RU195092U1

RU195092U1 - COMMUNICATION FIRE DISCHARGE

Info

Publication number: RU195092U1
Application number: RU2019129352U
Authority: RU
Inventors: Виктор Сергеевич Шалаев; Юрий Викторович Шалаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Шахтпожсервис"
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2020-01-15

Abstract

Полезная модель относится к энергетической, химической, нефтегазовой, угольной отраслям промышленности, в частности к противопожарным устройствам, применяемым для предотвращения распространения горения по трубопроводам, по которым транспортируется взрывоопасный продукт, с одновременным сбросом давления ударной волны взрыва. Коммуникационный огнепреградитель содержит корпус с входным и выходным патрубками с фланцами, состоящий из внутренней и наружной части, причем внутренняя часть корпуса является продолжением входного патрубка и на ней расположен по меньшей мере один пламегасящий элемент, а наружная часть корпуса соединена с одной стороны через усеченный конус с выходным патрубком, с другой стороны - через кольцевую пластину с внутренней частью корпуса, при этом на наружной части корпуса расположен по меньшей мере один взрывной предохранительный клапан. 2 ил.The utility model relates to the energy, chemical, oil and gas, coal industries, in particular to fire fighting devices used to prevent the spread of combustion through pipelines that transport an explosive product, while simultaneously releasing the pressure of the explosion shock wave. The communication flame arrester comprises a housing with inlet and outlet nozzles with flanges, consisting of an inner and outer part, the inner part of the housing being a continuation of the inlet nozzle and at least one flame-extinguishing element located on it, and the outer part of the housing connected on one side through a truncated cone with the outlet pipe, on the other hand, through an annular plate with the inside of the housing, with at least one explosive safety valve located on the outside of the housing. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к энергетической, химической, нефтегазовой, угольной отраслям промышленности, в частности к противопожарным устройствам, применяемым для предотвращения распространения горения по трубопроводам, по которым транспортируется взрывоопасный продукт, с одновременным сбросом давления ударной волны взрыва.The utility model relates to the energy, chemical, oil and gas, coal industries, in particular to fire-fighting devices used to prevent the spread of combustion through pipelines that transport an explosive product, while simultaneously releasing the pressure of the explosion shock wave.

Известен огнепреградитель (патент РФ на изобретение №2337738, дата приоритета 05.03.2007 г., дата публикации 10.11.2008 г. в бюл. №31, класс МПК А62С 4/02, E21F 5/00, G08B 17/00), содержащий проточную камеру, которая соединена с трубчатым элементом через усеченный конус. В трубчатом элементе размещен датчик, настроенный на скорость транзитного продукта и управляющий запорным устройством источника сжатого газа, который сообщен через пневмотракт с пневмодвигателем. Пневмодвигатель посредством рычажного механизма связан с, по меньшей мере, одним клапаном, каждый из которых сообщен с атмосферой, и с элементом перекрытия прохода для потока транзитного взрывоопасного продукта. Трубчатый элемент оснащен вышибными кольцевыми мембранами. В частности, проточная камера оснащена средством импульсного пожаротушения с флегматизирующим веществом в виде порошка, или жидкости, или пены.Known fire suppressor (RF patent for the invention No. 2337738, priority date 03.03.2007, publication date 10.11.2008 in Bul. No. 31, IPC class A62C 4/02, E21F 5/00, G08B 17/00) containing a flow chamber, which is connected to the tubular element through a truncated cone. A sensor is arranged in the tubular element, which is tuned to the speed of the transit product and controls the shut-off device of the compressed gas source, which is connected through a pneumatic path with an air motor. An air motor is connected by means of a linkage mechanism to at least one valve, each of which is connected to the atmosphere, and to an element for blocking the passage for the flow of a transit explosive product. The tubular element is equipped with collapsible annular membranes. In particular, the flow chamber is equipped with pulse fire extinguishing means with a phlegmatizing substance in the form of a powder, or liquid, or foam.

Недостатком известного огнепреградителя является сложность конструкции и значительные габаритные размеры. Наличие датчика, источника сжатого воздуха, пневмотракта с пневмодвигателем требует снабжения огнепреградителя источниками энергии, дополнительных трудозатрат на их обслуживание и снижает надежность работы огнепреградителя. При нарушении герметичности или задержке срабатывания элемента перекрытия прохода для потока транзитного продукта возможно распространение пламени, при его возникновении, в технологическое пространство (трубопровод, скважина) ввиду отсутствия пламегасящих элементов в конструкции огнепреградителя.A disadvantage of the known fire arrester is the complexity of the design and significant overall dimensions. The presence of a sensor, a source of compressed air, a pneumatic tract with a pneumatic engine requires supplying the flame arrester with energy sources, additional labor costs for their maintenance and reduces the reliability of the flame arrester. In the event of a leak or a delay in the operation of the passage blocking element for the transit product flow, the flame may propagate, if it occurs, into the technological space (pipeline, well) due to the absence of flame-extinguishing elements in the design of the flame arrester.

Известен огнепреградитель (патент РФ на изобретение №2323755, дата приоритета 29.06.2006 г., дата публикации 10.05.2008 г. в бюл. №13, класс МПК А62С 4/00), содержащий цилиндрический корпус с пламегасящей пористой насадкой, быстродействующий отсечной клапан с приводом, термочувствительный элемент, конфузор и дроссельный элемент, предназначенные для надежной защиты пористой насадки от двух разрушительных факторов: ударной волны - конфузором, и от воздействия высокой температуры - дроссельным элементом.Known fire suppressor (RF patent for the invention No. 2323375, priority date 06/29/2006, publication date 05/10/2008 in bull. No. 13, IPC class A62C 4/00), containing a cylindrical body with a flame-retardant porous nozzle, high-speed shut-off valve with a drive, a thermosensitive element, a confuser and a throttle element designed to reliably protect the porous nozzle from two destructive factors: a shock wave by a confuser, and from high temperature exposure by a throttle element.

Недостатком известного огнепреградителя является то, что, несмотря на наличие конфузора, предназначенного для разрушения сверхзвукового режима горения (детонации), он не способен значительно снизить давление ударной волны взрыва. Если даже давление будет снижено при распространении через конфузор, оно возрастет на дроссельном элементе, создающем сопротивление.A disadvantage of the known fire arrester is that, despite the presence of a confuser designed to destroy the supersonic combustion (detonation) mode, it is not able to significantly reduce the pressure of the explosion shock wave. Even if the pressure is reduced during propagation through the confuser, it will increase on the throttle element that creates resistance.

За прототип заявляемой полезной модели принят коммуникационный огнепреградитель (патент РФ на полезную модель №106123, дата приоритета 14.02.2011 г., дата публикации 10.07.2011 г. в бюл. №19, класс МПК А62С 4/00), состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками с фланцами и, как минимум, двух пламегасящих элементов. Причем пламегасящие элементы по отношению друг к другу расположены таким образом, что они имеют возможность вращения в разные стороны относительно общей оси, что приводит к разрушению детонационной волны, ее энергия переходит в энергию вращения пламегасящих элементов. Давление снижается, и дальнейшая локализация пожара обеспечивается по механизму гашения дефлаграционного горения в узких каналах пламегасящих элементов. Кроме того, в прототипе между корпусом огнепреградителя и пламегасящими элементами предусмотрены зазоры, величина которых не превышает значение критического диаметра гашения.The prototype of the claimed utility model is a communication fire arrester (RF patent for utility model No. 106123, priority date 02/14/2011, publication date 07/10/2011 in Bulletin No. 19, IPC class A62C 4/00), consisting of a housing with inlet and outlet nozzles with flanges and at least two flameproof elements. Moreover, the flameproof elements in relation to each other are arranged in such a way that they have the ability to rotate in different directions relative to the common axis, which leads to the destruction of the detonation wave, its energy goes into the energy of rotation of the flameproof elements. The pressure decreases, and further localization of the fire is ensured by the extinguishing mechanism of deflagration combustion in the narrow channels of flame-extinguishing elements. In addition, in the prototype between the casing of the flame arrester and the flame extinguishing elements, gaps are provided, the value of which does not exceed the value of the critical extinguishing diameter.

Недостатком прототипа является то, что первый по ходу движения ударной волны пламегасящий элемент создает значительное сопротивление распространению ударной волны. При больших значениях скорости и давления ударной волны, она может разрушить корпус коммуникационного огнепреградителя, прежде чем ее энергия перейдет в энергию вращения пламегасящих элементов. Также сложно выдержать величину зазоров между корпусом огнепреградителя и пламегасящими элементами, не превышающую значение критического диаметра гашения пламени и достаточную для вращения пламегасящих элементов.The disadvantage of the prototype is that the first along the movement of the shock wave flame retardant element creates significant resistance to the propagation of the shock wave. At high values of the velocity and pressure of the shock wave, it can destroy the housing of the communication fire arrester before its energy passes into the energy of rotation of the flame-extinguishing elements. It is also difficult to maintain the size of the gaps between the body of the fire arrester and the flame extinguishing elements, not exceeding the value of the critical diameter of the extinguishing of the flame and sufficient for rotation of the flame extinguishing elements.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности работы коммуникационного огнепреградителя.The technical result of the proposed utility model is to simplify the design and increase the reliability of the communication fire arrester.

Указанный технический результат достигается тем, что в коммуникационном огнепреградителе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками с фланцами, пламегасящие элементы, согласно заявляемой полезной модели, корпус состоит из внутренней и наружной части, причем внутренняя часть корпуса является продолжением входного патрубка, и на ней расположен по меньшей мере один пламегасящий элемент, а наружная часть корпуса соединена с одной стороны через усеченный конус с выходным патрубком, с другой стороны - через кольцевую пластину с внутренней частью корпуса, при этом на наружной части корпуса расположен по меньшей мере один взрывной предохранительный клапан.The specified technical result is achieved by the fact that in a communication fire arrester comprising a housing with inlet and outlet nozzles with flanges, flame-retardant elements, according to the claimed utility model, the housing consists of an inner and outer part, the inner part of the housing being a continuation of the inlet pipe, and is located on it at least one flame-retardant element, and the outer part of the housing is connected on one side through a truncated cone with an outlet pipe, and on the other hand, through an annular plate with an inner enney housing part, wherein the outer housing part is arranged at least one explosive relief valve.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сбоку заявляемого коммуникационного огнепреградителя с пятью пламегасящими элементами, на фиг. 2 показан вид А этого коммуникационного огнепреградителя.The inventive utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a side view of the inventive communication fire arrester with five flame-extinguishing elements, FIG. 2 shows a view A of this communication flame arrester.

Заявляемый коммуникационный огнепреградитель (фиг. 1, фиг. 2) состоит из входного патрубка 1 с фланцем, внутренней части 2 корпуса, пламегасящих элементов 3, наружной части 4 корпуса, выходного патрубка 5 с фланцем, взрывных предохранительных клапанов 6. Наружная часть 4 корпуса соединена с одной стороны через усеченный конус 7 с выходным патрубком 5, с другой стороны - через кольцевую пластину 8 с внутренней частью 2 корпуса. Взрывные предохранительные клапаны 6, установленные на наружной части 4 корпуса, состоят из патрубка 9 с фланцем, легкосбрасываемой мембраны 10 из негорючего материала, ответного фланца 11, прижимающего мембрану 10 к фланцу патрубка 9. Заявляемый коммуникационный огнепреградитель устанавливают через фланцы входного 1 и выходного 5 патрубков на трубопроводе 12, по которому транспортируют взрывоопасный продукт, и могут возникать воспламенение и/или взрыв. В конструкции заявляемого коммуникационного огнепреградителя могут быть предусмотрены люки 13 для контроля и очистки пламегасящих элементов.The inventive communication fire suppressor (Fig. 1, Fig. 2) consists of an inlet pipe 1 with a flange, an inner part 2 of the housing, flameproof elements 3, an outer part 4 of the housing, an outlet pipe 5 with a flange, explosive safety valves 6. The outer part 4 of the housing is connected on the one hand through a truncated cone 7 with an outlet pipe 5, on the other hand, through an annular plate 8 with the inner part 2 of the housing. Explosive safety valves 6, installed on the outer part 4 of the housing, consist of a pipe 9 with a flange, an easy-to-remove membrane 10 made of non-combustible material, a counter flange 11, which presses the membrane 10 to the flange of the pipe 9. The inventive communication fire arrester is installed through the flanges of the input 1 and output 5 pipes on the pipe 12 through which the explosive product is transported, and ignition and / or explosion may occur. In the design of the inventive communication fire arrester can be provided hatches 13 for monitoring and cleaning of extinguishing elements.

Принцип действия пламегасящих элементов 3, установленных на внутренней части 2 корпуса, основан на гашении пламени посредством теплообмена в каналах малого диаметра, меньше критических пламегасящих диаметров для различных горючих и/или взрывоопасных смесей. Пламя, попадая в каналы малого сечения, дробится на отдельные мелкие потоки. Поверхность соприкосновения пламени с пламегасящим элементом 3 увеличивается, возрастает теплоотдача стенкам каналов, и реакция горения прекращается. Конструкции и материалы пламегасящих элементов и в целом огнепреградителей описаны в книге Ковальчука P.M. Быстродействующие пламеотсекатели. - М.: НИИТЭХИМ, 1977. - 92 с., и в книге Стрижевского И.И., Заказнова В.Ф. Промышленные огнепреградители. - М.: Химия, 1974. - 189 с. Пламегасящий элемент 3 может быть выполнен из чередующихся гофрированной и плоской металлических лент или набора сеток, наложенных друг на друга, что не является предметом настоящей полезной модели. Таким образом, для изготовления пламегасящего элемента 3 может быть выбран любой из известных материалов и конструкций, обеспечивающих свободное прохождение взрывоопасного продукта, но предотвращающих распространение пламени. Количество пламегасящих элементов 3 определяют в зависимости от требуемой пропускной способности трубопровода в месте установки заявляемого коммуникационного огнепреградителя.The principle of operation of the flame-retardant elements 3 installed on the inner part 2 of the housing is based on the extinguishing of the flame by heat exchange in the channels of small diameter, less than the critical flame-retardant diameters for various combustible and / or explosive mixtures. The flame, falling into the channels of small cross section, is crushed into separate shallow streams. The contact surface of the flame with the flame extinguishing element 3 increases, the heat transfer to the walls of the channels increases, and the combustion reaction stops. The designs and materials of flame-extinguishing elements and generally fire arresters are described in the book by P. K. Kovalchuk. High-speed flame cutters. - M .: NIITEKHIM, 1977. - 92 pp., And in the book of Strizhevsky II, Zakaznov V.F. Industrial fire arresters. - M.: Chemistry, 1974. - 189 p. Flame retardant element 3 can be made of alternating corrugated and flat metal ribbons or a set of grids superimposed on each other, which is not the subject of this utility model. Thus, for the manufacture of the flame-retardant element 3, any of the known materials and structures can be selected to ensure the free passage of the explosive product, but to prevent the spread of flame. The number of flame-retardant elements 3 is determined depending on the required throughput of the pipeline at the installation location of the inventive communication fire suppressor.

Принцип действия взрывных предохранительных клапанов 6 основан на сбросе избыточного давления воспламенения и/или взрыва, возникшего в трубопроводе, по которому транспортируют взрывоопасный продукт. Легкосбрасываемая мембрана 10 из негорючего материала рассчитана на определенное давление, при котором она разрушается (рвется) или вылетает из прижимающих ее фланцев патрубка 9 и ответного фланца 11. Количество и сечение взрывных предохранительных клапанов 6 определяют в зависимости от максимального давления воспламенения и/или взрыва, которое может возникнуть в трубопроводе.The principle of operation of explosive safety valves 6 is based on the discharge of excess ignition pressure and / or explosion that occurred in the pipeline through which the explosive product is transported. The easy-to-remove membrane 10 made of non-combustible material is designed for a certain pressure at which it collapses (tears) or flies out of the pipe flange 9 and the counter flange 11 pressing on it. The number and cross section of explosive safety valves 6 are determined depending on the maximum ignition pressure and / or explosion, which may occur in the pipeline.

Заявляемый коммуникационный огнепреградитель работает следующим образом. При нормальных условиях взрывоопасный продукт, транспортируемый по трубопроводу, поступает во входной патрубок 1 заявляемого коммуникационного огнепреградителя, перемещается по внутренней части 2 корпуса и через пламегасящие элементы 3 попадает в наружную часть 4 корпуса, проходит через усеченный конус 7, выходной патрубок 5 и продолжает транспортироваться по трубопроводу. При возникновении воспламенения и/или взрыва в трубопроводе со стороны источника тяги для транспортирования взрывоопасного продукта, ударная волна через выходной патрубок 5 попадает в наружную часть 4 корпуса и выбрасывается наружу через легкосбрасываемые мембраны 10 взрывных предохранительных клапанов 6, рассчитанные на определенное давление. В результате сброса избыточного давления воспламенения и/или взрыва заявляемый коммуникационный огнепреградитель и трубопровод 12 не разрушаются. Пламя, движущееся за ударной волной, попадает на пламегасящие элементы 3 и гаснет в его узких каналах.The inventive communication fire arrester operates as follows. Under normal conditions, the explosive product transported through the pipeline enters the inlet pipe 1 of the inventive communication flame arrester, moves along the inside of the case 2 and through the flameproof elements 3 enters the outside of the case 4, passes through a truncated cone 7, the outlet pipe 5 and continues to be transported by the pipeline. If ignition and / or explosion occurs in the pipeline from the side of the draft source for transporting the explosive product, the shock wave through the outlet pipe 5 enters the outer part 4 of the housing and is ejected out through the easy-to-remove membranes 10 of the explosive safety valves 6, designed for a certain pressure. As a result of the overpressure of the ignition and / or explosion, the inventive communication flame arrester and the pipe 12 are not destroyed. The flame moving behind the shock wave hits the flame-extinguishing elements 3 and goes out in its narrow channels.

Заявляемое расположение внутренней 2 и наружной 4 частей корпуса, а также установленные на них пламегасящие элементы 3 и взрывные предохранительные клапаны 6 обеспечивают беспрепятственное герметичное транспортирование взрывоопасного продукта в нормальных условиях, создавая лишь незначительное сопротивление на пламегасящих элементах 3. При возникновении воспламенения и/или взрыва происходит сначала снижение давления ударной волны в усеченном конусе 7 при расширении сечения, а затем сброс избыточного давления через легкосбрасываемые мембраны 10 взрывных предохранительных клапанов 6, пламегасящие элементы 3 гасят пламя, не допуская его распространение по трубопроводу к источнику взрывоопасного продукта и развитие взрывного процесса. При этом заявляемый коммуникационный огнепреградитель имеет относительно небольшие габаритные размеры ввиду того, что внутренняя часть 2 корпуса располагается внутри наружной части 4 корпуса. Габаритные размеры определяются только требуемой пропускной способностью и сечением трубопровода, по которому транспортируется взрывоопасный продукт.The claimed location of the inner 2 and outer 4 parts of the housing, as well as the flame-retardant elements 3 and explosive safety valves 6 installed on them, ensure unhindered tight transportation of the explosive product under normal conditions, creating only insignificant resistance on the flame-retardant elements 3. When ignition and / or explosion occurs first, the decrease in the pressure of the shock wave in the truncated cone 7 during the expansion of the cross section, and then the relief of overpressure through easily ejected membranes 10 of explosive safety valves 6, flame-extinguishing elements 3 extinguish the flame, preventing its spread through the pipeline to the source of the explosive product and the development of the explosive process. Moreover, the inventive communication fire arrester has a relatively small overall dimensions due to the fact that the inner part 2 of the housing is located inside the outer part 4 of the housing. Overall dimensions are determined only by the required throughput and the cross-section of the pipeline through which the explosive product is transported.

Таким образом, заявляемый коммуникационный огнепреградитель имеет простую конструкцию, состоящую из широко известных элементов, надежно выполняет функции гашения пламени и сброса давления взрыва для предотвращения разрушения заявляемого коммуникационного огнепреградителя и трубопровода, по которому транспортируют взрывоопасный продукт. Надежность и простота конструкции заявляемого коммуникационного огнепреградителя подтверждена результатами многочисленных испытаний при взрывах и эксплуатацией в промышленных условиях.Thus, the inventive communication flame arrester has a simple structure, consisting of well-known elements, reliably performs the functions of extinguishing the flame and relieving the pressure of the explosion to prevent the destruction of the claimed communication fire arrester and the pipeline through which the explosive product is transported. The reliability and simplicity of the design of the claimed communication fire arrester is confirmed by the results of numerous tests during explosions and operation in an industrial environment.

Claims

A communication flame arrester comprising a housing with inlet and outlet nozzles with flanges, flame-retardant elements, characterized in that the housing consists of an inner and outer part, the inner part of the housing is a continuation of the inlet pipe and at least one flame-retardant element is located on it, and the outer part the housing is connected on the one hand through a truncated cone with an outlet pipe, on the other hand, through an annular plate with the inside of the housing, while on the outside of the housing is located enshey least one explosion relief valve.