IT201900018728A1 - Blocco arrestatore di fiamma - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Sfondo tecnologico dell’invenzione

Settore della tecnica dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme in presenza di deflagrazioni e/o detonazioni causate da una qualsiasi fonte di innesco. Tali dispositivi di protezione sono noti anche come arrestatori di fiamma o rompifiamma. In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un blocco arrestatore di fiamma per l’impiego nei suddetti dispositivi di protezione.

Breve rassegna dello stato della tecnica

Gli arrestatori di fiamma sono dispositivi aventi lo scopo di estinguere la propagazione di fiamme, ad esempio in presenza di deflagrazione o detonazione, generate da una qualsiasi causa di innesco.

Gli arrestatori di fiamma sono impiegati come dispositivi di protezione in svariati settori applicativi, ad esempio nei settori delle industrie petrolchimiche, chimiche, farmaceutiche, e più in generale ovunque ci si trovi in presenza di atmosfere potenzialmente esplosive.

Un arrestatore di fiamma è un dispositivo che pur interrompendo la propagazione di fiamme, permette il passaggio di fluidi (liquidi o aeriformi).

Il principio di funzionamento su cui si basano gli arrestatori di fiamma è quello dell’estinzione della combustione (“fire quenching” o “combustion quenching”) per cessione di calore dalla fiamma ad un corpo di materiale solido termicamente conduttivo a temperatura più bassa. Tale cessione di calore è resa maggiormente efficiente realizzando nel corpo di materiale solido numerosi stretti passaggi, attraverso i quali la fiamma è costretta a passare.

Un tipo di arrestatore di fiamma comunemente utilizzato è quello denominato “Crimped Metal Ribbon” o CMR. Un arrestatore di fiamma CMR comprende uno o più elementi arrestatore di fiamma, ciascuno composto da strati di sottili lamierini metallici ondulati e lisci alternati fra loro, ad esempio disposti in modo genericamente coassiale ad un mandrino centrale a formare un corpo cilindrico multistrato, ad esempio il tutto essendo racchiuso entro una camicia esterna. Gli spazi creati tra le ondulazioni dei lamierini metallici ondulati e gli adiacenti lamierini lisci definiscono una molteplicità di passaggi o canali per il fluido. Tali passaggi, ad esempio di sezione approssimativamente triangolare, si estendono genericamente parallelamente all’asse del corpo cilindrico (o con un limitato angolo di inclinazione rispetto all’asse del corpo cilindrico).

Un arrestatore di fiamma CMR è ad esempio descritto in WO 94/00197.

Un tipico procedimento di fabbricazione di un elemento arrestatore di fiamma CMR prevede di prelevare da rispettive bobine due lamierini piatti, creare una ondulazione su uno dei due lamierini mediante una ruota dentata, e poi avvolgere a spirale i due lamierini sul mandrino centrale.

Tipicamente, negli arrestatori di fiamma CMR, uno o più elementi arrestatore di fiamma sono disposti in successione assiale, con interposti elementi distanziatori per generare turbolenza al fine di aumentare l’efficienza di scambio termico e quindi garantire l’arresto della fiamma senza dover aumentare il numero di elementi arrestatore di fiamma.

Sono noti nello stato della tecnica blocchi arrestatore di fiamma per dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme diversi dagli arrestatori di fiamma CMR.

Per esempio, EP1586350 descrive un arrestatore di fiamma per un gas infiammabile atto a prevenire un flusso inverso da un lato a valle ad un lato a monte dell’arrestatore di fiamma. L’arrestatore di fiamma ha un corpo a tamburo, ed il corpo a tamburo ha una pluralità di piastre ad anello. Le piastre ad anello sono sovrapposte l’una sull’altra mediante una pluralità di distanziali posti tra di esse per definire fessure tra le piastre ad anello. Il corpo a tamburo ha una prima estremità aperta sul lato a monte ed una seconda estremità chiusa sul lato a valle, mentre le fessure sono aperte sul lato a valle.

Inoltre, WO 2015/091747 descrive un blocco arrestatore di fiamma per dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme comprendente: almeno una prima piastra avente un perimetro esterno ed almeno una apertura in una regione interna al perimetro esterno, ed una seconda piastra di chiusura impilata su detta almeno una prima piastra lungo una direzione di impilaggio e distanziata dalla almeno una prima piastra in modo da definire, tra detta almeno una prima piastra e detta seconda piastra, una intercapedine trasversale a detta direzione di impilaggio.

Sommario dell’invenzione

La Richiedente ha osservato che gli arrestatori di fiamma CMR presentano alcuni inconvenienti.

Ad esempio, essi possono essere facilmente danneggiati durante la loro movimentazione, in particolare nelle operazioni di manutenzione. Il danneggiamento può causare l’alterazione delle dimensioni dei passaggi per i fluidi, cosa che potrebbe avere come conseguenza estremamente pericolosa l’incapacità di arrestare la propagazione della fiamma, oppure il disallineamento dei lamierini, ciò che può determinare un aumento delle perdite di pressione.

Inoltre, poiché le dimensioni dei passaggi o canali per i fluidi sono estremamente limitate, tali passaggi possono facilmente essere ostruiti da depositi, cosa che rende indispensabile una manutenzione periodica degli arrestatori di fiamma.

Inoltre, gli arrestatori di fiamma CMR comportano una significativa perdita di carico. La perdita di carico dipende dalla costruzione interna dell’arrestatore di fiamma CMR, ossia dal numero di elementi arrestatore di fiamma, dalla dimensione di cella degli elementi (“gap” o altezza dei passaggi o canali per il fluido), dall’altezza degli elementi, dall’inclinazione dei passaggi o canali degli elementi e dallo spessore dei lamierini che compongono gli elementi. Tale perdita è funzione della portata, del tipo di fluido e delle sue condizioni fisiche, ed aumenta notevolmente con lo sporcamento dell’elemento arrestatore di fiamma e conseguente occlusione dei passaggi o canali, sporcamento che può essere molto elevato nel caso di fluidi contenenti impurità e appiccicosi.

Altro inconveniente degli arrestatori di fiamma CMR è la loro relativa complessità costruttiva, dato il numero piuttosto elevato di parti diverse di cui sono composti (mandrino centrale, lamierini lisci, lamierini ondulati, camicia esterna), che richiedono lavorazioni specifiche per la loro fabbricazione utilizzando macchine automatiche o semi-automatiche dedicate che rendono piuttosto complesso l’assemblaggio. Tutto ciò rende gli arrestatori di fiamma CMR piuttosto costosi. Un’altra conseguenza della complessità costruttiva degli arrestatori di fiamma CMR è che essi, una volta assemblati, non possono essere disassemblati completamente per la loro pulizia, perché risulterebbe praticamente impossibile riassemblarli e garantire la sicurezza iniziale. Per la loro pulizia occorre ricorrere all’impiego di solventi o vapore ad alta pressione (unico modo di penetrare negli interstizi dell’arrestatore di fiamma CMR), e le operazioni sono pertanto complesse, lunghe e a volte non del tutto efficaci.

Inoltre, è critico ottenere un’elevata precisione e ripetibilità della produzione, ed una resistenza dell’elemento arrestatore di fiamma alla flessione ed alla deformazione. Non è semplice ottenere una bassa ovalizzazione degli elementi arrestatore di fiamma (determinata dall’avvolgimento a spirale dei lamierini sul mandrino centrale).

La Richiedente ha inoltre osservato che anche gli arrestatori di fiamma del tipo descritto in EP1586350 o in WO 2015/091747 sono affetti da alcuni inconvenienti.

Tali arrestatori di fiamma sono formati da piastre impilate le une sulle altre lungo una direzione di impilaggio in modo da definire una sequenza di intercapedini che definiscono passaggi radiali per i fluidi (vapori o gas). Nella eventualità di un innesco di fiamma, si ha la formazione di fiamme esterne al blocco arrestatore di fiamma in corrispondenza delle intercapedini.

In questa situazione, una porzione del calore generato da fiamme in corrispondenza di una generica intercapedine si va a sommare al calore generato dalle fiamme in corrispondenza della intercapedine che è localizzata al di sopra di tale generica intercapedine. Procedendo dal basso verso l’alto lungo la direzione di impilaggio, i contributi di calore dovuti alle fiamme in corrispondenza delle varie intercapedini vanno a sommarsi tra loro, causando un innalzamento graduale della temperatura del fluido all’interno del blocco arrestatore di fiamma. Se tale temperatura supera un valore critico, si potrebbe innescare una dannosa propagazione di fiamme verso l’interno del blocco arrestatore di fiamma.

Tale inconveniente è particolarmente sentito nei casi in cui, per ridurre il più possibile le perdite di carico, il numero di piastre impilate - e quindi il numero di intercapedini attraverso cui si possono formare fiamme - è elevato.

La Richiedente ha affrontato il problema di risolvere questi ed altri inconvenienti dello stato della tecnica.

In accordo con la presente invenzione, è fornito un blocco arrestatore di fiamma per dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, il blocco arrestatore di fiamma comprende almeno una prima piastra avente un perimetro esterno ed almeno una apertura in una regione interna al perimetro esterno;

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, il blocco arrestatore di fiamma comprende inoltre una seconda piastra di chiusura impilata su detta almeno una prima piastra lungo una direzione di impilaggio.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, il blocco arrestatore di fiamma comprende inoltre almeno una terza piastra di isolamento tra detta seconda piastra e detta almeno una prima piastra lungo detta direzione di impilaggio.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una terza piastra è in un materiale avente conducibilità termica minore rispetto al materiale di detta almeno una prima piastra.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una terza piastra è in un materiale termicamente isolante.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una terza piastra è in un materiale non metallico, preferibilmente un materiale refrattario.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una prima piastra e detta seconda piastra sono piastre metalliche.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una terza piastra è in un materiale ceramico.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una prima piastra ha, lungo detta direzione di impilaggio, un primo spessore, e detta almeno una terza piastra di isolamento ha, lungo detta direzione di impilaggio, un secondo spessore, in cui detto secondo spessore è uguale a, o minore di, o maggiore di detto primo spessore.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una prima piastra si estende, lungo una direzione perpendicolare a detta direzione di impilaggio, per una prima estensione.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una terza piastra si estende, lungo detta direzione perpendicolare a detta direzione di impilaggio, per una seconda estensione maggiore di, o uguale a detta prima estensione.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, ciascuna di detta almeno una prima piastra e detta almeno una terza piastra è a forma di cornice quadrangolare, particolarmente, quadrata o rettangolare o romboidale, ellissoidale, a stella, lobata quadrangolare o di corona circolare, e detta seconda piastra è di forma corrispondente alla forma di detta almeno una prima piastra e di detta almeno una terza piastra, in particolare di forma discoidale o quadrata.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, detta almeno una prima piastra, detta seconda piastra, e detta almeno una terza piastra sono serrate a pacco.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, piastre adiacenti lungo detta direzione di impilaggio tra detta almeno una prima piastra, detta seconda piastra e/o detta almeno una terza piastra, sono reciprocamente distanziate lungo detta direzione di impilaggio mediante distanziali in modo da definire una corrispondente intercapedine trasversale a detta direzione di impilaggio.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, il blocco arrestatore di fiamma comprende almeno una ulteriore prima piastra tra detta seconda piastra e detta almeno una terza piastra.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, è previsto un dispositivo di protezione contro incendi e/o esplosioni, comprendente almeno un blocco arrestatore di fiamma, in cui detto dispositivo di protezione comprende almeno uno fra: un dispositivo di protezione di fine linea, un dispositivo di protezione in linea, una valvola di sovrapressione, una valvola di depressione, una valvola di respirazione, per la protezione contro la propagazione di fiamme in presenza di deflagrazioni o detonazioni.

Breve descrizione dei disegni allegati

Questi ed altri caratteristiche e vantaggi della presente invenzione saranno resi maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, che verrà fatta riferendosi agli annessi disegni, di possibili forme di realizzazione esemplificative e non limitative della presente invenzione. Nei disegni:

- la Figura 1 schematizza una possibile applicazione di un blocco arrestatore di fiamma in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 2 mostra, parzialmente in sezione, un dispositivo di protezione di fine linea con un blocco arrestatore di fiamma secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 3 mostra, in sezione, un dettaglio del blocco arrestatore di fiamma di Figura 2;

- le Figure 4 e 5 mostrano, rispettivamente in pianta dal basso ed in sezione secondo il piano di traccia V-V indicato in Figura 4, una parte del blocco arrestatore di fiamma di Figura 2;

- la Figura 6 mostra, ingrandito, un dettaglio della Figura 5;

- la Figura 7 mostra, in sezione, un dettaglio del blocco arrestatore di fiamma di Figura 2 secondo un’altra forma di realizzazione della presente invenzione.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione esemplificative dell’invenzione

Con riferimento ai disegni, in Figura 1 è mostrata schematicamente una possibile applicazione di un blocco arrestatore di fiamma secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Il riferimento 105 indica un serbatoio, ad esempio un serbatoio di un impianto petrolchimico (oppure di un impianto chimico, farmaceutico eccetera). Il serbatoio 105 è destinato a contenere un liquido infiammabile 110, ad esempio petrolio o un liquido derivante dalla raffinazione del petrolio, che esala vapori infiammabili 115.

Il serbatoio 105 è provvisto di un condotto di sfiato 125 per lo sfiato dei vapori infiammabili 115 che si sviluppano al proprio interno. All’estremità del condotto di sfiato 125 è montato un dispositivo di protezione di fine linea 130 provvisto di un blocco arrestatore di fiamma secondo una forma di realizzazione della presente invenzione per arrestare la potenziale propagazione lungo il condotto di sfiato 125 ed entro il serbatoio 105 di fiamme in presenza di deflagrazioni che innescano la combustione dei vapori infiammabili 115. Tali deflagrazione possono ad esempio essere innescate da scariche elettriche, per esempio in conseguenza di eventi atmosferici quali fulmini 135 da nubi temporalesche. Il dispositivo di protezione di fine linea 130 è preferibilmente munito di una copertura parapioggia 140.

La Figura 2 mostra, parzialmente in sezione, il dispositivo di protezione di fine linea 130 di Figura 1, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Nella Figura 3 è mostrato, in sezione, un dettaglio del blocco arrestatore di fiamma che equipaggia il dispositivo di protezione di fine linea 130 di Figura 2, mentre le Figure 4, 5 e 6 mostrano il blocco arrestatore di fiamma rispettivamente in pianta dal basso, in sezione secondo il piano di traccia V-V indicato in Figura 4 ed in un dettaglio.

Il dispositivo di protezione di fine linea 130 della forma di realizzazione di Figura 2 comprende un corpo cavo 205 comprendente una prima flangia di estremità 210 per il montaggio, ad esempio, al condotto di sfiato 125 mostrato in Figura 1. Il corpo cavo 205 comprende, a partire dalla prima flangia 210, una prima porzione 215, ad esempio sostanzialmente cilindrica, seguita da una seconda porzione 220, ad esempio conica, terminante in una seconda flangia di estremità 225.

Sulla seconda flangia di estremità 225 è montato un blocco arrestatore di fiamma 230 in accordo con forme di realizzazione della presente invenzione. Nell’esempio considerato, al di sopra del blocco arrestatore di fiamma 230 è montata la copertura parapioggia 235 (tuttavia, come meglio spiegato nel prosieguo, grazie alla struttura del blocco arrestatore di fiamma secondo la presente invenzione, la previsione della copertura parapioggia 235 non è indispensabile).

Il blocco arrestatore di fiamma 230 comprende una pluralità di piastre 305, ad esempio lamierini metallici, preferibilmente in acciaio al carbonio o inox o speciale, ad esempio a forma di corona circolare, impilate lungo una direzione di impilaggio parallela all’asse longitudinale X del dispositivo di protezione di fine linea 130 corrispondente all’asse del foro interno del corpo cavo 205. Preferibilmente le piastre a forma di corona circolare 305 sono di uguale diametro sia interno che esterno. Ad esempio, il diametro interno delle piastre a forma di corona circolare 305 può corrispondere al diametro interno della seconda flangia di estremità 225. Il diametro esterno delle piastre a forma di corona circolare 305 può corrispondere al diametro esterno della seconda flangia di estremità 225.

Superiormente (secondo l’orientamento della Figura 2), il blocco arrestatore di fiamma 230 è chiuso da una piastra di chiusura 310 a forma di disco (cioè, un cerchio) di diametro preferibilmente uguale al diametro esterno dei lamierini a forma di corona circolare 305. Anche la piastra a forma di disco 310 può essere un lamierino metallico, preferibilmente in acciaio al carbonio o inox o speciale.

Le piastre a forma di corona circolare 305 e la piastra di chiusura a forma di disco 310 sono serrate a pacco, essendo mantenute opportunamente distanziate fra loro mediante elementi distanziali 315, ad esempio rondelle, ranelle o rosette. Per il serraggio a pacco delle piastre a forma di corona circolare 305 e della piastra di chiusura a forma di disco 310 con interposti i relativi distanziali 315 possono essere impiegati (come nell’esempio mostrato) bulloni o tiranti 320, inseriti in fori passanti 405 formati in successione circonferenziale ed in posizioni corrispondenti: in prossimità del perimetro della piastra di chiusura a forma di disco 310, in prossimità del perimetro esterno delle piastre a forma di corona circolare 305, e vantaggiosamente sulla seconda flangia di estremità 225.

Al di sopra della piastra di chiusura a forma di disco 310 può essere montata la copertura parapioggia 235, sostanzialmente un elemento a forma di calotta di diametro preferibilmente maggiore del diametro del blocco arrestatore di fiamma 230, cioè del diametro esterno delle piastre a forma di corona circolare 305. Per il montaggio della copertura parapioggia 235 (quando prevista) è vantaggioso sfruttare i medesimi tiranti 320 già utilizzati per il serraggio a pacco delle piastre 305, 310 e dei distanziali 315 che formano l’arrestatore di fiamma 230. Come accennato in precedenza, la previsione della copertura parapioggia 235 non è peraltro indispensabile, in quanto la piastra di chiusura 310 già esplica funzioni di parapioggia, impedendo la penetrazione di gocce di pioggia entro il corpo cavo 205.

Il blocco arrestatore di fiamma 230 così costituito dà origine ad una pluralità di passaggi radiali per i fluidi (vapori o gas), detti passaggi essendo trasversali, ad esempio sostanzialmente ortogonali all’asse X, ed essendo definiti dalle intercapedini, create dai distanziali 315, fra le varie coppie di piastre a forma di corona circolare 305 adiacenti e dall’intercapedine fra l’ultima piastra a forma di corona circolare 305 della pila e la piastra di chiusura a forma di disco 310.

Lo spessore dei distanziali 315, e quindi la distanza fra due piastre a forma di corona circolare 305 adiacenti, o fra l’ultima piastra a forma di corona circolare 305 della pila e la piastra di chiusura a forma di disco 310, è progettato in modo tale che una eventuale fiamma 330 che si genera esternamente al blocco arrestatore di fiamma 230 non si propaghi all’interno del corpo cavo 205 grazie all’azione di estinzione (“quenching”) determinata dalla cessione di calore dalla fiamma alle piastre 305, 310 del blocco arrestatore di fiamma 230.

Facendo riferimento alla Figura 5 ed alla Figura 6, con s è indicato lo spessore delle piastre a forma di corona circolare 305, con d è indicata la distanza fra le piastre a forma di corona circolare 305 adiacenti nella pila, e la distanza fra l’ultima piastra a forma di corona circolare 305 della pila e la piastra di chiusura a forma di disco 310, con L è indicata la larghezza della corona circolare formata da ciascuna piastra 305, con D è indicato il diametro esterno delle piastre a forma di corona circolare 305.

Tali variabili costruttive, insieme con il numero di piastre N a forma di corona circolare 305 impilate a formare il pacco ed il materiale delle piastre a forma di corona circolare 305 hanno valori che dipendono dal fluido della specifica applicazione di interesse e dalle condizioni operative del fluido stesso nella applicazione considerata (ad esempio, pressione e temperatura all’interno del serbatoio 105).

In particolare, la distanza fra le piastre a forma di corona circolare 305 adiacenti, e fra l’ultima piastra a forma di corona circolare 305 della pila e la piastra di chiusura a forma di disco 310 può essere dell’ordine di grandezza del valore del parametro noto come MESG (“Maximum Experimental Safe Gap”) relativo al particolare fluido di inetesse per la specifica applicazione di volta in volta considerata. Il parametro MESG è definito nella normativa ISO 16852, che rappresenta la norma di riferimento per il test degli arrestatori di fiamma. Ad esempio, la norma di riferimento stabilisce che il valore del MESG per fluidi di classe IIA (ad esempio il propano) è di 0,9 mm, il valore del MESG per fluidi di classe IIB3 (ad esempio l’etilene) è di 0,65 mm, ed il valore del MESG per fluidi di classe IIC (ad esempio l’idrogeno) è di 0,5 mm. Dato lo specifico fluido della applicazione di interesse, la distanza fra le piastre a forma di corona circolare 305 adiacenti, e fra l’ultima piastra a forma di corona circolare 305 della pila e la piastra di chiusura a forma di disco 310 è vantaggiosamente scelta in modo da essere minore o al più uguale al valore del MESG stabilito dalla norma per quel fluido.

Il numero di piastre a forma di corona di corona circolare 305 da impilare per formare il blocco arrestatore di fiamma 230 dipende invece dalla massima perdita di carico accettabile. Aumentando il numero di piastre 305 nella pila diminuiscono le perdite di carico.

Ad esempio, utilizzando piastre a forma di corona circolare 305 aventi diametro interno di 200 mm per un fluido di classe IIA si possono avere circa 60 piastre 305 distanziate l’una dall’altra di circa 0,9 mm, se si desidera avere un passaggio pieno, cioè senza riduzione della sezione di passaggio del gas. Raddoppiando il numero di piastre 305, si dimezza la perdita di carico.

Vantaggiosamente, anche in presenza di fiamme 330 stazionarie (c.d. “endurance burning”), ovverosia fiamme che non si estinguono dopo breve tempo ma si mantengono per un tempo indefinito, non è necessario prevedere sistemi di apertura della copertura parapioggia 235 per sfogare il calore generato: come schematizzato in Figura 3, la fiamma 330 non si localizza alla sommità del blocco arrestatore di fiamma 230 (cosa che invece accade negli arrestatori di fiamma CMR), e quindi nella zona coperta dalla copertura parapioggia 235, che impedisce lo sfogo del calore, bensì tutt’intorno al blocco arrestatore di fiamma.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, il blocco arrestatore di fiamma 230 comprende una o più piastre di isolamento (nell’esempio illustrato nelle Figure 2 – 6, una singola piastra di isolamento, identificata con il riferimento 380).

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, ciascuna piastra di isolamento è posizionata tra due coppie di piastre 305 adiacenti nella pila o fra l’ultima piastra 305 della pila (cioè la piastra 305 più in alto lungo la direzione di impilaggio) e la piastra di chiusura 310.

Facendo riferimento alla forma di realizzazione esemplificativa illustrata nelle Figure 2 – 6, la piastra di isolamento 380 ha una forma di corona circolare, sostanzialmente corrispondente alla forma delle piastre 305. Nella forma di realizzazione illustrata nelle Figure 2 – 6, la piastra di isolamento 380 ha un diametro interno che corrisponde al diametro interno delle piastre 305, e quindi al diametro interno della seconda flangia di estremità 225, mentre ha un diametro esterno maggiore del diametro esterno delle piastre 305, e quindi maggiore del diametro esterno della seconda flangia di estremità 225.

Tuttavia, i concetti della presente invenzione possono essere applicati anche nel caso in cui i diametri della piastra di isolamento 380 hanno dimensioni differenti, come ad esempio nel caso in cui la piastra di isolamento 380 ha un diametro interno maggiore o minore del diametro interno delle piastre 305, e/o ha un diametro esterno uguale o minore del diametro esterno delle piastre 305.

Vantaggiosamente, in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, la piastra di isolamento 380 è serrata a pacco insieme alle piastre 305 e alla piastra di chiusura 305 e mantenuta opportunamente distanziata da queste ultime mediante elementi distanziali analoghi agli elementi distanziali 315, ad esempio rondelle, ranelle o rosette. Analogamente a quanto descritto sopra, anche la piastra di isolamento 380 è provvista di fori passanti, allineati ai fori passanti 405 (si veda la Figura 4), in prossimità del perimetro esterno ed atti a ricevere i bulloni o tiranti 320.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, la piastra di isolamento 380 è realizzata in un materiale avente una conducibilità termica minore rispetto al materiale con cui sono realizzate le piastre 305.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, il materiale con cui è realizzata la piastra di isolamento 380 è un materiale termicamente isolante.

In accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, la piastra di isolamento 380 è realizzata in un materiale non metallico, quale un materiale refrattario, ad esempio malta refrattaria, allumina, silice, un composto a base di calcio, un composto a base di tungsteno, un composto a base di molibdeno, ossido di zirconio, carburo di vanadio.

Secondo una forma di realizzazione vantaggiosa della invenzione, la piastra di isolamento 380 è realizzata in un materiale ceramico.

Grazie alla presenza della piastra di isolamento 380, le piastre 305 poste al di sopra (secondo la direzione di impilaggio parallela all’asse X) della piastra di isolamento 380 risultano essere almeno parzialmente isolate, schermate, termicamente dalle piastre 305 poste al di sotto della piastra di isolamento 380. In questo modo, la quantità di calore (o almeno una porzione di essa) generata da eventuali fiamme 330 in corrispondenza di intercapedini tra piastre localizzate al di sotto della piastra di isolamento 380 non va a sommarsi alla quantità di calore generata da eventuali fiamme 330 in corrispondenza di intercapedini tra piastre localizzate al di sopra della piastra di isolamento 380. In altre parole, la presenza della piastra di isolamento 380 consente di interrompere, o quantomeno ridurre, il trasferimento di calore tra la sezione del blocco arrestatore di fiamma 230 corrispondente alle piastre 305 in materiale metallico (e quindi, termicamente conduttivo) localizzate al di sotto della piastra di isolamento 380 e la sezione del blocco arrestatore di fiamma 230 corrispondente alle piastre 305 in materiale metallico localizzate al di sopra della piastra di isolamento 380.

L’effetto principale di tale interruzione del trasferimento di calore è che in caso di formazione di fiamme 330 causata dalla combustione dei vapori infiammabili 115 innescata da possibili deflagrazioni, l’innalzamento graduale (lungo la direzione di impilaggio parallela all’asse X) della temperatura del fluido nella zona interna del blocco arrestatore di fiamma 230 risulta essere “spezzato” in corrispondenza della piastra di isolamento 380. Di conseguenza, rispetto al caso senza piastra di isolamento 380, la temperatura del fluido nella zona interna del blocco arrestatore di fiamma 230 corrispondente alle piastre 305 localizzate al di sopra della piastra di isolamento 380 risulta essere minore, poiché tali piastre 305 non risentono (o perlomeno risentono in maniera ridotta) del calore generato dalle fiamme 330 in corrispondenza delle piastre 305 localizzate al di sotto della piastra di isolamento 380.

Grazie alla presenza della piastra di isolamento 380 secondo forme di realizzazione della presente invenzione, è possibile controllare la temperatura del fluido nella zona interna del blocco arrestatore di fiamma 230, ed evitare che tale temperatura raggiunga e superi un valore critico (dipendente dalla tipologia di fluido impiegato) tale per cui si potrebbe innescare una dannosa propagazione di fiamme verso l’interno del blocco arrestatore di fiamma 230 che potrebbe raggiungere l’interno del serbatoio 105.

In un blocco arrestatore di fiamma 230 formato esclusivamente da piastre 305 impilate e chiuse superiormente da una piastra di chiusura 310, l’innalzamento di temperatura in caso di presenza di fiamme 330 è di tipo graduale, e il valore massimo di temperatura raggiungibile all’interno (in corrispondenza della piastra 305 più in alto lungo la direzione di impilaggio) dipende dal numero di piastre 305: maggiore è il numero di piastre 305 impilate, maggiore sarà il valore massimo di temperatura raggiungibile. Utilizzando invece almeno una piastra di isolamento 380, è possibile prevedere un elevato numero di piastre 305 (riducendo così, a parità di variabili costruttive, le perdite di carico) mantenendo allo stesso tempo il valore massimo di temperatura raggiungibile al di sotto del valore critico.

Nella forma di realizzazione esemplificativa illustrata nelle Figure 2 – 6, è prevista una sola piastra di isolamento 380.

Posizionando una pluralità di piastre di isolamento 380 nella pila di piastre 305, la sequenza di piastre 305 impilate può essere suddivisa in una pluralità sezioni ove le piastre 305 appartenenti ad una sezione sono (almeno parzialmente) isolate termicamente dalle piastre 305 appartenenti alle sezioni contigue. Di conseguenza, l’accumulo graduale dei contributi di calore che si ha procedendo piastra per piastra lungo la direzione di impilaggio può essere vantaggiosamente interrotto, o quantomeno ridotto, in corrispondenza di ciascuna piastra di isolamento 380, permettendo così di ridurre in maniera ancora più sensibile il valore massimo di temperatura raggiungibile in presenza di fiamme 330.

Ad esempio, nella forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione illustrata in Figura 7, il blocco arrestatore di fiamma 230 comprende due piastre di isolamento, identificate in figura con i riferimenti 380’, 380’’ che suddividono la pila di piastre 305 in tre sezioni 710, 720, 730 isolate (almeno parzialmente) dal punto di vista termico.

Vantaggiosamente, sia nella forma di realizzazione dell’invenzione illustrata nelle Figure 2-6, sia nella forma di realizzazione dell’invenzione illustrata nella Figura 7, le piastre di isolamento 380, 380’, 380’’ hanno un diametro esterno maggiore del diametro esterno delle piastre 305, e quindi maggiore del diametro esterno della seconda flangia di estremità 225. In questo modo, le piastre di isolamento 380, 380’, 380’’ si estendono, lungo una direzione perpendicolare alla direzione di impilaggio, per una estensione maggiore rispetto all’estensione, lungo tale direzione perpendicolare alla direzione di impilaggio, delle piastre 305. Questo permette di deflettere vantaggiosamente almeno una porzione delle fiamme 330 generate al di sotto di ciascuna piastra di isolamento 380, 380’, 380’’, riducendo ulteriormente l’accumulo graduale dei contributi di calore tra piastre 305 a cavallo delle piastre di isolamento 380, 380’, 380’’.

Secondo una forma di realizzazione vantaggiosa della presente invenzione, allo scopo di incrementare ulteriormente l’isolamento termico tra piastre 305 poste a cavallo di una piastra di isolamento 380, 380’, 380’’, si può prevedere di incrementare lo spessore di tale piastra di isolamento 380, 380’, 380’’ in aggiunta o al posto di incrementarne il diametro esterno. In ogni caso, i concetti della presente invenzione possono essere applicati anche nel caso in cui lo spessore della generica piastra di isolamento 380, 380’, 380’’ è uguale o minore allo spessore s delle piastre 305.

Riassumendo, il blocco arrestatore di fiamma 230 secondo le forme di realizzazione della presente invenzione può essere caratterizzato dalle seguenti variabili costruttive addizionali rispetto al numero N di piastre 305, al materiale delle piastre 305, allo spessore s delle piastre 305, alla distanza d tra piastre 305 adiacenti e/o tra l’ultima piastra 305 della pila e la piastra di chiusura 310, alla larghezza L della corona circolare formata da ciascuna piastra 305, e al diametro esterno D delle piastre 305:

- numero N’ di piastre di isolamento 380, 380’, 380’’;

- materiale delle piastre di isolamento 380, 380’, 380’’;

- spessore i delle piastre di isolamento 380, 380’, 380’’;

- diametro esterno D’ delle piastre di isolamento 380, 380’, 380’’.

Dato un particolare tipo di fluido da immagazzinare nel serbatoio 105, dati uno specifico numero N, spessore, materiale, larghezza L, e diametro esterno D delle piastre 305, e data la distanza d tra piastre 305 adiacenti, è possibile selezionare valori per il numero N’, il materiale, lo spessore i ed il diametro esterno D’ delle piastre di isolamento 380, 380’, 380’’ tali da fare in modo che il valore massimo di temperatura raggiungibile in presenza di fiamme 330 sia mantenuto al di sotto del valore critico corrispondente al tipo di fluido, contenendo allo stesso tempo le perdite di carico.

Il blocco arrestatore di fiamma 230 descritto in precedenza, oltre che su un dispositivo di protezione di fine linea 130, può essere applicato ad altri dispositivi di protezione contro incendi ed esplosioni, ad esempio per la protezione di serbatoi 105 destinati a contenere liquidi infiammabili 110, quali petrolio o suoi derivati, e che esalano vapori infiammabili 115.

Ad esempio, uno o più blocchi arrestatori di fiamma 230 possono essere montati su valvole di sovrapressione e/o di depressione e/o valvole di respirazione per impedire la deformazione dei serbatoi causata da un aumento e/o una diminuzione della pressione interna ai serbatoi stessi, ad esempio in conseguenza del riempimento o svuotamento dei serbatoi con i liquidi che essi sono destinati a contenere.

Il blocco arrestatore di fiamma 230 può essere inoltre associato ad altri dispositivi di protezione, quali ad esempio a dispositivi di protezione in linea impiegati ad esempio in condutture di impianti petrolchimici, chimici, farmaceutici eccetera, e più in generale ogniqualvolta si è in presenza di fluidi (vapori o gas) infiammabili, per permettere il flusso del fluido ma impedire la trasmissione (propagazione) di una eventuale fiamma da un tratto della conduttura ad un altro tratto della conduttura, fiamma che può ad esempio verificarsi in presenza di una deflagrazione o detonazione entro la conduttura.

Varie modifiche possono essere apportate alle forme di realizzazione di blocco arrestatore di fiamma 230 descritte in precedenza.

Ad esempio, i distanziali 315, anziché essere parti separate dalle piastre 305, 310 e 380, 380’, 380’’, possono essere formati in un sol pezzo con le piastre 305 e/o 310 e/o 380, 380’, 380’’, prevedendo un ispessimento del materiale, ad esempio in corrispondenza dei fori 405.

Le piastre 305, 310, 380, 380’, 380’’ e/o i distanziali 315 possono essere realizzati in modo da definire, una volta impilati, intercapedini genericamente trasversali, anche non strettamente ortogonali all’asse X. In particolare, le piastre 305 e/o le piastre 380, 380’, 380’’ non necessariamente hanno superficie piana.

Inoltre, le piastre a forma di corona circolare 305 e/o 380, 380’, 380’’ possono avere forme diverse, ad esempio ellissoidali, quadrate, rettangolari, romboidali, a stella, lobate. Più in generale, le piastre 305 e/o 380, 380’, 380’’ possono essere delle piastre di qualsivoglia forma in pianta, aventi un perimetro esterno ed almeno una apertura nella regione interna al perimetro.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Blocco arrestatore di fiamma (230) per dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme, comprendente: - almeno una prima piastra (305) avente un perimetro esterno ed almeno una apertura in una regione interna al perimetro esterno; - una seconda piastra di chiusura (310) impilata su detta almeno una prima piastra (305) lungo una direzione di impilaggio, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente almeno una terza piastra di isolamento (380; 380’, 380’’) tra detta seconda piastra (310) e detta almeno una prima piastra (305) lungo detta direzione di impilaggio, detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’) essendo in un materiale avente conducibilità termica minore rispetto al materiale di detta almeno una prima piastra (305).
2. 2. Blocco arrestatore di fiamma (230) secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’) è in un materiale termicamente isolante.
3. 3. Blocco arrestatore di fiamma (230) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’) è in un materiale non metallico, preferibilmente un materiale refrattario.
4. 4. Blocco arrestatore di fiamma (230) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una prima piastra (305) e detta seconda piastra (310) sono piastre metalliche, ed in cui detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’) è in un materiale ceramico.
5. 5. Blocco arrestatore di fiamma (230) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una prima piastra (305) ha, lungo detta direzione di impilaggio, un primo spessore (s), e detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’) ha, lungo detta direzione di impilaggio, un secondo spessore (i), in cui detto secondo spessore è: - uguale a, o - minore di, o - maggiore di detto primo spessore.
6. 6. Blocco arrestatore di fiamma (230) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui: - detta almeno una prima piastra (305) si estende, lungo una direzione perpendicolare a detta direzione di impilaggio, per una prima estensione, e - detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’) si estende, lungo detta direzione perpendicolare a detta direzione di impilaggio, per una seconda estensione maggiore di, o uguale a, detta prima estensione.
7. 7. Blocco arrestatore di fiamma (230) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna di detta almeno una prima piastra (305) e detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’) è a forma di cornice quadrangolare, particolarmente, quadrata o rettangolare o romboidale, ellissoidale, a stella, lobata quadrangolare o di corona circolare, e detta seconda piastra (310) è di forma corrispondente alla forma di detta almeno una prima piastra e di detta almeno una terza piastra, in particolare di forma discoidale o quadrata.
8. 8. Blocco arrestatore di fiamma (230) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui piastre adiacenti lungo detta direzione di impilaggio tra detta almeno una prima piastra (305), detta seconda piastra (310) e/o detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’), sono reciprocamente distanziate lungo detta direzione di impilaggio mediante distanziali in modo da definire una corrispondente intercapedine trasversale a detta direzione di impilaggio.
9. 9. Blocco arrestatore di fiamma (230) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno una ulteriore prima piastra (305) tra detta seconda piastra (310) e detta almeno una terza piastra (380; 380’, 380’’).
10. 10. Dispositivo di protezione (130) contro incendi e/o esplosioni, comprendente almeno un blocco arrestatore di fiamma (230) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di protezione comprende almeno uno fra: un dispositivo di protezione di fine linea, un dispositivo di protezione in linea, una valvola di sovrapressione, una valvola di depressione, una valvola di respirazione, per la protezione contro la propagazione di fiamme in presenza di deflagrazioni o detonazioni.