ДРЕНАЖНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК A62C3/04 

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 предотвращения попадания воздуха в сбросные и факельные трубы [1], содержащее вертикальную трубу, оголовок с каналами разворота потока и патрубок выброса газа в атмосферу.

Сущность работы устройства заключается в следующем. Сбрасываемый газ отводится в атмосферу через каналы разворота потока с постоянным проходным сечением, при этом выброс газа осуществляется вверх. Недостатком данного устройства является то, что оно не защищает конструкцию от проникновения воздуха во внутренние полости устройства и дренажного трубопровода при малых скоростях сброса газов с плотностью меньше, чем у воздуха. Это может привести к образованию пожаро- и взрывоопасной газовой смеси в устройстве и, следовательно, известное устройство не обеспечивает условия безопасной эксплуатации системы.

Кроме того, для отвода в атмосферу аварийных газовых потоков, которые представляют собой повышенный массовый расход через трубу, требуется увеличение площади проходного сечения дренажного устройства, а это означает, что конструкция должна быть громоздкой, так как каналы отвода газа имеют постоянное проходное сечение. Наличие же каналов с большими проходными сечениями проводит в свою очередь к снижению безопасности из-за образования во внутренних полостях устройства пожаро- и взрывоопасной газовой смеси в больших количествах. На практике известны случаи, когда в таких устройствах происходило возгорание и имело место разрушение самих устройств.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для предотвращения попадания воздуха в сбросные и факельные трубы [2], которое включает в себя цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и 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. Подвижная крышка обеспечивает аварийный выброс газа в атмосферу. 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 во внутреннем объеме 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 режимов с малыми скоростями истечения, когда сила инерции газового потока за счет вынужденного движения меньше силы Архимеда за счет естественной конвекции. При таких вялых режимах газосброса во внутренних полостях устройства образуется пожаро- и взрывоопасная смесь сбросного газа с воздухом, которая при наличии источников 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, следовательно, воздух будет проникать в дренажный трубопровод и помимо пожаро- и взрывоопасной ситуации может произойти загрязнение хранимого продукта компонентами воздуха.

Цель заявляемого технического решения является повышение пожаро- и взрывобезопасности 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 трубу с установленным на выпускном конце оголовком, которые образуют канал разворота потока, оголовок выполнен в виде двух полых тел с поверхностями, имеющими геометрическое расширение вниз и образующих между собой щелевой канал разворота потока, причем верхнее полое тело установлено с возможностью осевого перемещения относительно нижнего. Кроме того, полые тела оголовка, образующие канал разворота потока, выполнены в виде усеченных конусов.

Придание подвижности верхней поверхности оголовка позволяет регулировать проходное сечение сбросного канала с одновременным обеспечением разворота потока в любых режимах истечения - в дежурном или аварийном. Конструкция защищена от проникновения воздуха наличием кольцевого объема между поверхностями с геометрическим расширением вниз, который заполнен сбросным газом и представляющим собой газовый затвор.

На фиг. 1 изображено дренажное устройство; на фиг. 2 - дренажное устройство в рабочем положении при аварийном сбросе, т.е. с полностью выдвинутой верхней поверхностью оголовка.

Устройство включает в себя дренажную трубу 1, на выпускном конце которой установлен оголовок, состоящий из двух полых поверхностей в виде усеченных конусов 2 и 3. Верхний усеченный конус 2 крепится к штоку 4, обеспечивающему с втулкой 5 осевое перемещение усеченного конуса 2. Ограничение хода усеченного конуса 2 в нижнем его положении достигается установкой упора в виде пружины 6, в верхнем - кольцевого упора 7, установленных на штоке 4.

Устройство работает следующим образом.

При малых скоростях газа (фиг. 1), когда напора струи сбросного газа недостаточно для подъема усеченного конуса 2, отводимый газ разворачивается в узком кольцевом канале, образованном между внутренней и наружной поверхностями усеченных конусов 2 и 3, и сбрасывается в атмосферу. С увеличением напора струи до величины, превышающей вес усеченного конуса 2 (фиг. 2), последний поднимается вверх до упора, что приводит к увеличению проходного сечения кольцевого канала, через который сбрасывается отводимый газ.

Заявляемое 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 безопасность эксплуатации систем с горючими газами, а также позволяет сохранять кондицию продукта в системе, из которой производится отвод газа в атмосферу.

Дренажное устройство для предотвращения взрыва и горения в сбросных и факельных трубах содержит вертикальную трубу с оголовком в виде полых тел, имеющих геометрическое расширение вниз и образующих между собой щелевой канал разворота потока, например, в виде усеченных конусов 2 и 3, причем верхнее полое тело 2 установлено с возможностью осевого перемещения относительно нижнего 3. В изобретении обеспечиваются повышение пожаро- и взрывобезопасности и сохранение кондиции продукта в системе, из которой производится отвод газа на сброс в атмосферу. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Дренажное устройство, содержащее вертикальную трубу с оголовком, отличающееся тем, что оголовок выполнен в виде полых тел с поверхностями, имеющими геометрическое расширение вниз и образующими между собой щелевой канал разворота потока, причем верхнее полое тело установлено с возможностью осевого перемещения относительно нижнего. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полые тела оголовка, образующие канал разворота потока, выполнены в виде усеченных конусов.