PL212055B1 - Urządzenie do samoczynnego tłumienia wybuchów - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do samoczynnego tłumienia wybuchów, przeznaczone do neutralizacji zagrożeń wybuchowych, zwłaszcza w zbiornikach, rurociągach i magazynach substancji łatwopalnych i wybuchowych.

Znane są urządzenia do gaszenia pożarów i tłumienia wybuchów zawierające ładunek wybuchowy i ładunek z materiałem gaśniczym w postaci proszku lub wody umieszczony w trwałym korpusie z wylotem skierowanym na chroniony obszar.

W opisie patentowym DE 19544399 przedstawione jest urządzenie do tłumienia wybuchów, posiadające cylindryczny korpus z komorą spalania i ładunkiem materiału gaśniczego. W komorze spalania umieszczone są ładunki wybuchowe i zapalnik. Materiał gaśniczy jest oddzielony od komory spalania membraną. Druga membrana, umieszczona po przeciwnej stronie, zamyka otwór wylotowy. Detonacja ładunku wybuchowego powoduje rozerwanie membran i wyrzucenie ładunku gaśniczego. Wadą tego typu urządzeń jest możliwość rozszczelnienia ładunku z materiałem gaśniczym, podatność proszku na zbrylenie pod wpływem wilgoci lub drgań mechanicznych, oraz zmienny stopień rozproszenia materiału gaśniczego w chronionym obszarze.

W opisie patentowym GB2028127 przedstawione jest urządzenie gaśnicze posiadające cylindryczny korpus zakończony dyszą wylotową w części czołowej i komorą spalania z ładunkiem pirotechnicznym w podstawie. W części środkowej znajduje się komora, w której usytuowany jest materiał gaśniczy umieszczony na perforowanej przegrodzie z centralnie usytuowanym kanałem rurowym. Część gazów spalinowych przepływa przez kanał rurowy, a pozostała część bezpośrednio przez przegrodę perforowaną powodując rozproszenie i wyrzucenie materiału gaśniczego przez dyszę wylotową. W urządzeniu tym spalanie ładunku pirotechnicznego jest spowolnione przez ograniczenie wielkości otworu wylotowego z komory spalania, a stożkowa dysza wylotowa ma ograniczoną wielkość otworu wylotowego w celu uzyskania odpowiedniego ciśnienia roboczego. Urządzenie wymaga stosowania ładunku proszku gaśniczego o odpowiednim stopniu płynności i jego pozycjonowania w pionie, a zmiana kierunku wypływu strumienia proszku z dyszy realizowana jest przez nasadkę kątową.

W opisie patentowym DE 19544399 przedstawione jest urządzenie do samoczynnego tłumienia wybuchów, w którym komora spalania składa się z perforowanej komory głównej usytuowanej w osi korpusu w przestrzeni nad materiałem gaśniczym. Perforowana komora główna powoduje skierowanie gazów spalinowych bezpośrednio nad powierzchnię swobodną materiału tłumiącego, który pod wpływem ciśnienia gazów spalinowych jest przemieszczany do perforowanej dyszy wylotowej zamocowanej do dolnej części korpusu, Wadą tego rozwiązania jest niedostateczna skuteczność w przypadku zbrylenia materiału tłumiącego.

W zgłoszeniu patentowym WO0057959 jest przedstawione urządzenie gaśnicze zawierające ładunek wybuchowy umieszczony w komorze spalania usytuowanej w osi cylindrycznego korpusu. W rozwiązaniu tym wylot gazów spalinowych z komory spalania jest zanurzonym w materiale tłumiącym znajdującym się wewnątrz korpusu nad kołnierzem, do którego jest przymocowana dysza wylotowa. Urządzenie zawiera szereg zaworów i przepustów pomiędzy komora spalania a dyszą wylotową, które wydłużają czas zadziałania gaśnicy. Wylot gazów spalinowych ma wąską szyjkę zamkniętą zaworem, który pod wpływem ciśnienia gazów spalinowych otwiera rozmieszczone promieniowo otwory przelotowe. Przez te otwory gazy spalinowe przedostają się do dolnej części korpusu wnikając w materiał tłumiący i powodując jego wyrzucenie w kierunku dyszy wylotowej przez zawór umieszczony w kołnierzu. Z uwagi na wydłużony czas zadziałania, urządzenie to nie nadaje się do tłumienia wybuchów.

W opisie patentowym PL173714 przedstawiona jest gaśnica proszkowa zawierająca płaski plastyczny element wybuchowy przymocowany centralnie do membrany stalowej zamocowanej w kołnierzu łączącym dyszę rozpylającą z korpusem wypełnionym materiałem gaśniczym i sprężonym gazem. W rozwiązaniu tym dysza rozpylająca zawiera otwory rozdzielające strumień materiału gaśniczego.

Niedogodnością znanych urządzeń przeznaczonych do tłumienia wybuchów jest niedostateczna skuteczność w przypadku zbrylenia proszku i ograniczony kąt rozproszenia materiału gaśniczego na wylocie dyszy.

Urządzenie do samoczynnego tłumienia wybuchów, posiadające zamknięty od góry cylindryczny korpus z przymocowaną od dołu dyszą wylotową, komorę spalania z ładunkiem wybuchowym usytuowaną w górnej części korpusu, materiał gaśniczy umieszczony w dolnej części korpusu, oraz membranę, zwłaszcza metalową, oddzielającą materiał gaśniczy od dyszy wylotowej, przy czym

PL 212 055 B1 komora spalania składa się z perforowanej komory głównej, zwłaszcza cylindrycznej, o średnicy wewnętrznej pasowanej suwliwie ze średnicą ładunku wybuchowego, usytuowanej w osi korpusu w przestrzeni nad materiałem gaśniczym, zaś dysza wylotowa jest zakończona głowicą rozpylającą z otworami rozdzielającymi strumień rozpylonego materiału gaśniczego na wylocie dyszy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma dyszę wspomagającą zbieżną w kierunku membrany i usytuowaną współosiowo w dolnej części korpusu, przy czym dysza wspomagająca posiada na obwodzie w pobliżu membrany otwory wspomagające, zaś powierzchnia membrany jest zaopatrzona korzystnie w rowki. Korzystnym jest także, jeżeli w górnej część dyszy wspomagającej jest osadzona dolna krawędź perforowanej komory głównej o kształcie cylindrycznym.

Zastosowanie dyszy wspomagającej, posiadającej otwory wspomagające na obwodzie jej dolnej części, umożliwia łatwe rozpylenie materiału gaśniczego na całej jego długości, nawet w przypadku zbrylenia proszku, oraz pozwala na uzyskanie w dyszy wylotowej równomiernie rozproszonej fazy materiału gaśniczego w gazach spalinowych. Rowki na powierzchni metalowej membrany ułatwiają jej rozerwanie pod ciśnieniem gazów spalinowych. Rozwiązanie według wynalazku odznacza się niezawodnością działania w długim okresie użytkowania i zwiększonym kątem rozproszenia strumienia materiału gaśniczego na wylocie głowicy rozpylającej.

Wynalazek jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym urządzenie w przekroju osiowym.

Urządzenie składa się z cylindrycznego korpusu 1 zamkniętego od góry wypukłą podstawą. Od dołu do korpusu 1 przymocowana jest dysza wylotową 9. W dolnej części korpusu 1 umieszczony jest materiał gaśniczy 4 oddzielony membraną 7 od dyszy wylotowej 9. Membrana 7 zamocowana jest w kołnierzu 8 łączącym dyszę wylotową 9 z korpusem 1. W osi korpusu 1 umieszczona jest komora spalania z ładunkiem wybuchowym usytuowanym w komorze głównej 2. Komora spalania składa się z perforowanej komory głównej 2 usytuowanej bezpośrednio nad materiałem gaśniczym 4 oraz połączonej z nią dyszy wspomagającej 3.

Perforowana komora główna 2 ma kształt cylindryczny i jest usytuowanej w osi korpusu 1 w przestrzeni nad materiałem gaśniczym 4. Dysza wspomagająca 3, zbieżna w kierunku membrany 7, jest usytuowana współosiowo w dolnej części korpusu 1 oraz posiada na obwodzie w pobliżu membrany 7 równomiernie rozmieszczone otwory wspomagające 5. Dysza wspomagająca 3 jest zakończona od strony membrany 7 krótką tulejką 6. Wylot tej tulejki usytuowany jest ok. 5 mm nad powierzchnią membrany 7. Powierzchnia membrany 7 zaopatrzona jest w rowki. Średnica wewnętrzna perforowanej komory głównej 2 jest pasowana suwliwie ze średnicą ładunku wybuchowego, a jej dolna krawędź osadzona jest w górnej części dyszy wspomagającej 3. Materiał gaśniczy 4 umieszczony jest pomiędzy membraną 7 a dolną krawędzią perforowanej komory głównej 2. Dysza wylotowa 9 zakończona jest głowicą rozpylającą 11 z otworami rozdzielającymi strumień rozpylonego materiału gaśniczego na jej wylocie. Głowica rozpylająca 11 zaopatrzona jest w stożek rozpraszający 10 usytuowany od wewnątrz w osi głowicy.

W perforowanej komorze głównej 2 umieszczany jest pasowany suwliwie ładunek wybuchowy: pirotechniczny lub prochowy. Suwliwe pasowanie uniemożliwia przedwczesne rozerwanie ładunku w trakcie jego spalania. Strumień gazowych produktów spalania powstający w wyniku zapłonu ładunku wybuchowego dzielony jest na dwie części, z których jedna wytwarza poduszkę gazowa nad powierzchnią materiału gaśniczego 4, a druga doprowadzana jest bezpośrednio poprzez dyszę wspomagającą 3 nad membranę 7. Membrana 7 wykonana jest z blachy stopowej na bazie aluminium o grubości 2,5 mm, a rowki na jej powierzchni ułatwiają jej rozerwanie przez gazy spalinowe. Strugi gazu przepływające przez dyszę wspomagającą 3 i usytuowane w jej dolnej części otwory wspomagające 5 rozbijają zbrylony w wyniku działania wilgoci lub drgań mechanicznych proszek stanowiący materiał gaśniczy i umożliwiają rozerwanie membrany 7 oraz szybkie wypchnięcie i rozpylenie proszku w przestrzeni chronionej przez gazy, które tworzą poduszkę gazową nad swobodną powierzchnią materiału gaśniczego 4 od strony perforowanej komory głównej 2. Dla ładunku prochowego (proch P200) ciśnienie tych gazów osiąga wartość około 16 MPa. Całkowity czas rozpylania proszku gaśniczego wynosi ok. 20 ms. Tak krótki czas rozpylania umożliwia skuteczne tłumienie wybuchów a zastosowanie stożka rozpylającego 10 wpływa na zwiększenie kątowego rozproszenia materiału tłumiącego względem osi urządzenia i zwiększenie obszaru objętego ochroną. Zmiana kierunku strumienia gazu na wylocie dyszy wylotowej 9 może być uzyskana poprzez zastosowanie dyszy kątowej, o osi odchylonej od osi korpusu 1 pod kątem nie przekraczającym kąta prostego.

PL 212 055 B1

W zależności od rodzaju zagrożenia wybuchowego, jako materiał gaśniczy stosuje się proszek gaśniczy, wodę z ewentualnym dodatkiem substancji rozpuszczalnych, lub inne ciekłe materiały gaśnicze. Zapłon ładunku wybuchowego inicjowany jest przez impuls elektryczny doprowadzany przez otwór w wypukłej podstawie korpusu 1. Impuls ten generowany jest poprzez wzmacniacz przez czujnik ciśnienia lub fotodiodę, reagujące na rozwijający się wybuch.

Claims (2)

1. Urządzenie do samoczynnego tłumienia wybuchów, posiadające zamknięty od góry cylindryczny korpus z przymocowaną od dołu dyszą wylotową, komorę spalania z ładunkiem wybuchowym usytuowaną w górnej części korpusu, materiał gaśniczy umieszczony w dolnej części korpusu, oraz membranę, zwłaszcza metalową, oddzielającą materiał gaśniczy od dyszy wylotowej, przy czym komora spalania składa się z perforowanej komory głównej, zwłaszcza cylindrycznej, o średnicy wewnętrznej pasowanej suwliwie ze średnicą ładunku wybuchowego, usytuowanej w osi korpusu w przestrzeni nad materiałem gaśniczym, zaś dysza wylotowa jest zakończona głowicą rozpylającą z otworami rozdzielającymi strumień rozpylonego materiału gaśniczego na wylocie dyszy, znamienne tym, że ma dyszę wspomagającą (3) zbieżną w kierunku membrany (7) i usytuowaną współosiowo w dolnej części korpusu (1), przy czym dysza wspomagająca (3) posiada na obwodzie w pobliżu membrany (7) otwory wspomagające (5), zaś powierzchnia membrany (7) jest zaopatrzona korzystnie w rowki.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w górnej część dyszy wspomagającej (3) jest osadzona dolna krawędź perforowanej komory głównej (2) o kształcie cylindrycznym.