BR112012008725B1

BR112012008725B1 - dispositivo, sistema e método de atenuação de chama para sistema de material combustível

Info

Publication number: BR112012008725B1
Application number: BR112012008725-8A
Authority: BR
Inventors: Geoffrey Brazier
Original assignee: Bs&B Safety Systems Limited
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2021-03-16
Also published as: US9757602B2; EP2488259A1; CN102753239A; EP2488259B1; CA2777763A1; WO2011047029A1; US20120312565A1; BR112012008725A2; CN107441655A; CA2777763C

Abstract

DISPOSITIVO, SISTEMA E MÉTODO DE ATENUAÇÃO DE CHAMA PARA SISTEMA DE MATERIAL COMBUSTÍVEL. É revelado um dispositivo de atenuação de chama (26), juntamente com sistemas e método associados. Mais particulamente, um dispositivo de atenuação de chama (26) tem pelo menos um sensor (25) configurado para detectar uma chama (21) e pelo menos um dispositivo d eliberação do agente de supressão (28) configurado para liberar um agente de supressão de chama para o trajeto preojectado da chama, quando a chama é detectada. O sendor (25) pode sensorear a chama direta ou indiretamente. É também revelado um sistema de atenuação de chama (26), em que o sistema inclui um invólucro (22) e pelo menos um dispositivo de liberação de pressão configurado para liberar uma chama a partir do invólucro. O sistema (26) pode incluir pelo menos um sensor (25) configurado para detectar a chama (21), e um dispositivo configurao para liberar um agente de supressão (28). É também revelado um método de atenuar uma chama num sistema de material combustível.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este Pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório US 61/272.634, depositado em 14 de outubro de 2009, por Geoffrey Brazier, e intitulado FLAME BALL MITIGATION DEVICE AND SYSTEM, cuja revelação é expressamente incorporada aqui como referência.

CAMPO DA REVELAÇÃO

[002] Esta revelação geralmente refere-se a dispositivos de atenuação de chama e sistemas e métodos associados. Mais especificamente, esta revelação refere-se a mecanismos pelos quais um agente extintor de chama pode ser distribuído no caminho de uma chama para reduzir a sua gravidade.

FUNDAMENTOS

[003] Um incêndio ou explosão pode resultar de ignição de um material combustível, como gás, pó, ou vapor, quando misturado com oxigênio presente no meio ambiente. Quando a ignição ocorre dentro de um processo ou recipiente de armazenamento, ou outro sistema, o rápido aumento na pressão desenvolvida pode exercer forças destrutivas dentro de alguns milissegundos, o que pode colocar ambos pessoal e equipamento em risco.

[004] Inúmeras indústrias podem enfrentar o risco de ignição em um sistema fechado, incluindo as de plásticos, alimentos e laticínios, pigmentos e corantes, processamento de madeira, processamento de grãos, processamento de carvão, produtos farmacêuticos, etanol de grãos, produtos químicos, metais e agroquímicos. Dentro e/ou além dessas indústrias, aplicações específicas podem representar o perigo de dita ignição. Por exemplo, ciclones, câmaras de ar, filtros de cartucho, sistemas de transporte pneumático, processos de moagem (incluindo moagem de pino, moagem de bolas etc.), elevadores de cestos, secadores, fornos, moinhos de rolos, aplicações de moagem e edifícios podem todos representar perigo de ignição causando incêndio ou explosão.

[005] As forças destrutivas associadas a uma explosão podem tomar a forma de uma detonação (ou seja, uma expansão da chama que procede em uma velocidade em excesso da velocidade do som no ar) ou uma deflagração (ou seja, uma expansão da chama que procede abaixo da velocidade do som no ar). Em uma detonação ou deflagração, as forças destrutivas viajam em alta velocidade, tornando as tecnologias de atenuação de incêndio típicas ineficazes. Em uma detonação ou a deflagração, uma chama pode ser liberada a partir do sistema de uma forma dinâmica e, portanto, a chama pode tomar qualquer número de formas. Por exemplo, a chama pode ser introduzida sob a forma de geralmente um formato de expansão cônica que se move para longe do recipiente. A presente revelação pode ser usada com qualquer forma de chama. Em geral, uma chama a ser liberada a partir do sistema pode ser referida como uma “bola de chama” e esta pode ser ilustrada figurativamente como um formato circular. O termo “bola de chama”, no entanto, não é restrito a qualquer geometria particular (por exemplo, esférica ou redonda), independentemente de como a chama é ilustrada.

[006] A maioria dos materiais de manipulação, processamento, armazenamento e equipamento não é projetada para resistir à pressão de uma explosão. Para sobreviver a uma deflagração, por exemplo, equipamento de processamento e armazenamento tipicamente deve ser concebido para resistir à pressão máxima (Pmax), desenvolvida pelo processo de combustão. Tal desenho pode ser proibitivamente caro, no entanto, porque Pmax pode exceder 75 psig (5,2 bar), em casos típicos. Portanto, para direcionar a combustão, um processo ou recipiente de armazenamento pode ser provido de um dispositivo de liberação de pressão, um sistema de ventilação de explosão ou sistema de para- chamas, ou sistema de ventilação sem chama, o que irá permitir que a pressão e/ou uma chama de uma explosão escape do recipiente. Alternativamente, um processo ou recipiente de armazenamento pode ser fornecido com um sistema de supressão de explosão concebido para evitar que uma explosão ocorra. Estas e outras medidas de proteção/prevenção contra explosões são descritas genericamente no texto a seguir. Medidas conhecidas de proteção/prevenção de explosões incluem, por exemplo, os sistemas comercialmente disponíveis de supressão de explosão e isolamento químico oferecido por BS&B Safety Systems. Sistemas exemplares BS&B incluem o BS&B Explosion Venting IQR System™; os Sistemas BS&B Spark Detection & Extinguishing ("SDE"); e várias ventilações de explosão BS&B, incluindo as ventilações VSB™, VSP™, VSS™, VSE™ EXP™, EXP/V™, EXP/DV™, LCV™, HTV™.

[007] Um sistema de ventilação de explosão fornece um dispositivo de liberação de pressão ou um ventilador de explosão como parte do processo ou recipiente de armazenamento. A ventilação de explosão pode incluir um painel de explosão, como o descrito nas Publicações US de cotitularidade 2005/0235584 e 2007/0181 183, os conteúdos de cada uma estão aqui expressamente incorporados como referência em suas totalidades. Uma ventilação de explosão pode ainda ser fornecida com um disco de ruptura, tais como os descritos em patentes de copropriedade US 6.792.964, 6.178.983, e 6.446.653, o conteúdo de cada uma das quais são aqui incorporadas por referência na sua totalidade. Dispositivos de liberação de pressão e ventilação de explosão são descritos ao longo da presente revelação. Os princípios da revelação podem ser usados com qualquer mecanismo pelo qual os efeitos de uma explosão podem ser ventilados ou liberados de um sistema.

[008] A combustão dentro do recipiente pode criar uma pressão aumentada (ou seja, sobrepressão), que, por sua vez, pode levar a uma abertura do dispositivo de liberação de pressão ou ventilação de explosão. Quando abre um painel de explosão, uma chama pode ser liberada a partir do recipiente. A chama pode ser introduzida diretamente para a atmosfera. Alternativamente, se o dispositivo de liberação de pressão ou ventilação de explosão é implantado dentro de um edifício ou estrutura, um duto pode ser usado para direcionar a chama para longe do recipiente, por exemplo, para o exterior do edifício ou estrutura. Um sistema de ventilação de explosão ou de pressão pode fazer pouco para atenuar uma chama, uma onda de pressão, ou partículas resultantes da combustão.

[009] A FIG. 1 ilustra uma chama sendo emitida a partir de um recipiente por meio de um sistema de ventilação de explosão. O recipiente exemplar ilustrado na FIG. 1 é um coletor de pó cilíndrico, no entanto, a presente revelação compreende qualquer número de outros processos ou recipientes de armazenamento, incluindo compartimentos abertos, pelo menos em parte, para o meio ambiente. Como discutido acima, uma combustão pode levar à abertura de uma ventilação de explosão através da qual uma chama pode ser emitida. A FIG. 1 ilustra um ponto no tempo após a ventilação de explosão 3 abrir e enquanto uma chama 1 está sendo emitida. Como mostrado na FIG. 1, a chama 1 alcançou R. Em uma aplicação, uma chama pode atingir até 20 pés. Em outra aplicação, uma chama pode ter um alcance de até 100 pés ou mais. A chama 1 pode ter uma forma dinâmica, com um diâmetro de expansão D, que pode expandir-se para cerca de metade do alcance R. Embora o termo “diâmetro” seja usado, e a chama seja descrita na FIG. 1 como sendo redonda, a revelação não se limita às chamas contendo uma seção transversal circular ou outra redonda. Como ilustrado na FIG. 1, a chama 1 possui um risco de segurança ao pessoal e equipamentos dentro de seu alcance R. A temperatura de uma chama típica pode atingir mais de 1000 graus Fahrenheit em uma fração de segundo - muito quente para a sobrevivência humana e rápido demais para retirar o pessoal deste mal.

[0010] Um para-chamas é um dispositivo de atenuaçãopassiva de chama, o qual pode ser fornecido como parte do processo ou recipiente de armazenamento. Um para-chamas pode ser compreendido de um componente, como uma malha enrolada tipo fita, tecido de malha metálica, ou matriz de cerâmica, que é concebido para proporcionar um caminho de fluxo pequeno. Quando a chama passa através do caminho de fluxo pequeno, ela tende a ser suprimida ou extinta. Um para-chamas geralmente é implantado em uma aplicação de gás combustível ou vapor. Um para-chamas pode proporcionar redução efetiva de uma chama, assim agindo como uma barreira ao progresso da chama. À medida que o tamanho do recipiente é aumentado, o para-chamas também deve ser aumentado. Assim, para os recipientes de grandes dimensões, um supressor de chama é tipicamente um dispositivo pesado exigindo uma quantidade significativa de espaço para a instalação. Para-chamas também podem exigir uma manutenção intensiva. Os componentes do para-chama (por exemplo, malha) devem ser mantidos na condição de limpos. O material de processo de construção nos componentes de interrupção pode prejudicar o desempenho. Por essa razão, os para- chamas podem não ser adequados para utilização em um ambiente empoeirado, o que pode causar o bloqueio dos componentes que prendem a chama - resultando em uma capacidade reduzida de taxa de fluxo e capacidade de absorção reduzida de calor. Além disso, dispositivos de atenuação passiva de chama, como para-chamas, podem não extinguir completamente o fogo.

[0011] Um sistema de ventilação sem chama proporciona umacombinação de uma ventilação de explosão e um para-chamas, e é concebido para absorver a chama resultante da combustão. Dependendo da concepção do dispositivo de ventilação sem chama, este pode atenuar a chama, reduzir um pulso de pressão emitido pela combustão, e absorver alguns ou todos os particulados resultantes de, por exemplo, uma explosão de poeiras combustíveis. Um sistema de ventilação sem chama sofre de desvantagens semelhantes como um sistema de para- chamas: este pode ser pesado, requer uma grande quantidade de espaço para a instalação, e deve ser mantido limpo da acumulação de material. Além disso, um sistema de ventilação sem chama pode exigir remodelação significativa ou mesmo a substituição após a exposição a uma chama (ou seja, após ativação).

[0012] Um sistema de supressão de explosão não requer aabertura de quaisquer dispositivos de ventilação em um processo ou recipiente de armazenamento. Um sistema de supressão de explosão é fornecido com um dispositivo para impedir o desenvolvimento completo de uma explosão, impedindo assim a formação de uma chama e elevação da pressão associada que, de outro modo precisaria ser liberada para o ambiente. Tal dispositivo pode incluir um dispositivo de liberação do agente de supressão da explosão, que pode liberar ou injetar um agente de supressão de explosão para dentro do recipiente. Os sistemas de supressão de explosão podem ser caros. Além disso, um sistema de supressão de explosão pode confiar em vários pontos de injeção de agente de supressão, o que multiplica o custo. Além disso, um sistema de supressão de explosão pode não eliminar o potencial de uma chama a ser emitida. Em especial quando o processo ou recipiente de armazenamento é aberto para o ambiente, uma chama pode ser emitida a despeito da ativação de um sistema de supressão de explosão.

[0013] Em face do exposto, existe uma necessidade de umsistema de atenuação de chama, o que reduz a gravidade de uma chama resultante de uma explosão, reduzindo o custo. O sistema de atenuação de chama da presente revelação atinge estas, ou outras, vantagens.

SUMÁRIO

[0014] Para atingir uma ou mais das vantagens acima ououtras, como realizado e amplamente aqui descrito, a revelação é direcionada para um dispositivo de atenuação de chama para um sistema de material combustível tendo um caminho de chama projetado, externo ao sistema, para uma chama ser liberada a partir do sistema no caso de uma explosão. O dispositivo compreende, pelo menos, um sensor configurado para detectar uma chama no caso de uma explosão e, pelo menos, um dispositivo de liberação do agente de supressão configurado para liberar um agente de supressão da chama no caminho de chama projetado quando a chama é detectada.

[0015] A revelação é também direcionada a um sistema deatenuação de chama que compreende um recipiente e pelo menos um dispositivo de liberação de pressão configurado para liberar uma chama a partir do recipiente, no caso de uma explosão, o dispositivo de liberação de pressão tendo uma saída lateral. O sistema compreende pelo menos um sensor configurado para detectar a chama, e um dispositivo de liberação de agente de supressão orientado na saída lateral do dispositivo de liberação de pressão, o dispositivo de liberação de supressão configurado para liberar um agente de supressão da chama no caminho da chama quando a chama é detectada.

[0016] Em outro aspecto, a revelação é direcionada para ummétodo de atenuar uma chama em um sistema de material combustível, compreendendo detectar uma chama em um recipiente em caso de uma explosão e liberação de um agente de supressão de chama em um cominho projetado da chama.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] Os desenhos anexos, que são incorporados aqui econstituem uma parte deste relatório, ilustram várias modalidades e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da revelação.

[0018] A FIG. 1 ilustra um sistema conhecido de ventilaçãode explosão.

[0019] As FIGS. 2A-2B ilustram um sistema de atenuação dechama de acordo com uma modalidade da revelação, em que um sensor de chama é colocado perto de um ponto de liberação de um agente extintor.

[0020] As FIGS. 3A-3B ilustram um sistema de atenuação dechama de acordo com uma modalidade da revelação, em que um sensor de chama é colocado dentro do recipiente em que ocorre uma explosão.

[0021] As FIGS. 4A-4B ilustram um sistema de atenuação dechama de acordo com uma modalidade da revelação, em que um sensor é configurado para detectar quando um dispositivo de liberação de pressão é ativado.

[0022] As FIGS. 5A-5B ilustram um sistema de atenuação dechama de acordo com uma modalidade da revelação, em que o sistema de atenuação de chama é instalado em um sistema, incluindo um sistema de supressão de explosão.

[0023] A FIG. 6 é uma vista em perspectiva de um sistema deatenuação de chama incluindo um duto, de acordo com uma modalidade da revelação.

[0024] A FIG. 7 é uma vista em corte transversal do sistemade atenuação de chama da FIG. 6.

[0025] A FIG. 8A ilustra um sistema de atenuação de chamaconfigurado para liberar um agente extintor axialmente longe de uma chama em desenvolvimento;

[0026] A FIG. 8B ilustra um sistema de atenuação de chamaconfigurado para liberar um agente extintor axialmente na direção de uma chama em desenvolvimento;

[0027] A FIG. 8C ilustra um sistema de atenuação de chamaconfigurado para liberar um agente extintor perpendicular ao eixo de percurso de uma chama em desenvolvimento; e

[0028] A FIG. 8D ilustra um sistema de atenuação de chamaconfigurado para liberar um agente extintor oblíquo ao eixo de percurso de uma chama em desenvolvimento.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0029] Será feita, agora, referência em detalhe às modalidades exemplares presentes, exemplos das quais estão ilustradas nos desenhos anexos.

[0030] Um sistema de atenuação de chama de acordo comuma modalidade é ilustrado nas FIGS. 2A-2B. Como mostrado na FIG. 2A, um recipiente 22 é fornecido com um dispositivo de liberação de pressão 23, que pode ser uma ventilação de explosão. O dispositivo de liberação de pressão 23 tem uma parte de ativação 24. A parte de ativação 24 está configurada para ativar, ou seja, liberar a pressão, em resposta a uma situação de sobrepressão no interior do recipiente 22. Para ativar, a parte de ativação 24 pode, por exemplo, ser destruída, rompida ou ejetada.

[0031] Um dispositivo de atenuação de chama 26 pode serfornecido. Como ilustrado nas FIGS. 2A-2B, o dispositivo de atenuação de chama 26 pode ser montado no recipiente 22. É compreendido, no entanto, que esse dispositivo de atenuação de chama 26 pode ser posicionado separado do recipiente 22. O dispositivo de atenuação de chama 26 é fornecido com um ponto de liberação de agente de extinção 27. Embora o ponto de liberação do agente de extinção 27 seja ilustrado na forma de um bocal 27, o ponto de liberação de agente de extinção pode ter a forma de qualquer dispositivo adequado liberando, entregando, ou injetando um agente de extinção ou supressor. Além disso, embora um ponto único de liberação 27 seja mostrado, os pontos de liberação múltiplos podem ser usados.

[0032] Quando uma situação de sobrepressão é atingidadentro de recipiente 22, a parte de ativação 24 pode ativar, permitindo que uma chama 21 escape do dispositivo de liberação de pressão 23. Embora a chama 21 esteja figurativamente ilustrada como um círculo (na FIG. 2B, bem como outras Figuras da revelação), a revelação não se limita a chamas de formato circular. Quando a chama 21 se aproxima do ponto de liberação do agente extintor 27, um agente extintor 28 pode ser liberado para o caminho da chama se aproximando 21. Desta maneira, o dispositivo de atenuação de chama pode ser considerado como um dispositivo “ativo” de atenuação de chama. Em uma modalidade, o dispositivo “ativo” de atenuação de chama pode ser usado ao invés de ou além de um dispositivo “passivo” de atenuação de chama, como um para- chamas na forma de uma malha enrolada tipo fita, tecido de malha metálica, ou matriz de cerâmica.

[0033] Ao liberar um agente extintor 28 para o caminho deuma chama que se aproxima, a chama pode ser atenuada em qualquer número de maneiras. Por exemplo, o agente extintor pode tender a reduzir uma ou mais das características seguintes ou outras características de deflagração: tamanho da chama, a duração da chama, o volume ocupado pela chama, a temperatura em torno da chama e/ou a força resultante da chama (por exemplo, uma onda de pressão que pode acompanhar uma poeira ou condição de deflagração de gás).

[0034] Como ilustrado nas FIGS. 2A-2B, um dispositivo deatenuação de chama 26 pode ser fornecido com um sensor 25. O sensor 25 pode ser colocado em ou na proximidade do ponto de liberação do agente extintor 27, conforme ilustrado. Como ilustrado na FIG. 2B, o sensor 25 pode ser configurado para detectar a chama se aproximando, conforme ela se aproxima do ponto de liberação do agente extintor 27. Ao detectar a chama que se aproxima, o sensor 25 pode fazer com que o dispositivo de atenuação de chama 26 libere o agente extintor 28 no caminho da chama se aproximando 21.

[0035] O sensor 25 ilustrado nas FIGS. 2A e 2B pode serqualquer sensor adequado para a detecção da chama se aproximando 21. O sensor 25 pode indiretamente detectar a chama. Por exemplo, o sensor 25 pode ser um detector de temperatura. Alternativamente ou além disso, o sensor 25 pode também detectar outros fenômenos coexistentes com a chama. Por exemplo, o sensor 25 pode ser um sensor de pressão configurado para detectar uma onda de pressão que pode preceder a chegada da chama 21. Durante as fases iniciais de um evento de combustão, uma onda de pressão pode mover-se à frente da propagação da chama. Assim, a chama pode ser detectada indiretamente detectando a onda de pressão. Detectar a onda de pressão pode permitir a detecção precoce de uma chama iminente. A detecção precoce deste tipo pode proporcionar um número de benefícios. Por exemplo, a detecção precoce permite a utilização de um mecanismo mais lento - e potencialmente de menor custo - de liberação de agente extintor. A detecção precoce também pode permitir que um volume relativamente maior a ser preenchido com agente extintor antes que a chama chegue, potencialmente permitindo que o agente extintor seja mais eficaz. Além disso, a detecção precoce pode permitir que o sensor e ponto de liberação de agente extintor sejam posicionados relativamente próximos um ao outro, ao mesmo tempo deixando tempo suficiente para dispersar suficiente agente extintor. Minimizando a distância entre o sensor e o ponto de liberação do agente extintor pode ser benéfico, porque pode permitir que o sistema de atenuação de chama seja usado em sistemas menores.

[0036] Como outra opção, o sensor pode detectar diretamentea chama. Por exemplo, o sensor 25 pode ser um sensor óptico ou de infravermelho configurado para detectar a aproximação da chama 21. Em uma modalidade, o sensor 25 pode compreender um componente de ativação mecânica colocado no caminho da chama 21. Em dita modalidade, a chama 21 pode fisicamente passar pelo sensor 25. O sensor 25 pode estar localizado externo ao sistema. Alternativamente, o sensor 25 pode ser colocado dentro do sistema. Em uma modalidade, os efeitos de uma deflagração na composição no sistema podem ser detectados ou medidos, e aqueles efeitos podem ser usados no lugar de ou em adição a qualquer outro sensor. Assim, o sensor pode ser colocado no equipamento a ser protegido. Qualquer número de sensores pode ser usado.

[0037] O agente extintor 28 pode ser qualquer agente paraextinguir uma chama. Por exemplo, o agente extintor 28 pode ser um agente de pó seco (por exemplo, bicarbonato de sódio), agente líquido (por exemplo, água), agente líquido aquecido (por exemplo, água pressurizada que irá cintilar até vapor na liberação a partir do ponto de liberação 27), uma espuma ou agente espumante, ou um agente gasoso (por exemplo, dióxido de carbono, nitrogênio). Além disso, é compreendido que o agente extintor 28 pode ser uma combinação de vários agentes extintores.

[0038] A quantidade de agente extintor 28 a ser liberada podeser unicamente selecionada para cada aplicação de um sistema de atenuação de chama. A quantidade de agente extintor será uma função de um número de parâmetros do sistema. Em uma modalidade, a quantidade de agente extintor 28 a ser liberada pode depender de uma característica medida pelo sensor 25 (por exemplo, a energia dentro do recipiente 22, pressão, luz, ou radiação infravermelha) ou outro sensor (não mostrado) configurado para detectar uma característica da atmosfera. Quantidades maiores do agente extintor 28 podem ser liberadas para alcançar níveis maiores de atenuação da chama. Áreas maiores de liberação de pressão/vazão podem exigir volumes maiores de agente extintor 28 a ser liberado. Do mesmo modo, se os vários dispositivos de liberação de pressão ou áreas de alívio de pressão são fornecidos, então, os pontos vários pontos de liberação 27 (e volumes maiores de agente extintor 28) podem ser necessários. O volume derecipiente 22 também pode ditar a quantidade de agente extintor 28 a ser utilizado em um sistema de atenuação de chama. Tipicamente,recipientes de volumes maiores requerem volumes maiores de agente extintor. Finalmente, a reatividade do material dentro do recipiente 22 pode ditar o volume do agente extintor 28 exigido. A reatividade é comumente expressa por um índice de deflagração Kst para pó e Kg para vapor ou gás. Um material mais reativo (ou seja, Kst ou Kg maiores) pode requerer um volume maior de agente extintor 28.

[0039] Outra modalidade de um sistema de atenuação dechama é ilustrada nas FIGS. 3A-3B. Como ilustrado nas FIGS. 3A-3B, um recipiente 32 pode ser fornecido com um dispositivo de liberação de pressão 33, que pode ser uma abertura, que tem uma parte de ativação 34. Um sensor 35 pode ser configurado para detectar um parâmetro dentro do recipiente 32. Por exemplo, o sensor 35 pode ser configurado para detectar energia dentro do recipiente 32, pressão, luz visível, radiação infravermelha, ou qualquer outra característica, indicando que uma chama está ou estará se desenvolvendo dentro do recipiente 32. De acordo com as FIGS. 3A-3B, um dispositivo de atenuação de chama 36 contendo um ponto de liberação de agente extintor 37 também pode ser fornecido.

[0040] De acordo com a modalidade das FIGS. 3A-3B, osensor 35 pode detectar que a chama está ou estará se desenvolvendo dentro do recipiente 32. O sensor 35 pode então fazer com que o dispositivo de atenuação de chama 36 libere um agente extintor 38 para o caminho da chama 31.

[0041] Como configurado nas FIGS. 3A-3B, um sistema deatenuação de chama pode detectar uma chama se desenvolvendo dentro recipiente 32 antes parte de ativação 34 estar ativada. Assim, o agente extintor 38 pode ser liberado para o caminho da chama 31 antes que seja liberado a partir do sistema. Alternativamente, o dispositivo de atenuação de chama pode esperar para liberar o agente extintor 38 até algum tempo após uma chama é detectada pelo sensor 35.

[0042] Uma modalidade adicional de um sistema deatenuação de chama é ilustrada nas FIGS. 4A-4B. Como ilustrado nas FIGS. 4A-4B, um recipiente 42 pode ser fornecido com um dispositivo de liberação de pressão 43, que pode ser uma abertura, que tem uma parte de ativação 44. Um sensor 45 pode ser fornecido para detectar a ativação da parte de ativação 44. Como ilustrado nas FIGS. 4A-4B, o sensor 45 é fornecido com um fio 451. Quando a parte de ativação 44 ativa, o fio 451 pode ser quebrado ou de outra forma perturbado, indicando, assim, ao sensor 45 que a parte de ativação 44 foi ativada. Por exemplo, o fio 451 pode ter uma corrente passando por este antes de parte de ativação 44 ser ativada. Assim, quando o fio 451 é quebrado, a corrente pode ser interrompida, indicando ao sensor 45 que a parte de ativação foi ativada. O sensor 45 pode, então, fazer que o dispositivo de atenuação de chama 46 libere um agente extintor 48 para o caminho da chama 41 através do ponto de liberação 47.

[0043] Embora o sensor 45 seja ilustrado como utilizando umfio 451 para detectar a ativação da parte de ativação 451, a revelação não se limita a esta modalidade. O sensor 45 pode também detectar a ativação por meio de um sensor magnético, um sensor óptico ou um sensor de pressão. Os sensores apropriados para a detecção de ativação da parte de ativação 44 podem incluir os comercialmente disponíveis BS&B Safety Systems Vis-U-Tec™ Sensor e MBS™ Sensor. Sensores apropriados adicionais para detecção de ativação da parte de ativação 44 são revelados, por exemplo, nas patentes de copropriedade US 4.978.947 e 6.598.454, os conteúdos de cada uma das quais estão aqui expressamente incorporados como referência em suas totalidades.

[0044] Outra modalidade de um sistema de atenuação dechama é ilustrada nas FIGS. 5A-5B. Como ilustrado nas FIGS. 5A-5B, um recipiente 52 pode ser fornecido com um dispositivo de liberação de pressão 53, que pode ser uma abertura, que tem uma parte de ativação 54. O recipiente 52 pode também ser fornecido com um sistema de supressão de explosão 59. O sistema de supressão de explosão 59 pode incluir um ponto de liberação 591 configurado para liberar um agente de supressão de explosão 592 no recipiente 52. Um sistema de supressão de explosão exemplar é descrito na publicação de copropriedade US 2009/0189773, os conteúdos dos quais estão aqui expressamente incorporados como referência em suas totalidades.

[0045] Um sensor 55 pode ser fornecido para detectar quandoo sistema de supressão de explosão 59 é ativado, ou seja, quando o sistema de supressão de explosão 59 libera agente de supressão de explosão 592 a partir do ponto de liberação 591 no recipiente 52. Ao detectar a ativação do sistema de supressão de explosão 59, o sensor 55 pode sinalizar para o sistema de atenuação de chama 56 para liberar um agente extintor 58 no caminho da chama 51 a partir de ponto de liberação 57.

[0046] Já outra modalidade de um sistema de atenuação dechama é ilustrada nas FIGS. 6 e 7. Como mostrado na FIG. 6, um duto 661 pode ser fornecido na saída lateral de um dispositivo de liberação de pressão 63, que pode ser uma abertura, contendo uma parte de ativação 64 (melhor mostrado na FIG. 7) em um recipiente 62. Embora o recipiente 62 seja ilustrado como um coletor de poeira cilíndrico, a revelação não se limita a dita estrutura. Assim, o recipiente 62 pode ser qualquer processo ou recipiente de armazenamento para o processamento, manipulação e/ou armazenamento de pó, vapor e /ou gás.

[0047] O duto 661 pode ser utilizado para direcionar ocaminho de uma chama emitida a partir recipiente 62. Além disso, o duto 661 pode ser usado para melhorar a funcionalidade de um dispositivo de atenuação de chama 66 fornecido no duto. Em algumas aplicações, as condições atmosféricas (por exemplo, ventos fortes) podem levar a dispersão rápida de um agente extintor liberado por um dispositivo de atenuação de chama. Em outras aplicações, as condições atmosféricas podem diminuir a eficácia de um agente extintor. Por exemplo, chuva, granizo, ou neve podem diluir ou de outra forma prejudicar o desempenho de um agente extintor. Assim, o duto 661 pode proteger um agente extintor de condições atmosféricas adversas. Em uma modalidade, um sensor (não mostrado) pode ser fornecido para controlar um ou mais das condições atmosféricas. O sensor de condição atmosférica pode ser utilizado para alterar a quantidade de agente extintor a ser liberado, dependendo das condições atmosféricas. Dito sensor pode também ser utilizado em uma modalidade, sem um duto 661.

[0048] Como ilustrado na FIG. 6, o sensor 65 pode detectaruma chama desenvolvida ou em desenvolvimento e disparar o dispositivo de atenuação de chama 66 para liberar um agente extintor no duto 661 por meio do ponto de liberação 67, no caminho da chama. Ao liberar um agente extintor no duto 661, o sistema de atenuação de chama pode reduzir a magnitude da chama ou prevenir que a chama saia do duto para o ambiente. Embora o sensor 65 seja ilustrado como sendo montado no recipiente 62, a revelação não está limitada àquela modalidade. Assim, um sensor pode ser alternativamente montado, por exemplo, em uma posição semelhante às ilustradas nas FIGS. 2A, 3A, 4A, e 5A. Outros aspectos das outras modalidades descritas dentro desta revelação podem ainda ser fornecidos com um sistema de atenuação de chama incluindo um duto 661, como ilustrado nas FIGS. 6-7.

[0049] Padrões de engenharia podem ditar o desenho do duto661. Por exemplo, NFPA68-2007, promulgada pela National Fire Protection Association, exige meios para calcular o efeito de dutos de ventilação colocados a jusante de painéis de explosão. Um duto pode aumentar o tempo para que uma explosão alcance condições atmosféricas, que podem conduzir a uma maior pressão de desenvolvida dentro do equipamento experimentando a explosão (por exemplo, recipiente 62). Estes efeitos podem ser compensados pelo aumento da área da seção transversal da abertura e/ou duto. Em uma modalidade, o duto 661 é fornecido com uma área de secção transversal, pelo menos, tão grande como a abertura 63 no recipiente 62. Alternativamente, estes efeitos podem ser compensados pelo aumento da pressão nominal do equipamento experimentando a explosão (por exemplo, recipiente 62). De acordo com a presente revelação, a liberação de um agente extintor para o caminho de uma chama pode também ser eficaz para atenuar estes efeitos.

[0050] Embora as FIGS. 6-7 ilustrem um duto, a revelaçãopode ainda ser usada em um sistema que não inclui um duto (como ilustrado, por exemplo, nas Figuras 2A-5B e 8A-8D). Um sistema sem duto pode proporcionar economia de custos através da eliminação de um duto. Além disso, um sistema sem duto pode evitar um atraso de tempo associado com liberação de uma deflagração através de um duto. Tal atraso pode levar a acúmulos indesejáveis na pressão, que podem ser evitados se um duto não é utilizado. Tais pressões aumentadas são descritas, por exemplo, em NFPA 68-2007 Capítulo 7.4 e Capítulo 8.5. Em um sistema sem duto, um dispositivo de liberação do agente pode ser posicionado externo ao sistema, configurado para liberar um agente de supressão no caminho projetado da chama.

[0051] A presente revelação pode ser aplicada à retromodifica-ção existente em sistemas de material combustível para ter um sistema de atenuação de chama. Por exemplo, um dispositivo de liberação do agente pode ser posicionado externo ao sistema existente, no caminho projetado da chama. O dispositivo de liberação do agente pode ser posicionado externo a um sistema existente com dutos ou sem dutos. O dispositivo de liberação do agente pode ser posicionado externo a um dispositivo de liberação de pressão existente ou ventilação.

[0052] Em operação, um sistema de atenuação de chama deacordo com a presente revelação demonstrou atenuar substancialmente uma chama emitida a partir de um recipiente. Um vaso de 100 pés cúbicos e uma ventilação de explosão de 32 polegadas de diâmetro nominal de design de baixa inércia (película de plástico) foi primeiro fornecido sem um sistema de atenuação de chama de acordo com a presente revelação. Uma explosão de amido de milho gerada dentro do vaso criou uma chama de diâmetro de 12 pés atingindo 32 pés de trajetória horizontal da ventilação de explosão. O mesmo vaso foi então fornecido com um dispositivo de atenuação de chama de acordo com a presente revelação, que foi configurado para liberar agente extintor bicarbonato de sódio na chama emergente da ventilação de explosão. Ao utilizar um dispositivo de atenuação de chama de acordo com a presente revelação, o diâmetro da chama foi reduzido para 5 pés, e o alcance horizontal da chama foi reduzido para menos de 10 pés. Outros resultados de atenuação de chama podem ser conseguidos através da aplicação das várias modalidades da presente revelação.

[0053] Um sistema de atenuação de chama de acordo com apresente modalidade pode liberar um agente extintor para o caminho de uma chama, em qualquer número de trajetórias adequadas, tal como ilustrado, por exemplo, nas FIGS. 8A-8D. A trajetória de um agente extintor pode ser selecionada, por exemplo, em vista das características particulares do processo ou recipiente de armazenamento e /ou o material sujeito a explosão.

[0054] Como ilustrado na FIG. 8A, um agente extintor 88Apode ser liberado a partir do dispositivo de atenuação de chama 86A afastado de uma chama 81 ao longo do eixo projetado do percurso da chama. Assim, quando uma chama 81 é liberada a partir de um recipiente 82A por meio de um dispositivo de liberação de pressão (por exemplo, ventilação de explosão 83A), ela pode encontrar um agente extintor 88A a ser liberado na direção do percurso da chama.

[0055] Como ilustrado na FIG. 8B, um agente extintor 88Bpode ser liberado a partir do dispositivo de atenuação de chama 86B diretamente na chama 81 ao longo do eixo projetado de percurso da chama. Assim, quando uma chama 81 é liberada a partir de um recipiente 82B por meio de um dispositivo de liberação de pressão (por exemplo, ventilação de explosão 83B), ela pode encontrar um agente extintor 88B a ser liberado diretamente na e contra a direção do percurso da chama.

[0056] Como ilustrado na FIG. 8C, um agente extintor 88Cpode ser liberado a partir do dispositivo de atenuação da chama 86C perpendicular ao eixo de percurso da chama 81. Assim, quando chama 81 é emitida a partir recipiente 82C por meio de um dispositivo de liberação de pressão (por exemplo, abertura 83C), ela pode encontrar um agente extintor a ser liberado perpendicular à direção do percurso da chama.

[0057] As modalidades discutidas a este ponto revelaram umagente extintor a ser liberado, seja em paralelo ou perpendicular à direção de um percurso da chama. A presente revelação não se limita àquele arranjo, no entanto. Em uma modalidade, como ilustrado na FIG. 8D, um agente extintor 88D pode ser liberado a partir de dispositivo de atenuação de chama 86D obliquamente para dentro ou ao longo do trajeto da chama 81. Assim, quando chama 81 é emitida a partir recipiente 82D por meio de um dispositivo de liberação de pressão (por exemplo, abertura 83D), ela pode encontrar um agente extintor sendo liberado de qualquer direção apropriada. Em uma modalidade, a direção da liberação do agente extintor pode ser ditada por uma característica detectada por um sensor (não mostrado). Por exemplo, a direção da liberação do agente extintor pode depender do tamanho ou da temperatura da chama. Adicionalmente ou alternativamente, a direção da liberação do agente extintor pode depender de um ou mais condições atmosféricas, como, por exemplo, a velocidade do vento, chuva, granizo ou neve.

[0058] Além da direção da liberação do agente extintor, podeser desejável selecionar o padrão de pulverização de um agente extintor liberado. Por exemplo, um ponto de liberação pode ser configurado para emitir um padrão de pulverização mais largo ou mais estreito, dependendo do tamanho esperado de uma chama ou qualquer outro parâmetro adequado. Em uma modalidade, o padrão de pulverização pode ser ditado por uma característica, por exemplo, do recipiente ou da atmosfera, detectada por um sensor (não mostrado).

[0059] Ao selecionar a direção e padrão de liberação de agenteextintor, um operador pode também direcionar um agente extintor em uma área fora do caminho direto de uma chama. Por exemplo, um agente extintor pode ser liberado para uma área/volume em que uma chama pode de outro modo se expandir. Ao controlar a liberação de um agente extintor de tal maneira, um operador pode, assim, controlar a expansão de uma chama sem necessariamente extinguir a chama.

[0060] Como a segurança de um sistema de atenuação dachama pode depender da condição dos seus componentes, em uma modalidade, um dispositivo de monitoramento pode, opcionalmente, ser fornecido para controlar uma ou mais ditas condições. Por exemplo, um dispositivo de monitoramento (não ilustrado) pode ser fornecido para supervisionar a condição do agente extintor, os dispositivos de agente extintor, sensores, aberturas e/ou partes de ativação de ventilação. Adicionalmente ou alternativamente, um dispositivo de monitoramento pode ser fornecido para monitorar uma ou mais condições dentro ou fora do equipamento experimentando uma explosão. Ditos dispositivos de monitoramento são revelados, por exemplo, na Patente de copropriedade US 7.168.333 e Publicação US 2009/0000406, o conteúdo de cada uma das quais são aqui incorporadas por referência na sua totalidade. Um dispositivo de monitoramento pode gerar um alarme ou outro aviso para alertar um usuário como para uma condição de funcionamento do sistema de atenuação de chama e/ou o equipamento experimentando uma explosão.

[0061] Embora as modalidades acima descritas de umsistema de atenuação de chama tenham sido descritas como utilizando uma ventilação com uma parte de ativação substancialmente plana, a revelação não se destina a ser limitada a esta estrutura particular. Portanto, os sistemas de atenuação alternativos de chama se destinam a estar dentro do escopo desta revelação, incluindo todas as ventilações e dispositivos de liberação de pressão equivalentes, como discos de ruptura de cúpula. Além disso, embora as modalidades acima descritas de um sistema de atenuação de chama tenham sido descritas como um agente de liberação de supressão em resposta a um sinal de um sensor, a revelação não se destina a ser limitada a qualquer estrutura particular que ligue o sensor a um dispositivo de atenuação de chama e/ou supressão de ponto de liberação do agente. Assim, enquanto o sensor pode ser diretamente ligado ao dispositivo de atenuação de chama e/ou ponto de liberação do agente de supressão, o sensor pode alternativamente ligar a um CPU ou outro dispositivo, que, por sua vez, se liga ao dispositivo de atenuação de chama e/ou ponto de liberação de agente de supressão. Por conseguinte, um sinal proveniente do sensor pode ser interpretado pela CPU, que pode então acionar o dispositivo de atenuação de chama para liberar um agente de supressão. Além disso, as conexões entre o sensor, o dispositivo de atenuação de chama, o ponto de liberação do agente de supressão e/ou CPU podem ser sem fio. É também tido em consideração que a presente revelação não precisa ser limitada às aplicações que envolvam uma “bola” de chama. Pelo contrário, os conceitos da presente revelação podem ser utilizados para atenuar os outros resultados da combustão, de ignição e/ou de ventilação da pressão, incluindo chamas que se propagam em diferentes padrões e de poeiras ou nuvens de vapor que podem não ser necessariamente combustão. Além disso, é tido em consideração que as características individuais de uma modalidade podem ser adicionadas ou substituídas por características individuais de uma outra modalidade. Assim, está dentro do escopo da presente revelação cobrir as modalidades resultantes da substituição de características diferentes entre diferentes modalidades.

[0062] As modalidades e os arranjos acima descritos sedestinam apenas a exemplificativos de sistemas e métodos tido em consideração. Outras modalidades serão evidentes para aqueles especialistas na técnica pela consideração do Relatório e prática da revelação neste documento.

Claims

1. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, tendo um trajeto de chama projetado, para que uma chama seja liberada a partir do sistema no caso de explosão, caracterizado por que compreende:pelo menos um sensor configurado para detectar uma chama e gerar um sinal no caso de uma explosão;pelo menos um duto configurado para direcionar o trajeto de uma chama no caso de uma explosão;pelo menos um dispositivo de liberação de pressão configurado para liberar uma chama do duto para o ambiente externo, tendo o dispositivo liberação de pressão um lado de saída; epelo menos um dispositivo de liberação do agente de supressão orientado no lado de saída do dispositivo de liberação de pressão, sendo o dispositivo de liberação do agente de supressão configurado para liberar um agente de supressão da chama para o trajeto de chama projetado, em resposta ao sinal a partir de pelo menos um sensor.

2. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que pelo menos um sensor está configurado para detectar diretamente a chama.

3. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que pelo menos um sensor compreende pelo menos um de um sensor óptico, um sensor de infravermelho ou um sensor de deslocamento mecânico.

4. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que pelo menos um sensor está configurado para detectar a chama indiretamente.

5. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado por que pelo menos um sensor compreende pelo menos um de um sensor de temperatura ou um sensor de pressão.

6. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado por que pelo menos um sensor compreende um sensor configurado para detectar uma onda de pressão deslocando-se à frente da chama.

7. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o agente de supressão compreende pelo menos um de um agente de seco, um agente líquido, um agente de espuma ou um agente gasoso.

8. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o sistema de material combustível compreende um invólucro contendo um material combustível, e em que o dispositivo de atenuação de chama está posicionado externamente ao invólucro.

9. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda um sistema de supressão de explosão.

10. Dispositivo de Atenuação de Chama Para Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda um dispositivo de atenuação passiva de chama.

11. Sistema de Atenuação de Chama, caracterizado por que compreende:um invólucro;pelo menos um dispositivo de liberação de pressão configurado para liberar uma chama a partir do invólucro através de uma saída sem dutos, no caso de uma explosão, tendo o dispositivo de liberação de pressão um lado de saída;pelo menos um sensor configurado para detectar a chama pelo menos um sensor configurado ainda para gerar um sinal ao detectar a chama; eum dispositivo de liberação do agente de supressão orientado sobre o lado de saída do dispositivo de liberação de pressão, sendo o dispositivo de liberação do agente de supressão configurado para liberar um agente de supressão da chama para o trajeto da chama, em resposta ao sinal gerado pelo pelo menos um sensor.

12. Sistema de Atenuação de Chama, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que pelo menos um sensor é ainda configurado para detectar uma condição dentro do invólucro.

13. Sistema de Atenuação de Chama, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que pelo menos um sensor é ainda configurado para detectar os efeitos da chama em um ou mais componentes do sistema.

14. Sistema de Atenuação de Chama, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que pelo menos um sensor é ainda configurado para detectar uma temperatura de um ou mais componentes do sistema.

15. Sistema de Atenuação de Chama, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que compreende ainda:um sistema de supressão de explosão;em que pelo menos um sensor é ainda configurado para sensorear os efeitos da chama sobre o sistema de supressão de explosão.

16. Sistema de Atenuação de Chama, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que pelo menos um sensor está posicionado entre o dispositivo de liberação de pressão e o dispositivo de liberação do agente.

17. Sistema de Atenuação de Chama, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que pelo menos um sensor é configurado ainda para sensorear uma ativação do dispositivo de liberação de pressão.

18. Sistema de Atenuação de Chama, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que compreende ainda:um sistema de supressão de explosão configurado para suprimir uma explosão no interior do invólucro.

19. Sistema de Atenuação de Chama, de acordo com a Reivindicação 18, caracterizado por que:pelo menos um sensor é configurado ainda para sensorear, quando o sistema de supressão de explosão é ativado.

20. Método Para Atenuar Chama Em Sistema de Material Combustível, caracterizado por que compreende:sensorear uma chama num compartimento no caso de explosão e geral um sinal; identificar um trajeto projetado da chama com base numa característica sensoreada da chama; eliberar um agente de supressão de chama em resposta a um sinal no trajeto projetado da chama antes que a chama atinja o trajeto projetado; em que o trajeto projetado é externo ao invólucro.

21. Método Para Atenuar Chama Em Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 20, caracterizado por que sensorear uma chama compreende ainda sensorear um ou mais de uma luz visível, uma radiação infravermelha, a temperatura ou a pressão.

22. Método Para Atenuar Chama Em Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 20, caracterizado por que sensorear uma chama compreende ainda deslocar um sensor mecânico, em resposta à chama.

23. Método Para Atenuar Chama Em Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 20, caracterizado por que liberar um agente de supressão de fogo compreende ainda liberar um agente de supressão de fogo para dentro do invólucro.

24. Método Para Atenuar Chama Em Sistema de Material Combustível, de acordo com a Reivindicação 20, caracterizado por que a trajetória projetada da chama se estende para fora do invólucro e em que liberar um agente de supressão da chama compreende ainda liberando um agente de supressão da chama no trajeto projetado da chama fora do invólucro.