УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОПАДАНИЯ ВОЗДУХА В СБРОСНЫЕ И ФАКЕЛЬНЫЕ ТРУБЫ Российский патент 1997 года по МПК A62C4/00 

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к устройствам, предотвращающим взрыв и горение в сбросных и факельных трубах, и может быть использовано в системах с технологическими сбросами, где требуется поддержание необходимой кондиции хранимого продукта.

Известно дренажное устройство для сокращения зон опасных концентраций и размеров факелов горючих газов, содержащее на выходе вертикального дренажного трубопровода поворотный перфорированный насадок Г-образной формы. На конце насадка установлен оголовок в виде тарелки и полого усеченного конуса, охватывающего отверстия и имеющего кольцевую щель для рассеивания сбросного газа (авт. св. СССР N 1193376, кл. F 23 J 11/00, Б.И. N 48, 1985).

Сущность работы устройства заключается в следующем. Сбрасываемый газ разворачивается в Г-образном насадке, попадает через отверстия в дренажной трубе в кольцевое пространство между тарелкой и конусом и затем через кольцевую щель у основания конуса выбрасывается в атмосферу в виде веерной струи. От ветровой нагрузки насадок разворачивается по ветру. Недостатком данного устройства является низкая надежность при малых скоростях сброса газов с плотностью меньше, чем у воздуха ("легкие" газы), из-за возможности проникновения воздуха через кольцевую щель и поворотное уплотнение в дренажный трубопровод, в котором может образоваться взрыво- и пожароопасная смесь. Кроме того, в горизонтальных трубах при малых скоростях истечения "легких" газов имеет место расслоение между сбросным потоком и проникающим воздухом, т. е. сбросной газ истекает через верхнюю часть проходного сечения горизонтального трубопровода, а снизу натекает воздух. Глубина направления воздуха в таких конструкциях больше, чем в устройствах с вертикальными участками отвода сбросного газа в атмосферу, а значит и пожаро- и взрывозащищенность в дренажных трубах с применением устройств по авт. св. СССР N 1193376 МКИ F 23 J 11/00 может быть обеспечена лишь в диапазоне интенсивных скоростей газосброса.

Таким образом известное устройство имеет следующие недостатки:
устройство не защищает сбросной трубопровод от проникновения в него воздуха, что снижает взрыво- и пожароопасность системы;
устройство не обеспечивает сохранение кондиции хранимого продукта в системе из-за возможного проникновения воздуха при малых скоростях истечения сбросного газа.

Наиболее близким к изобретению является устройство для предотвращения попадания воздуха в сбросные и факельные трубы по авт. св. СССР N 995805, МКИ A 62 C 3/04, Б.И. N 6, 1983 прототип, которое включает цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и коаксиально закрепленным в нем цилиндром с подвижной крышкой, которые совместно с диффузором, являющимся выходным концом дренажной трубы и установленным внутри цилиндра образуют канал разворота потока на 180^o. Устройство работает следующим образом. В дежурном режиме небольшое количество продувочного газа подают через входной патрубок в диффузор, затем газ проходит по зазору между цилиндром и диффузором, поднимается вдоль цилиндрического корпуса и через выходной патрубок выбрасывается в атмосферу. При аварийном сбросе давление в системе повышается, что приводит к подъему крышки и сбросу газового потока в атмосферу. По окончании интенсивного выброса газа подвижная крышка закрывает проходное сечение прямого сброса газа и вялый газосброс уже происходит через канал разворота потока. При сбросе газов с плотностью меньшей, чем у воздуха, известное устройство не защищено от проникновения воздуха через выходной патрубок. Это характерно для вялых режимов газосброса, т.е. когда сила инерции газового потока за счет вынужденного движения меньше силы архимеда за счет естественной конвекции. При вялых режимах газосброса во внутренних полостях устройства образуется пожаро- и взрывоопасная смесь сбросного газа с воздухом, которая при наличии источником инициирования может привести к возгоранию во внутреннем объеме конструкции и возможному взрыву с аварийным исходом, т.е. может произойти разрушение дренажного устройства. Недостатком данной конструкции является также и то, что после аварийного газосброса крышка не может обеспечить исходную герметичность устройства из-за неплотности прилегания сопрягаемых поверхностей крышки и цилиндра и, следовательно, не исключено натекание воздуха в дренажный трубопровод и образование в нем пожаро- и взрывоопасной смеси, а также загрязнение хранимого продукта компонентами воздуха.

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности, пожаро- и взрывоопасности и сохранение кондиции продукта в системе, из которой производится отвод газа на сброс в атмосферу.

Поставленная цель достигается тем, что в дренажном устройстве, содержащем вертикальную трубку с коаксиально установленным на выпускном конце оголовком в виде цилиндра, заглушенного со стороны выпускного конца вертикальной трубки, которые образуют между собой канал разворота потока, оголовок установлен с возможностью перемещения вдоль оси трубопровода и имеет ограничители хода, а стенка трубки имеет перфорированную поверхность, при этом в крайнем нижнем положении боковые стенки оголовка экранируют перфорированную поверхность с образованием канала разворота потока.

Придание подвижности оголовку позволяет сбросы с малой скоростью истечения направлять вниз и в этом случае сила гравитации как фактор, влияющий на процесс проникновения воздуха в систему, играет защитную роль, поскольку сбросной газ имеет меньшую плотность и он находится при свободном истечении над окружающим воздухом в виде кольцевого объема, ограниченного наружной и внутренней поверхностями дренажного трубопровода и оголовка соответственно. Такой кольцевой объем сбросного газа представляет собой газовый затвор.

При увеличении скорости газового потока и достижения напора сбросной струи, превышающей вес оголовка, происходит перемещение оголовка вверх и газ свободно истекает через сквозные отверстия, расположенные в стенке дренажного трубопровода, и рассеивается в окружающее пространство, при этом происходит изменение направления вектора скорости выходящего газа, что так же повышает безопасность. Ограничение хода оголовка обеспечивается упорами.

На фиг. 1 изображено устройство для предотвращения попадания воздуха с сбросные и факельные трубы; на фиг. 2 дренажное устройство с выдвинутым оголовком.

Устройство включает дренажную трубку 1, на выпускном конце которой установлен оголовок 2 в виде цилиндра, заглушенного со стороны выпускного конца трубки 1; ограничители хода (упоры) 3 и 4. В упоре 4 имеется дроссельное отверстие Б. На стенке трубки 1 имеются сквозные отверстия А.

Устройство работает следующим образом.

При малых скоростях газа, см. фиг.1, когда напора струи сбросного газа недостаточно для подъема оголовка, газ, отводимый через отверстия А, разворачивается в кольцевом канале, образованном поверхностями дренажной трубки 1 и оголовка 2, см. фиг. 1, при этом оголовок находится в нижнем крайнем положении, и затем выбрасывается вниз в окружающую атмосферу, т.е. вектор скорости сбросного газа направлен вдоль от дренажной трубки 1. С увеличением напора струи до величины, превышающей вес оголовка 2, см. фиг.2, последний поднимается в верхнее крайнее положение до взаимодействия упоров 3 и 4, а газ сбрасывается в окружающую атмосферу через отверстия А и частично через кольцевой зазор между трубкой 1 и оголовком 2, при этом расход газа через кольцевой зазор может быть ограничен дроссельным отверстием Б в упоре 4. Вектор скорости сбросного газа на фиг.2 направлен перпендикулярно оси трубки 1.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет полную защиту от атмосферных осадков, что повышает надежность в работе дренажного устройства. Кроме того, устройство снижает проникновение воздуха в сбросные и факельные трубы, что повышает пожаро- и взрывобезопасность при эксплуатации системы, а также позволяет сохранять кондицию продукта в системе, из которой производится отвод газа в атмосферу.

Устройство повышает также безопасность работы обслуживающего персонала за счет изменения направления вектора скорости сбросного потока и его рассеивания.

Использование: в противопожарной технике. Сущность изобретения: на дренажном трубопроводе 1 установлено средство для разворота потока газа 2 с возможностью перемещения вдоль оси трубопровода с ограничением хода за счет упоров 3 и 4, а стенка трубы имеет перфорированную поверхность, которая экранируется средством для разворота потока газа в опущенном его положении с образованием канала разворота потока. 2 ил.

Устройство для предотвращения попадания воздуха в сбросные и факельные трубы, содержащее вертикальную дренажную трубку и средство для разворота потока газа, имеющее цилиндр, установленный коаксиально на выпускном конце дренажной трубки, отличающееся тем, что цилиндр средства для разворота потока газа заглушен со стороны выпускного конца дренажной трубки, установлен с возможностью перемещения вдоль оси дренажной трубки и имеет ограничители хода, а на боковой поверхности дренажной трубки выполнена перфорация так, что в крайнем нижнем положении боковая поверхность цилиндра экранирует перфорированную поверхность дренажной трубки с образованием канала разворота потока.