ITMI20132158A1

ITMI20132158A1 - BLOCKING BLOCK FOR PROTECTION DEVICES AGAINST THE PROPOSAL OF FLAMES

Info

Publication number: ITMI20132158A1
Application number: IT002158A
Authority: IT
Inventors: Montagna Federico La
Original assignee: F N C Fabbrica Naz Cilindr I S P A
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-21
Also published as: KR20160101139A; EP3082980A1; KR102459452B1; WO2015091747A1; EP3082980B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Sfondo tecnologico dell’invenzione Technological background of the invention

Settore della tecnica dell’invenzione Sector of the technique of the invention

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 arrestafiamma per l’impiego nei suddetti dispositivi di protezione. The present invention relates to protective devices against the spread of flames in the presence of deflagrations and / or detonations caused by any source of ignition. Such protective devices are also known as flame arrestors or flame arrestors. In particular, the present invention refers to a flame arrestor block for use in the aforementioned protection devices.

Breve rassegna dello stato della tecnica Brief review of the state of the art

Gli arrestatori di fiamma sono dispositivi aventi lo scopo di estinguere la propagazione di fiamme, ad esempio in presenza di da deflagrazione o detonazione, generate da una qualsiasi causa di innesco. Flame arresters are devices with the purpose of extinguishing the spread of flames, for example in the presence of deflagration or detonation, generated by any cause of ignition.

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. Flame arresters are used as protection devices in various application sectors, for example in the sectors of the petrochemical, chemical, pharmaceutical industries, and more generally anywhere in the presence of potentially explosive atmospheres.

Un arrestatore di fiamma è un dispositivo che pur interrompendo la propagazione di fiamme, permette il passaggio di fluidi (liquidi o aeriformi). A flame arrestor is a device which, while interrupting the propagation of flames, allows the passage of fluids (liquids or gaseous).

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. The operating principle on which the flame arrestors are based is that of extinguishing combustion ("fire quenching" or "combustion quenching") by transferring heat from the flame to a body of thermally conductive solid material at a lower temperature. This heat transfer is made more efficient by making numerous narrow passages in the body of solid material, through which the flame is forced to pass.

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 arrestafiamma, 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). A commonly used type of flame arrestor is the one called “Crimped Metal Ribbon” or CMR. A CMR flame arrestor comprises one or more flame arresting elements, each composed of layers of thin corrugated and smooth metal sheets alternating with each other, for example arranged in a generically coaxial way to a central mandrel to form a multilayer cylindrical body, for example the whole being enclosed within an outer jacket. The spaces created between the undulations of the corrugated metal sheets and the adjacent smooth sheets define a multiplicity of passages or channels for the fluid. These passages, for example with an approximately triangular section, generally extend parallel to the axis of the cylindrical body (or with a limited angle of inclination with respect to the axis of the cylindrical body).

Un arrestatore di fiamma CMR è ad esempio descritto in WO 94/00197. A CMR flame arrestor is for example described in WO 94/00197.

Un tipico procedimento di fabbricazione di un elemento arrestafiamma 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. A typical manufacturing process of a CMR flame arresting element involves taking two flat laminations from their respective coils, creating an undulation on one of the two laminations by means of a toothed wheel, and then spiraling the two laminations onto the central spindle.

Tipicamente, negli arrestatori di fiamma CMR, uno o più elementi arrestafiamma 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 arrestafiamma. Typically, in CMR flame arresters, one or more flame arresting elements are arranged in axial succession, with interposed spacer elements to generate turbulence in order to increase the heat exchange efficiency and therefore guarantee the arrest of the flame without having to increase the number of flame arrestors.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

La Richiedente ha osservato che a dispetto del loro comune impiego, gli arrestatori di fiamma CMR presentano alcuni inconvenienti. The Applicant has observed that despite their common use, CMR flame arresters have some drawbacks.

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. For example, they can be easily damaged during their handling, in particular during maintenance operations. The damage can cause the alteration of the dimensions of the passages for the fluids, which could have as an extremely dangerous consequence the inability to stop the spread of the flame, or the misalignment of the laminations, which can cause an increase in pressure losses.

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. Furthermore, since the dimensions of the passages or channels for the fluids are extremely limited, these passages can easily be blocked by deposits, which makes periodic maintenance of the flame arresters indispensable.

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 arrestafiamma, 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 arrestafiamma e conseguente occlusione dei passaggi o canali, sporcamento che può essere molto elevato nel caso di fluidi contenenti impurità e appiccicosi. In addition, CMR flame arresters involve a significant pressure drop. The pressure drop depends on the internal construction of the CMR flame arrester, i.e. on the number of flame arrester elements, on the cell size of the elements ("gap" or height of the passages or channels for the fluid), on the height of the elements, on the '' inclination of the passages or channels of the elements and the thickness of the laminations that make up the elements. This loss is a function of the flow rate, the type of fluid and its physical conditions, and increases considerably with the fouling of the flame arresting element and consequent occlusion of the passages or channels, fouling which can be very high in the case of fluids containing impurities and sticky.

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. Another drawback of CMR flame arresters is their relative construction complexity, given the rather large number of different parts they are made of (central spindle, smooth laminations, corrugated laminations, outer jacket), which require specific machining for their manufacture using machines. automatic or semi-automatic dedicated which make assembly rather complex. All this makes CMR flame arresters quite expensive. Another consequence of the constructive complexity of CMR flame arresters is that, once assembled, they cannot be completely disassembled for cleaning, because it would be practically impossible to reassemble them and ensure initial safety. For their cleaning it is necessary to resort to the use of solvents or high pressure steam (the only way to penetrate the interstices of the CMR flame arrestor), and the operations are therefore complex, long and sometimes not entirely effective.

Inoltre, è critico ottenere un’elevata precisione e ripetibilità della produzione, ed una resistenza dell’elemento arrestafiamma alla flessione ed alla deformazione. Non è semplice ottenere una bassa ovalizzazione degli elementi arrestafiamma (determinata dall’avvolgimento a spirale dei lamierini sul mandrino centrale). Furthermore, it is critical to obtain high precision and repeatability of production, and a resistance of the flame arresting element to bending and deformation. It is not easy to obtain a low ovality of the flame arrest elements (determined by the spiral winding of the laminations on the central spindle).

La Richiedente ha affrontato il problema di risolvere questi ed altri inconvenienti dello stato della tecnica. The Applicant has faced the problem of solving these and other drawbacks of the state of the art.

In accordo con la presente invenzione, è fornito un blocco arrestafiamma per l’impiego in dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme, siano esse conseguenza di deflagrazioni o detonazioni. In accordance with the present invention, a flame arrestor block is provided for use in protective devices against the spread of flames, whether they are a consequence of explosions or detonations.

Il blocco arrestafiamma comprende: The flame arrestor block includes:

- almeno una prima piastra avente un perimetro esterno ed almeno una apertura in una regione interna al perimetro esterno, e - at least a first plate having an outer perimeter and at least one opening in a region inside the outer perimeter, e

- 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. - a second closing plate stacked on said at least one first plate along a stacking direction and spaced from the at least one first plate so as to define, between said at least one first plate and said second plate, a gap transversal to said stacking direction.

Preferibilmente, la seconda piastra è distanziata dalla prima piastra mediante almeno un distanziale. Preferably, the second plate is spaced from the first plate by at least one spacer.

Detta almeno una prima piastra può comprendere una pluralità di prime piastre impilate l’una sull’altra lungo detta direzione di impilaggio, e reciprocamente distanziate mediante rispettivi distanziali per definire, fra coppie adiacenti di prime piastre di detta pluralità, una pluralità di intercapedini. Said at least one first plate can comprise a plurality of first plates stacked on top of each other along said stacking direction, and mutually spaced by respective spacers to define, between adjacent pairs of first plates of said plurality, a plurality of cavities.

Detta prima piastra può essere a forma di cornice quadrangolare, particolarmente, quadrata o rettangolare o romboidale, ellissoidale, a stella, lobata quadrangolare o di corona circolare. Said first plate can be in the shape of a quadrangular frame, particularly, square or rectangular or rhomboid, ellipsoidal, star, lobed quadrangular or circular crown.

Detta seconda piastra è preferibilmente di forma corrispondente alla forma della prima piastra, in particolare di forma discoidale o quadrata. Said second plate is preferably of a shape corresponding to the shape of the first plate, in particular of a discoidal or square shape.

Detto almeno un distanziale può essere una rondella, una ranella, una rosetta. Said at least one spacer can be a washer, a washer, a washer.

Detto almeno un distanziale può anche essere una porzione ispessita di materiale della prima piastra e/o della seconda piastra. Said at least one spacer can also be a thickened portion of material of the first plate and / or of the second plate.

Detta almeno una prima piastra e detta seconda piastra sono preferibilmente serrate a pacco. Said at least one first plate and said second plate are preferably packaged.

Secondo la presente invenzione, è anche fornito un dispositivo di protezione contro incendi e/o esplosioni, comprendente almeno un blocco arrestafiamma secondo quanto sopra. According to the present invention, a fire and / or explosion protection device is also provided, comprising at least one flame arrestor according to the above.

Il dispositivo di protezione può comprendere un dispositivo di protezione di fine linea, un dispositivo di protezione in linea, una valvola di pressione, una valvola di depressione, una valvola di respirazione, per la protezione contro la propagazione di fiamme in presenza di deflagrazioni o detonazioni. The protection device can comprise an end-of-line protection device, an in-line protection device, a pressure valve, a vacuum valve, a breathing valve, for protection against the spread of flames in the presence of deflagrations or detonations. .

Il blocco arrestafiamma secondo la presente invenzione è di semplice fabbricazione (essendo composto da poche parti, ciascuna delle quali di semplice realizzazione o persino già reperibile in commercio), assemblaggio ed installazione, e quindi è poco costoso. The flame arrestor block according to the present invention is simple to manufacture (being composed of a few parts, each of which is simple to manufacture or even already available on the market), assembly and installation, and therefore is inexpensive.

Inoltre, l’arrestafiamma secondo la presente invenzione è di semplice manutenzione, poiché è facilmente disassemblabile e riassemblabile ed inoltre la pulizia può essere eseguita anche con normali sistemi abrasivi e senza la necessità di ricorrere all’impiego di solventi o vapore ad alta pressione. Furthermore, the flame arrestor according to the present invention is easy to maintain, since it can be easily disassembled and reassembled and furthermore, cleaning can also be performed with normal abrasive systems and without the need to resort to the use of solvents or high pressure steam.

Un altro significativo vantaggio del blocco arrestafiamma secondo la presente invenzione è la modularità: infatti, aumentando il numero di piastre impilate (e reciprocamente distanziate) si possono ridurre le perdite di carico sostanzialmente a piacere, senza compromettere le prestazioni in termini di capacità di arresto della propagazione di fiamme. Another significant advantage of the flame arrestor block according to the present invention is the modularity: in fact, by increasing the number of stacked (and reciprocally spaced) plates, the pressure drops can be substantially reduced at will, without compromising the performance in terms of stopping capacity of the propagation of flames.

Breve descrizione dei disegni allegati Brief description of the attached drawings

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: These and other characteristics and advantages of the present invention will be made more evident by the following detailed description, which will be made with reference to the attached drawings, of possible exemplary and non-limiting embodiments of the present invention. In the drawings:

- la Figura 1 schematizza una possibile applicazione di un blocco arrestafiamma in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 1 schematises a possible application of a flame arrestor block according to an embodiment of the present invention;

- la Figura 2 mostra, parzialmente in sezione, un dispositivo di protezione di fine linea con un blocco arrestafiamma secondo una forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 2 shows, partially in section, an end-of-line protection device with a flame arrestor according to an embodiment of the present invention;

- la Figura 3 mostra, in sezione, un dettaglio del blocco arrestafiamma di Figura 2; Figure 3 shows, in section, a detail of the flame arrestor of Figure 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 arrestafiamma di Figura 2; - Figures 4 and 5 show, respectively in plan from below and in section according to the plane of the line V-V indicated in Figure 4, a part of the flame arrestor of Figure 2;

- la Figura 6 mostra, ingrandito, un dettaglio della Figura 5; Figure 6 shows, enlarged, a detail of Figure 5;

- la Figura 7 mostra l’applicazione di blocchi arrestafiamma secondo una forma di realizzazione della presente invenzione su una valvola di respirazione per un serbatoio di, ad esempio, petrolio o suoi derivati, e - Figure 7 shows the application of flame arrestors according to an embodiment of the present invention on a breathing valve for a tank of, for example, petroleum or its derivatives, and

- la Figura 8 mostra in sezione in dispositivo di protezione in linea con blocchi arrestafiamma secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Figure 8 is a sectional view of an in-line protection device with flame arrestors according to an embodiment of the present invention.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione esemplificative dell’invenzione Detailed description of exemplary embodiments of the invention

Con riferimento ai disegni, in Figura 1 è mostrata schematicamente una possibile applicazione di un blocco arrestafiamma secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. With reference to the drawings, Figure 1 schematically shows a possible application of a flame arrestor block according to an embodiment of the present invention.

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. Reference 105 indicates a tank, for example a tank of a petrochemical plant (or of a chemical, pharmaceutical plant, etc.). The tank 105 is intended to contain a flammable liquid 110, for example petroleum or a liquid resulting from the refining of petroleum, which exhales flammable vapors 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 arrestafiamma per arrestare la potenziale propagazione lungo il condotto di sfiato 125 ed entro il serbatoio 105 di fiamme in presenza di deflagrazione che innescano la combustione dei vapori infiammabili 115, ad esempio deflagrazioni 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. The tank 105 is provided with a vent duct 125 for venting the flammable vapors 115 which develop inside it. Mounted at the end of the vent duct 125 is an end-of-line protection device 130 equipped with a flame arrestor block to stop the potential propagation along the vent duct 125 and into the tank 105 of flames in the presence of deflagrations which trigger the combustion of the flammable vapors 115, for example explosions triggered by electric discharges, for example as a result of atmospheric events such as lightning 135 from storm clouds. The end-of-line protection device 130 is preferably provided with a rain cover 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 arrestafiamma che equipaggia il dispositivo di protezione di fine linea 130 di Figura 2, mentre le Figure 4, 5 e 6 mostrano il blocco arrestafiamma rispettivamente in pianta dal basso, in sezione secondo il piano di traccia V-V indicato in Figura 4 ed in un dettaglio. Figure 2 shows, partially in section, the end-of-line protection device 130 of Figure 1, according to an embodiment of the present invention. Figure 3 shows, in section, a detail of the flame arrestor that equips the end-of-line protection device 130 of Figure 2, while Figures 4, 5 and 6 show the flame arrestor block respectively in plan from below, in section according to the V-V trace plane indicated in Figure 4 and in a detail.

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. The end-of-line protection device 130 of the embodiment of Figure 2 comprises a hollow body 205 comprising a first end flange 210 for mounting, for example, to the vent duct 125 shown in Figure 1. The hollow body 205 comprises, starting from the first flange 210, a first portion 215, for example substantially cylindrical, followed by a second portion 220, for example conical, ending in a second end flange 225.

Sulla seconda flangia di estremità 225 è montato un blocco arrestafiamma 230. Nell’esempio considerato, al di sopra del blocco arrestafiamma 230 è montata la copertura parapioggia 235 (tuttavia, come meglio spiegato nel prosieguo, grazie alla struttura del blocco arrestafiamma secondo la presente invenzione, la previsione della copertura parapioggia 235 non è indispensabile). A flame arrestor block 230 is mounted on the second end flange 225. In the example considered, the rain cover 235 is mounted above the flame arrestor block 230 (however, as better explained below, thanks to the structure of the flame arrestor according to the present invention , the provision of the rain cover 235 is not essential).

Il blocco arrestafiamma 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 l’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. The flame arrestor block 230 comprises a plurality of plates 305, for example metal laminations, preferably in carbon or stainless steel or special steel, for example in the shape of a circular crown, stacked along the longitudinal axis X of the corresponding end-of-line protection device 130 to the axis of the internal hole of the hollow body 205. Preferably the circular crown-shaped plates 305 are of equal internal and external diameter. For example, the inside diameter of the ring-shaped plates 305 may correspond to the inside diameter of the second end flange 225. The outside diameter of the ring-shaped plates 305 may correspond to the outside diameter of the second end flange 225.

Superiormente (secondo l’orientamento della Figura 2), il blocco arrestafiamma 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. Above (according to the orientation of Figure 2), the flame arrestor block 230 is closed by a disc-shaped closure plate 310 (ie, a circle) of diameter preferably equal to the outer diameter of the circular-shaped laminations 305. Also the disc-shaped plate 310 can be a metal sheet, preferably in carbon or stainless steel or special steel.

Le piastre a forma di corona circolare 305 e la piastra di chiusura a forma di disco 310 sono serrate a pacco, essendo mantenuti opportunamente distanziati fra loro mediante 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. The circular crown-shaped plates 305 and the disc-shaped closing plate 310 are tightly packed, being kept suitably spaced apart by means of spacers 315, for example washers, washers or washers. For the pack tightening of the circular crown-shaped plates 305 and of the disc-shaped closing plate 310 with the relative spacers 315 interposed, bolts or tie rods 320 can be used (as in the example shown), inserted in through holes 405 formed in circumferential succession and in corresponding positions: near the perimeter of the disc-shaped closing plate 310, near the outer perimeter of the ring-shaped plates 305, and advantageously on the second end flange 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 arrestafiamma 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’arrestafiamma 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. The rain cover 235 can be mounted above the disc-shaped closure plate 310, substantially a cap-shaped element with a diameter preferably greater than the diameter of the flame arrestor 230, i.e. than the external diameter of the circular crown-shaped plates 305 . For the assembly of the rain cover 235 (when foreseen) it is advantageous to exploit the same tie rods 320 already used for the pack tightening of the plates 305, 310 and of the spacers 315 which form the flame arrestor 230. As previously mentioned, the provision of the however, the rain cover 235 is not indispensable, since the closing plate 310 already performs the functions of a rain cover, preventing the penetration of raindrops into the hollow body 205.

Il blocco arrestafiamma 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. The flame arrestor block 230 thus constituted gives rise to a plurality of radial passages for the fluids (vapors or gases), said passages being transverse, for example substantially orthogonal to the X axis, and being defined by the gaps created by the spacers 315 between the various pairs of annulus-shaped plates 305 adjacent to and from the gap between the last annulus-shaped plate 305 of the stack and the disc-shaped closure plate 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, sono progettati in modo tale che una eventuale fiamma 330 che si genera esternamente al blocco arrestafiamma 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 arrestafiamma 230. The thickness of the spacers 315, and hence the distance between two adjacent ring-shaped plates 305, or between the last ring-shaped plate 305 of the stack and the disc-shaped closure plate 310, are designed so such that any flame 330 that is generated externally to the flame arrestor 230 does not propagate inside the hollow body 205 thanks to the quenching action determined by the transfer of heat from the flame to the plates 305, 310 of the flame arrestor 230.

Le variabili costruttive che determinano la composizione del blocco arrestafiamma 230 sono poche e semplici, e si riassumono nelle seguenti: spessore s delle piastre a forma di corona circolare 305, distanza d fra le piastre a forma di corona circolare 305 adiacenti nella pila, e distanza d fra l’ultima piastra a forma di corona circolare 305 della pila e la piastra di chiusura a forma di disco 310, larghezza (indicata con L in Figura 6) della corona circolare formata da ciascuna piastra 305, diametro esterno D delle piastre a forma di corona circolare 305, numero di piastre a forma di corona circolare 305 impilate a formare il pacco, materiale delle piastre a forma di corona circolare 305. The constructive variables that determine the composition of the flame arrestor block 230 are few and simple, and are summarized in the following: thickness s of the circular-shaped plates 305, distance d between the adjacent circular-shaped plates 305 in the stack, and distance d between the last ring-shaped plate 305 of the stack and the disc-shaped closure plate 310, width (indicated by L in Figure 6) of the ring formed by each plate 305, external diameter D of the shaped plates of annulus 305, number of annulus-shaped plates 305 stacked to form the pack, material of annulus-shaped plates 305.

La scelta dei valori di tali variabili costruttive dipende 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). The choice of the values of these construction variables depends on the fluid of the specific application of interest and on the operating conditions of the fluid itself in the application considered (for example, pressure and temperature inside the tank 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. In particular, the distance between the adjacent annulus-shaped plates 305, and between the last annulus-shaped plate 305 of the stack and the disc-shaped closure plate 310 can be of the order of magnitude of the value of the parameter known as MESG (“Maximum Experimental Safe Gap”) relating to the particular inetess fluid for the specific application considered from time to time. The MESG parameter is defined in the ISO 16852 standard, which represents the reference standard for the test of flame arresters. For example, the reference standard establishes that the MESG value for class IIA fluids (for example propane) is 0.9 mm, the MESG value for class IIB3 fluids (for example ethylene) is 0 , 65 mm, and the MESG value for class IIC fluids (for example hydrogen) is 0.5 mm. Given the specific fluid of the application of interest, the distance between the adjacent annulus-shaped plates 305, and between the last annulus-shaped plate 305 of the stack and the disc-shaped closure plate 310 is advantageously selected in so as to be less than or at most equal to the MESG value established by the standard for that fluid.

Il numero di piastre a forma di corona di corona circolare 305 da impilare per formare il blocco arrestafiamma 230 dipende invece dalla massima perdita di carico accettabile. Aumentando il numero di piastre 305 nella pila diminuiscono le perdite di carico. The number of annulus-shaped plates 305 to be stacked to form the flame arrestor block 230, on the other hand, depends on the maximum acceptable pressure drop. Increasing the number of plates 305 in the stack decreases the pressure drops.

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. For example, using annulus-shaped plates 305 having an internal diameter of 200 mm for a class IIA fluid, it is possible to have about 60 plates 305 spaced from each other by about 0.9 mm, if you want to have a passage full, i.e. without reducing the gas passage section. By doubling the number of 305 plates, the pressure drop is halved.

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 arrestafiamma 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 arrestafiamma. Advantageously, even in the presence of stationary flames 330 (so-called "endurance burning"), that is flames that do not go out after a short time but are maintained for an indefinite time, it is not necessary to provide opening systems for the rain cover 235 to vent the heat generated : as schematized in Figure 3, the flame 330 is not located at the top of the flame arrestor block 230 (which instead happens in the CMR flame arresters), and therefore in the area covered by the rain cover 235, which prevents the release of heat, but rather all 'around the flame arrestor.

Il blocco arrestafiamma 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. The flame arrestor block 230 described above, as well as on an end-of-line protection device 130, can be applied to other fire and explosion protection devices, for example for the protection of tanks 105 intended to contain flammable liquids 110, such as petroleum or its derivatives, and which give off flammable vapors 115.

Ad esempio, come mostrato in Figura 7, uno o più blocchi arrestafiamma 230 possono essere montati su una valvola di respirazione 705. Le valvole di respirazione sono noti dispositivi di protezione valvolari progettati per impedire la deformazione dei serbatoi causata da un aumento 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. For example, as shown in Figure 7, one or more flame arrestors 230 may be mounted on a breathing valve 705. Breathing valves are known valve protection devices designed to prevent tank deformation caused by an increase or decrease in pressure inside the tanks themselves, for example as a consequence of filling or emptying the tanks with the liquids they are intended to contain.

Con riferimento alla Figura 7, la valvola di respirazione 705 comprende una valvola di depressione 710 ed una valvola di pressione 715 accoppiate fra loro ed in comunicazione di fluido. La valvola di depressione 710 si attiva per compensare (con aria proveniente dall’ambiente atmosferico) una depressione all’interno del serbatoio a cui la valvola di respirazione 705 è applicata. La valvola di pressione 715 si attiva per compensare (mediante sfiato nell’atmosfera) una sovrapressione all’interno del serbatoio a cui la valvola di respirazione 705 è applicata. With reference to Figure 7, the breathing valve 705 comprises a vacuum valve 710 and a pressure valve 715 coupled together and in fluid communication. The 710 vacuum valve is activated to compensate (with air from the atmospheric environment) a depression inside the tank to which the 705 breathing valve is applied. The pressure valve 715 is activated to compensate (by venting into the atmosphere) an overpressure inside the tank to which the breathing valve 705 is applied.

La valvola di respirazione 705 comprende un primo corpo valvolare cavo 720 per la valvola di depressione 710 ed un secondo corpo valvolare cavo 725 per la valvola di pressione 715, il primo ed il secondo corpo valvolare 720 e 725 essendo accoppiati fra loro ed in comunicazione di fluido (in altre forme di realizzazione, il primo ed il secondo corpo valvolare 720 e 725 possono essere un corpo unico). Il primo corpo valvolare 720 comprende una flangia 730 per il fissaggio al serbatoio (o ad un condotto flangiato in comunicazione di fluido con l’interno del serbatoio), una prima apertura 735 per porre l’interno del primo corpo valvolare 720 in comunicazione con l’atmosfera, ed una seconda apertura 737 per la comunicazione di fluido col secondo corpo valvolare 725. Nel primo corpo valvolare 720 è alloggiato un primo otturatore 740 per selettivamente chiudere o aprire l’apertura 735, detto primo otturatore 740 operando per semplice forza peso (o per reazione di una molla). Il secondo corpo valvolare 725 comprende una prima apertura 745 per la comunicazione di fluido col primo corpo valvolare 720 ed una seconda apertura 750 per porre l’interno del secondo corpo valvolare 720 in comunicazione con l’atmosfera. All’interno del secondo corpo valvolare 725 è alloggiato un secondo otturatore 755 per selettivamente chiudere o aprire la seconda apertura 750, detto secondo otturatore 755 operando, come il primo otturatore 740, per semplice forza peso (o per reazione di una molla). The breathing valve 705 comprises a first hollow valve body 720 for the vacuum valve 710 and a second hollow valve body 725 for the pressure valve 715, the first and second valve bodies 720 and 725 being coupled to each other and communicating with each other. fluid (in other embodiments, the first and second valve bodies 720 and 725 can be a single body). The first valve body 720 comprises a flange 730 for fixing to the tank (or to a flanged duct in fluid communication with the inside of the tank), a first opening 735 for placing the inside of the first valve body 720 in communication with the atmosphere, and a second opening 737 for communicating fluid with the second valve body 725. A first shutter 740 is housed in the first valve body 720 to selectively close or open the opening 735, said first shutter 740 operating by simple weight force ( or by reaction of a spring). The second valve body 725 includes a first opening 745 for communicating fluid with the first valve body 720 and a second opening 750 to place the interior of the second valve body 720 in communication with the atmosphere. Inside the second valve body 725 is housed a second shutter 755 to selectively close or open the second opening 750, called second shutter 755 operating, like the first shutter 740, by simple weight force (or by the reaction of a spring).

Associati alla prima apertura 735 del primo corpo valvolare 720 ed alla seconda apertura 750 del secondo corpo valvolare 725 sono un primo ed un secondo blocco arrestafiamma 230-1 e 230-2 del tipo descritto in precedenza in relazione alle Figure 2 – 6. Associated with the first opening 735 of the first valve body 720 and with the second opening 750 of the second valve body 725 are a first and a second flame arrestor block 230-1 and 230-2 of the type described above in relation to Figures 2 - 6.

Superiormente al secondo blocco arrestafiamma 230-2 è montata una copertura parapioggia 765 (sebbene, come descritto in precedenza, la previsione della copertura parapioggia non sia indispensabile, in quanto la piastra di chiusura 310 del secondo blocco arrestafiamma esplica già di per sé funzioni di riparo contro la penetrazione di gocce di pioggia). A rain cover 765 is mounted above the second flame arrestor block 230-2 (although, as described above, the provision of the rain cover is not indispensable, as the closing plate 310 of the second flame arrestor block already carries out protective functions in itself. against the penetration of raindrops).

La valvola di respirazione 705 risulta, grazie alla previsione dei due blocchi arrestafiamma 230-1 e 230-2 previsti in corrispondenza delle aperture in atmosfera della valvola stessa, protetta contro la propagazione di fiamme che si sviluppano in atmosfera. The breathing valve 705 is, thanks to the provision of the two flame arresting blocks 230-1 and 230-2 provided in correspondence with the valve openings into the atmosphere, protected against the propagation of flames that develop in the atmosphere.

Oltre che ad un dispositivo di protezione di fine linea e ad una valvola di respirazione, quali il dispositivo di protezione di fine linea 130 e la valvola di respirazione 705 sopra descritti, il blocco arrestafiamma 230 può essere associato ad altri dispositivi di protezione, quali ad esempio valvole di pressione, valvole di depressione e dispositivi di protezione in linea, come quello esemplificativamente mostrato in Figure 8 ed ivi indicato con 805. In addition to an end-of-line protection device and a breathing valve, such as the end-of-line protection device 130 and the breathing valve 705 described above, the flame arrestor block 230 can be associated with other protection devices, such as for example pressure valves, vacuum valves and in-line protection devices, such as the one shown by way of example in Figure 8 and indicated therein with 805.

Il dispositivo di protezione in linea 805 è impiegato 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. In particolare, il dispositivo di protezione in linea 805 mostrato in figura è di tipo bidirezionale, atto ad impedire la propagazione di fiamme da entrambi i lati. The 805 in-line protection device is used, for example, in pipelines of petrochemical, chemical, pharmaceutical plants, etc., and more generally whenever there are flammable fluids (vapors or gases), to allow the flow of the fluid but prevent transmission. (propagation) of a possible flame from one section of the pipeline to another section of the pipeline, a flame which can, for example, occur in the presence of a deflagration or detonation within the pipeline. In particular, the in-line protection device 805 shown in the figure is of the bidirectional type, suitable for preventing the propagation of flames from both sides.

Il dispositivo di protezione in linea 805 comprende due raccordi ad estremità flangiate 810 ed 815 per l’attacco ad un primo e ad un secondo tratto di una conduttura da proteggere (non mostrata nella figura). Nella sua parte centrale, il dispositivo di protezione in linea 805 ospita una coppia di blocchi arrestafiamma 230-3 e 230-4 del tipo descritto in precedenza in relazione alle Figure 2 – 6 contrapposti fra loro, cioè con le rispettive piastre di chiusura 310-3 e 310-4 affacciate. I due blocchi arrestafiamma 230-3 e 230-4 sono alloggiati entro una camicia 820 del dispositivo di protezione in linea 805. Le frecce in figura schematizzano un possibile percorso di fluido (il percorso opposto è parimenti possibile). The 805 in-line protection device includes two 810 and 815 flanged end fittings for attachment to a first and second section of a pipeline to be protected (not shown in the figure). In its central part, the in-line protection device 805 houses a pair of flame arresting blocks 230-3 and 230-4 of the type described above in relation to Figures 2 - 6 opposite each other, i.e. with the respective closing plates 310- 3 and 310-4 facing each other. The two flame arrestors 230-3 and 230-4 are housed within a jacket 820 of the in-line protection device 805. The arrows in the figure schematize a possible fluid path (the opposite path is also possible).

Varie modifiche possono essere apportate alle forme di realizzazione di blocco arrestafiamma 230, 230-1, 230-2, 230-3 e 230-4 descritte in precedenza. Various modifications can be made to the flame arrest embodiments 230, 230-1, 230-2, 230-3 and 230-4 described above.

Ad esempio, i distanziali 315, anzichè essere parti separate dalle piastre 305 e 310, possono essere formati in un sol pezzo con le piastre 305 e/o con la piastra 310, prevedendo un ispessimento del materiale, ad esempio in corrispondenza dei fori 405. For example, the spacers 315, instead of being parts separated from the plates 305 and 310, can be formed in one piece with the plates 305 and / or with the plate 310, providing for a thickening of the material, for example in correspondence with the holes 405.

Le piastre 305 e 310 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 non necessariamente hanno superficie piana. The plates 305 and 310 and / or the spacers 315 can be made in such a way as to define, once stacked, generically transverse gaps, even if not strictly orthogonal to the X axis. In particular, the plates 305 do not necessarily have a flat surface.

Inoltre, le piastre a forma di corona circolare 305 possono avere forme diverse, ad esempio ellissoidali, quadrate, rettangolari, romboidali, a stella, lobate. Più in generale, le piastre 305 possono essere delle piastre di qualsivoglia forma in pianta, aventi un perimetro esterno ed almeno una apertura nella regione interna al perimetro. Furthermore, the circular crown-shaped plates 305 can have different shapes, for example ellipsoidal, square, rectangular, rhomboid, star, lobed. More generally, the plates 305 can be plates of any shape in plan, having an external perimeter and at least one opening in the region inside the perimeter.

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Claims

CLAIMS 1. Flame arrestor block (230; 230-1, 230-2, 230-3, 230-4) comprising: - at least one first plate (305) having an outer perimeter and at least one opening in a region inside the outer perimeter, and - a second closing plate (310) stacked on said at least one first plate (305) along a stacking direction (X) and spaced (315) from the at least one first plate (305) so as to define, between said at least one first plate (305) and said second plate (310), a gap transversal to said stacking direction (X).

The flame arrestor block according to claim 1, wherein the second plate (310) is spaced from the first plate (305) by at least one spacer (315).

The flame arrestor block according to claim 2, wherein said at least one first plate (305) comprises a plurality of first plates (305) stacked on top of each other along said stacking direction (X) and mutually spaced by respective spacers ( 315) to define, between adjacent pairs of first plates (305) of said plurality, a plurality of gaps.

4. Flame arrestor block according to claim 1, 2 or 3, wherein said first plate (305) is in the shape of a quadrangular frame, particularly, square or rectangular or rhomboidal, ellipsoidal, star, quadrangular lobed or circular crown.

5. Flame arrestor block according to claim 4, wherein said second plate (310) is of a shape corresponding to the shape of the first plate, in particular of a discoidal or square shape.

6. Flame arrestor block according to any one of claims 2 to 5, wherein said at least one spacer is a washer, a washer, a washer.

Fire arrestor block according to one of claims 2 to 5, wherein said at least one spacer is a thickened portion of material of the first plate (305) and / or of the second plate (310).

8. Flame arrestor block according to any one of the preceding claims, wherein said at least one first plate (305) and said second plate (310) are tightly packed.

9. Device for protection against fire and / or explosion, comprising at least one flame arrestor according to any one of the preceding claims.

10. Protection device according to claim 9, comprising an end-of-line protection device, an in-line protection device, a pressure valve, a vacuum valve, a breathing valve, for protection against the spread of flames in presence of explosions or detonations. * * * * *