RU2788059C1 - Устройство для подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах - Google Patents
Устройство для подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788059C1 RU2788059C1 RU2022110174A RU2022110174A RU2788059C1 RU 2788059 C1 RU2788059 C1 RU 2788059C1 RU 2022110174 A RU2022110174 A RU 2022110174A RU 2022110174 A RU2022110174 A RU 2022110174A RU 2788059 C1 RU2788059 C1 RU 2788059C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- dust
- explosion
- air
- aerosol
- Prior art date
Links
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000428 dust Substances 0.000 title abstract description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 3
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 241000731961 Juncaceae Species 0.000 description 1
- 101700036306 SUM-1 Proteins 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к средствам взрывозащиты и противопожарной технике, в особенности к предупреждению и подавлению взрыва пыле-, газо- и пылегазовоздушных смесей, образующихся в технологическом оборудовании предприятий по добыче, хранению и переработке сырья (угля, зерна и др.). Предложено устройство для подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах, содержащее корпус (1) с камерой сгорания (2), шашку аэрозольгенерирующего заряда (3), воспламенительную систему с токоподводящим узлом (4), выходную решетку (5) и сопловой блок (6), лидирующий заряд (7) с высокоразвитой поверхностью горения в виде набора тонкосводных трубок или многоканального щелевого моноблока из аэрозольгенерирующего состава, размещенный между торцом шашки аэрозольгенерирующего заряда и выходной решеткой, герметизирующую мембрану (8), разрушающуюся при воспламенении зарядов, и снабженное выходной трубой (9), покрытой снаружи огнестойкой кремнийорганической эмалью и соединенной герметично с одной стороны с сопловым блоком, а с другой стороны с плитой (10), предназначенной для установки устройства на трубопроводе или емкости, также снабженное заслонкой (11), располагаемой в выходной части трубы, и защитной прокладкой из электроизоляционного картона (12), располагаемой по внутренней поверхности корпуса и герметично вкручивающейся в корпус задней крышкой (13) и электроразъемом (14), прикручивающимся герметично к крышке корпуса через прокладку (15), и дополнительно снабженное сеткой (16), располагаемой между лидирующим зарядом и выходной решеткой через прокладку (17), а также снабжено кольцом (18), устанавливаемым между герметизирующей мембраной и камерой сгорания, а шашка аэрозольгенерирующего заряда покрыта бронирующим покрытием по боковой поверхности и по одному торцу и снабжена амортизаторами (19) на бронированном торце, устанавливаемыми к задней крышке через фторопластовую прокладку (20). Изобретение направлено на повышение эффективности взрывоподавления с одновременным увеличением безопасности использования устройства взрывоподавления и улучшением его общетехнических характеристик. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к средствам взрывозащиты и противопожарной технике, в особенности к предупреждению и подавлению взрыва пыле-, газо- и пылегазовоздушных смесей, образующихся в технологическом оборудовании предприятий по добыче, хранению и переработке сырья (угля, зерна и др.).
Из уровня техники известно устройство (патент РФ 2111777 С1 от 27.05.1998) локализации взрыва пыле- и газовоздушных смесей, образующихся в коммуникациях, связывающих технологическое оборудование на предприятиях по хранению и переработке зерна. Устройство содержит генератор ингибирующего аэрозоля двустороннего истечения, корпус которого со стороны выходных решеток снабжен сопловыми блоками с внутренней геометрией, обеспечивающее сверхзвуковое истечение аэрозоля под углом 15-30° к оси коммуникации, например, в виде сопла Лаваля, при этом сопловые блоки имеют стыковочные фланцы для соединения с осепараллельными коммуникациями, а корпус генератора со стороны выходных решеток удлинен на величину, достаточную для скрепления с ним соплового блока.
Основным недостатком устройства является его недостаточная эффективность, связанная с невысокими расходными характеристиками аэрозольгазового потока, а также сложность сборки и герметичной установки на осепараллельные коммуникации, приводящая к возможной утечке ингибирующего аэрозоля при срабатывании генератора.
Наиболее близким техническим решением к заявленному устройству является устройство подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах (патент РФ 2235572 С2 от 21.10.2002), выбранное за прототип, содержащее корпус с камерой сгорания, шашку аэрозольгенерирующего заряда, воспламенительную систему с токоподводящим узлом, выходную решетку и сопловой блок, лидирующий заряд с высокоразвитой поверхностью горения, размещенный между торцом шашки аэрозольгенерирующего заряда и выходной решеткой, герметизирующую мембрану, разрушающуюся при воспламенении зарядов, расположенную в зоне стыковки выходной решетки с сопловым блоком.
Основным недостатком устройства является недостаточная эффективность взрывоподавления и безопасность его использования.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности взрывоподавления с одновременным увеличением безопасности его использования, улучшением общетехнических характеристик.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах, содержит корпус (1) с камерой сгорания (2), шашку аэрозольгенерирующего заряда (3), воспламенительную систему с токоподводящим узлом (4), выходную решетку (5) и сопловой блок (6), лидирующий заряд (7) с высокоразвитой поверхностью горения в виде набора тонкосводных трубок или многоканального щелевого моноблока из аэрозольгенерирующего состава, размещенный между торцом шашки аэрозольгенерирующего заряда и выходной решеткой, герметизирующую мембрану (8), разрушающуюся при воспламенении зарядов, и снабжено выходной трубой (9), покрытой снаружи огнестойкой кремнийорганической эмалью, и соединенной герметично с одной стороны с сопловым блоком, а с другой стороны с плитой (10), предназначенной для установки устройства на трубопроводе или емкости, также снабжено заслонкой (11), располагаемой в выходной части трубы, и защитной прокладкой из электроизоляционного картона (12), располагаемой по внутренней поверхности корпуса, и герметично вкручивающейся в корпус задней крышкой (13) и электроразъемом (14), прикручивающимся герметично к крышке корпуса через прокладку (15), и дополнительно снабжено сеткой (16), располагаемой между лидирующим зарядом и выходной решеткой через прокладку (17), а также снабжено кольцом (18), устанавливаемым между герметизирующей мембраной и камерой сгорания, а шашка аэрозольгенерирующего заряда покрыта бронирующим покрытием по боковой поверхности и по одному торцу и снабжена амортизаторами (19) на бронированном торце, устанавливаемыми к задней крышке через фторопластовую прокладку (20).
Оптимальным составом для изготовления аэрозольгенерирующего и лидирующего зарядов для использования в устройстве взрывоподавления выбран состав марки ПТ-4 по ТУ 7550-047-07509505-2010.
Корпус с наружной части покрыт порошковой краской для защиты от термоэрозионного действия продуктов сгорания.
На рисунке 1 представлен общий вид заявляемого устройства в разрезе и схема расположения его элементов.
Ниже представлено описание работы устройства взрывоподавления и назначение его элементов для решения поставленной технической задачи.
Устройство взрывоподавления размещается на трубопроводе с помощью плиты (10) таким образом, чтобы выходная труба была направлена в сторону объема, в котором возможно возникновение первичного взрыва. Крепление может осуществляться бандажами-хомутами или кровельными саморезами или иным способом, обеспечивающим герметичное крепление.
При возникновении первых признаков горения пыле-, газо- или пылегазовоздушной смеси датчик-индикатор, например, сигнализатор мембранный типа СУМ или извещатель пламени модуляционный типа МДЛ, выдает сигнал на блок управления, который подает напряжение 6…36 В через токопроводящий узел на воспламенительную систему (4). Электровоспламенитель поджигает канал основного (3) и поверхность лидирующего зарядов (7).
При достижении критического давления в камере герметизирующая мембрана (8) разрушается и аэрозольгазовый поток, разгоняясь в сопловом блоке до сверхзвуковых скоростей, устремляется в зону очага возгорания по трубе (9), вскрывая заслонку (11). При этом сверхзвуковой аэрозольгазовый поток отсекает горячие продукты горения от холодной взрывоопасной смеси, интенсивно перемешивает их и ингибирует реакции горения. В результате сгорания лидирующего и основного аэрозольгенерирующих зарядов весь взрывоопасный объем заполняется ингибирующей аэрозольгазовой смесью, исключающей повторное возгорание взрывоопасной смеси от неустраненного источника (искрение, трение и т.п.).
Заслонка (11) предназначена для предотвращения попадания продукта, перемещаемого по трубопроводу в сопло затвора. После вскрытия заслонка (11) остается в месте ее установки в устройстве, не улетает в трубопровод.
Покрытие трубы (9) огнестойкой кремнийорганической эмалью необходимо для безопасной эксплуатации устройства, что объясняется следующим. При горении зарядов зона максимальной температуры пламени приходится на выходную трубу (9) и без термозащитного покрытия может являться дополнительным опасным источником ввиду не только высокой температуры поверхности, но и возможности самовоспламенения нетермоскойкого окрашивающего состава.
Наличие защитной прокладки из электроизоляционного картона (12), располагаемой по внутренней поверхности корпуса, обеспечивает повышение безопасности его транспортировки за счет исключения трения шашки аэрозольгенерирующего заряда о корпус и, следовательно, исключения возникновения статических зарядов, а также снижения термоэрозионного действия продуктов сгорания на материал корпуса.
Покрытие шашки аэрозольгенерирующего заряда бронирующим покрытием по боковой поверхности и по одному торцу обеспечивает горение с последовательным послойным перемещением фронта горения. При отсутствии бронирующего покрытия горение шашки аэрозольгенерирующего заряда может протекать не только послойно, но и по всем поверхностям, приводя к резкому увеличению давления в камере и, как следствие, к разгерметизации корпуса и утечке ингибирующего аэрозоля в помещение, снижая эффективность работы устройства в целом.
Важной функцией установленных на шашке аэрозольгенерирующего заряда амортизаторов (19) является поглощение толчков, ударов и гашение колебаний (демпфирование) при транспортировке устройства, исключение трения шашки о корпус. Для этих же целей служит прокладка (17), располагаемая между сеткой (16) и лидирующим зарядом (7). Сетка (16) удерживает элементы лидирующего заряда для их равномерного горения.
Фторопластовая прокладка (20), расположенная между амортизаторами (19) шашки аэрозольгенерирующего заряда и задней крышкой (13), обеспечивает стабилизацию заряда в корпусе устройства и позволяет герметично укупорить заднюю крышку при сборке.
Кольцо, устанавливаемое между герметизирующей мембраной (8) и камерой сгорания (2), обеспечивает формирование равнонаправленного аэрозольгазового потока, образующегося при разрушении мембраны.
Таким образом, отличие от прототипа состоит в иной конструкции устройства, наличию необходимых элементов и их расположению для решения поставленных задач.
Сопоставительный анализ предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволил выявить совокупность признаков, отличающих предлагаемое техническое решение от существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Высокая эффективность действия предлагаемого устройства, обеспечивающего перекрытие трубопровода и локализацию первичного взрыва пыле- и газовоздушной среды в объеме оборудования или сооружения, подтверждена натурными испытаниями, проведенными ФГУП «ФЦЦТ «Союз».
Примеры.
Технические характеристики устройства взрывоподавления и его элементов:
масса основного заряда, кг - 0,910;
размеры шашки основного заряда:
наружный диаметр, мм - 84;
диаметр канала, мм - 15;
длина, мм - 95;
наименование бронирующего состава: взрывопожаробезопасная бронировка марки ЗП по ТУ 84-7509509-95-96;
материал амортизаторов: резина губчатая по ТУ 38-105,867-90;
размер амортизаторов, мм: 10×10;
масса лидирующего заряда, кг - 0,150
параметры лидирующего заряда:
наружный диаметр трубки, мм - 10;
диаметр канала, мм - 6;
длина трубок и их количество:
10 шт. длиной 28 мм;
40 шт. длиной 25 мм;
материал теплозащитной прокладки: электроизоляционный картон марки ЭКС-1,0 по ГОСТ 9347-74;
параметры сетки: размер ячеек N2,5-0,5 по ГОСТ 3826-82;
параметры фторопластовой прокладки: фторопласт-4 по ГОСТ 10007-80;
защищаемый объем, м3 - 10
длина трубопровода, м - 5
количество устройств, шт. - 1
Устройство взрывоподавления крепилось на трубопроводе кровельными саморезами М5,5×32 по ГОСТ 11650-80 так, чтобы сопловая часть была направлена в сторону объема, в котором инициировалось возникновение первичного взрыва.
1. В заданном объеме инициировался взрыв смеси муки с воздухом. После срабатывания через 0,05 мс датчика-индикатора взрыва СУМ-1 срабатывало устройство взрывоподавления. Аэрозоль, поступая через сопловой блок по выходной трубе в трубопровод, полностью прекращал горение как в трубопроводе, так и в защищаемом объеме. Подавление горения смеси происходило менее чем через 200 мс. Истечения аэрозоля через крышку не наблюдалось. Наличие прогаров или горение наружной поверхности затвора не наблюдалось.
2. Устройство взрывоподавления первоначально подвергалось вибронагрузкам на вибрационном электродинамическом стенде ВЭДС-400, имитирующим транспортировочные вибрационные воздействия. Вибронагрузки проводились в двух взаимно перпендикулярных направлениях: по оси симметрии и перпендикулярно оси симметрии. Амплитуда виброускорения 5g, частота вибрации 12 Гц, время нагружения 4 ч. По окончании вибронагрузок устройство испытывалось аналогично примеру 1. Подавление горения смеси происходило менее, чем через 200 мс. Истечения аэрозоля через крышку не наблюдалось. Наличие прогаров или горение наружной поверхности затвора не наблюдалось.
Claims (3)
1. Устройство для подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах, содержащее корпус с камерой сгорания, шашку аэрозольгенерирующего заряда, воспламенительную систему с токоподводящим узлом, выходную решетку и сопловой блок, лидирующий заряд с высокоразвитой поверхностью горения в виде набора тонкосводных трубок или многоканального щелевого моноблока из аэрозольгенерирующего состава, размещенный между торцом шашки аэрозольгенерирующего заряда и выходной решеткой, герметизирующую мембрану, разрушающуюся при воспламенении зарядов, отличающееся тем, что оно снабжено выходной трубой, покрытой снаружи огнестойкой кремнийорганической эмалью и соединенной герметично с одной стороны с сопловым блоком, а с другой стороны с плитой, предназначенной для установки устройства на трубопроводе или емкости, также снабжено заслонкой, располагаемой в выходной части трубы, и защитной прокладкой из электроизоляционного картона, располагаемой по внутренней поверхности корпуса и герметично вкручивающейся в корпус задней крышкой и электроразъемом, прикручивающимся герметично к крышке корпуса через прокладку, и дополнительно снабжено сеткой, располагаемой между лидирующим зарядом и выходной решеткой через прокладку, а также снабжено кольцом, устанавливаемым между герметизирующей мембраной и камерой сгорания, а шашка аэрозольгенерирующего заряда покрыта бронирующим покрытием по боковой поверхности и по одному торцу и снабжена амортизаторами на бронированном торце, устанавливаемыми к задней крышке через фторопластовую прокладку.
2. Устройство для подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах по п. 1, отличающееся тем, что аэрозольгенерирующий и лидирующий заряды изготовлены из состава марки ПТ-4.
3. Устройство для подавления взрыва в пылевоздушных, газовоздушных и пылегазовоздушных средах по п. 1, отличающееся тем, что корпус с наружной поверхности покрыт порошковой краской.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788059C1 true RU2788059C1 (ru) | 2023-01-16 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4702322A (en) * | 1986-07-25 | 1987-10-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Explosion suppression system |
RU2111777C1 (ru) * | 1996-04-26 | 1998-05-27 | Лев Иванович Семенов | Способ локализации взрыва пыле- или газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях и устройство для его осуществления |
RU2235572C2 (ru) * | 2002-10-21 | 2004-09-10 | Федеральный центр двойных технологий "Союз" | Способ подавления взрыва в пыле-, газо- и пыле-газовоздушных средах и устройство для его осуществления |
RU2012135629A (ru) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") | Способ предупреждения взрыва в пыле-, газо- и пылевоздушных средах и устройство для его осуществления |
US10252092B2 (en) * | 2015-04-24 | 2019-04-09 | Lepl G. Tsulukidze Mining Institute | Explosion protection system |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4702322A (en) * | 1986-07-25 | 1987-10-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Explosion suppression system |
RU2111777C1 (ru) * | 1996-04-26 | 1998-05-27 | Лев Иванович Семенов | Способ локализации взрыва пыле- или газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях и устройство для его осуществления |
RU2235572C2 (ru) * | 2002-10-21 | 2004-09-10 | Федеральный центр двойных технологий "Союз" | Способ подавления взрыва в пыле-, газо- и пыле-газовоздушных средах и устройство для его осуществления |
RU2012135629A (ru) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") | Способ предупреждения взрыва в пыле-, газо- и пылевоздушных средах и устройство для его осуществления |
US10252092B2 (en) * | 2015-04-24 | 2019-04-09 | Lepl G. Tsulukidze Mining Institute | Explosion protection system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2700670C2 (ru) | Системы, устройства и способы подавления воспламенения | |
RU2046614C1 (ru) | Устройство для обнаружения и объемного тушения пожара и дымообразующий состав | |
KR101819663B1 (ko) | 산불 진화용 공중투하 소화탄 | |
Willauer et al. | Mitigation of TNT and Destex explosion effects using water mist | |
US20220016459A1 (en) | Aerosol fire suppression materials, systems and methods of implementation | |
RU2788059C1 (ru) | Устройство для подавления взрыва в пыле-, газо- и пылегазовоздушных средах | |
Klemens et al. | Dynamics of dust explosions suppression by means of extinguishing powder in various industrial conditions | |
Going et al. | Explosion protection with metal dust fuels | |
KR20230174833A (ko) | 화재진압용 소화탄 | |
Naumann et al. | Green Gelled Propellant Gas Generator for High-Performance Divert-and Attitude Control Systems | |
Hartmann et al. | Venting dust explosions | |
RU2235572C2 (ru) | Способ подавления взрыва в пыле-, газо- и пыле-газовоздушных средах и устройство для его осуществления | |
SU1346815A1 (ru) | Взрывоподавл ющее устройство | |
RU2101057C1 (ru) | Устройство для объемного тушения пожара | |
RU134796U1 (ru) | Комбинированный огнетушитель | |
Bartknecht | Preventive and design measures for protection against dust explosions | |
SU1101557A1 (ru) | Устройство дл гашени взрыва пылегазовой среды | |
RU2111777C1 (ru) | Способ локализации взрыва пыле- или газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях и устройство для его осуществления | |
KR101737801B1 (ko) | 격벽 착화기 | |
Moore | Suppression of maize dust explosions | |
RU2140801C1 (ru) | Устройство для объемного тушения пожара | |
RU2078599C1 (ru) | Способ объемного пожаротушения и генератор огнетушащего аэрозоля для его осуществления | |
RU2078602C1 (ru) | Устройство для пожаротушения (варианты) | |
Cross et al. | Dust Explosion Protection | |
RU2096055C1 (ru) | Устройство для объемного тушения пожара |