки характеристик этих датчиков. Средство обнаружения опасностей и защиты объекта состоит: из базовой части, содержащей блок контроля, управления и программирования, блок функциональных измерений и корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов, аналого-цифровые преобразователи; из сети адресных датчиков многофакторного контроля; из сети объектовых адресных исполнительных органов защиты. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к средствам пожаротушения обширных участков степного пожара. Способ оперативного взрывного пожаротушения заключается в том, что используют катапульту для доставки контейнера, заполненного диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с диспергированным взрывным веществом. В теле контейнера выполняют паз для установки в нем теплового взрывателя-детонатора, ударный боек которого фиксируют в исходном состоянии при помощи расплавляемой нити. Снабжают комплектом контейнеров населенные пункты, примыкающие к степям. Вставляют в паз контейнера взрыватель-детонатор. Вставляют контейнер в катапульту и забрасывают его в выбранную зону степного пожара. Расплавляемая нить теплового взрывателя-детонатора расплавляется, чем высвобождают ударный боек, которым воздействуют на капсюль, чем взрывают тепловой взрыватель-детонатор. Тепловым взрывателем-детонатором детонируют диспергированное взрывное вещество, находящееся в контейнере. В результате чего оно взрывается и взрывной волной сбиваются языки пламени. Огнетушащее вещество осаждается на раскаленных предметах горящей зоны, чем осуществляется отбор от них тепла. Техническим результатом данного изобретения является повышение оперативности пожаротушения обширных степных пожаров.

Изобретение относится к определению площади проемов (клапанов) в крыше вертикальных стальных резервуаров, необходимых для предупреждения механических повреждений и разрушения конструкции резервуаров для хранения жидких углеводородов при срабатывании автоматической установки газового пожаротушения (АУГП). В способе выбирают для конкретного типа резервуара значения геометрических размеров резервуара. С помощью применения расчетно-аналитического метода, основанного на разработанной математической модели нестационарных газодинамических процессов при подаче газового огнетушащего вещества в объем резервуара в результате срабатывания АУГП, устанавливают соотношение фазовых состояний огнетушащего вещества на выходе из насадка и дисперсность частиц огнетушащего вещества, находящегося в твердой фазе. Определяют значения параметров газо-воздушной смеси в резервуаре: вакуумметрическое давление в резервуаре Р и температуру газо-воздушной смеси Т, а также величину отрезка времени τ подачи газового огнетушащего вещества до достижения максимального вакуумметрического давления в резервуаре. Определяют площадь проемов в крыше резервуара FC для компенсирования разрежения в резервуаре, которая необходима для предотвращения разрушения конструкции резервуара при срабатывании АУГП, в соответствии со следующей формулой: где K - коэффициент запаса; mвозд - масса воздуха в резервуаре (кг); ΔР - абсолютное значение разности предельно допустимого вакуумметрического давления внутри резервуара и давления на открытом воздухе (Па); ρвозд - плотность воздуха (кг/м3). Изобретение позволяет исключить риск возникновения аварий, связанных с избыточным вакуумметрическим давлением внутри резервуаров, оборудованных АУГП. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к средствам пожаротушения верховых лесных и степных пожаров. Способ взрывного оперативного пожаротушения состоит в том, что контейнеры, заполненные диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с диспергированным взрывным веществом, доставляют в выбранный участок горящего объекта. В теле контейнера выполняют паз для установки в нем перед выбрасыванием его в горящий объект теплового взрывателя-детонатора, ударный боек которого фиксируют в исходном состоянии при помощи расплавляемой нити. На поверхности контейнера выполняют петли из трудносгораемого материала. Выбрасывают вниз контейнер, наполненный огнетушащим веществом, смешанным с взрывным веществом. Под воздействием высокой температуры расплавляется плавкая нить теплового взрывателя-детонатора и взрывается взрывчатое вещество, сбивая языки пламени и интенсивно распыляя огнетушащее вещество, которое осаждается на раскаленных элементах горящего объекта во всем объеме данного участка горящего объекта. Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности пожаротушения верховых лесных и степных пожаров.
Изобретение относится к средствам пожаротушения удаленных недоступных участков горящего объекта. Способ взрывного пожаротушения заключается в том, что на самоходную платформу устанавливают пневматическую пушку, тыльную часть которой соединяют с групповым средством, создающим управляемые импульсы сжатого воздуха. Контейнеры заполняют диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с диспергированным взрывным веществом. В теле контейнера выполняют паз для установки в нем перед выбрасыванием его в горящий объект теплового взрывателя-детонатора, ударный боек которого фиксируют в исходном состоянии при помощи расплавляемой нити. При необходимости тушения подводят самоходную платформу с установленной на ней пневматической пушкой. Вставляют в ствол пневматической пушки контейнер, наполненный огнетушащим веществом, смешанным с взрывным веществом. В ствол пневматической пушки подают импульс сжатого воздуха, которым выталкивают контейнер. Под воздействием высокой температуры расплавляют плавкую нить теплового взрывателя-детонатора и взрывают взрывчатое вещество, чем сбивают языки пламени.
Изобретение относится к средствам пожаротушения обширных участков горящего объекта - верховых лесных пожаров. Изготовляют катапульту для доставки контейнера, заполненного диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с диспергированным взрывным веществом. Снабжают катапультами населенные пункты, примыкающие к лесным массивам. Изготовляют контейнеры, заполненные диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с взрывным веществом. В теле контейнера выполняют паз для установки в нем перед вбрасыванием его в горящий объект теплового взрывателя-детонатора, ударный боек которого фиксируют в исходном состоянии при помощи расплавляемой нити. На поверхности контейнера выполняют петли из трудносгораемого материала. При необходимости оперативного тушения верхового лесного пожара вставляют в паз контейнера взрыватель-детонатор; вставляют контейнер в катапульту и забрасывают его в выбранную зону верхних ветвей горящего дерева. Взрывной волной сбиваются языки пламени и интенсивно распыляется огнетушащее вещество, которое осаждается на раскаленных верхних ветвях горящего дерева. Техническим результатом данного изобретения является повышение оперативности пожаротушения обширных верховых лесных пожаров.
Наверх