ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ ДЛЯ ВЗРЫВЧАТОЙ СРЕДЫ Российский патент 1998 года по МПК G01N25/54 

Изобретение относится к области горного дела, химической промышленности и коммунального хозяйства и может быть использовано для распознавания наличия в окружающей атмосфере взрывчатой среды и предотвращения таким образом взрыва или пожара.

Среди взрывоопасных газов, которые могут появиться в зоне нахождения людей, можно отметить водород H₂, метан CH₄, этан C₂H₆, пропан C₃H₈, бутан C₄H₁₀, пентан C₅H₁₂, этилен C₂H₄ и др., а также взрывоопасные смеси газов.

Температура воспламенения для указанных газов лежит в пределах 400-800^oC, а процентное содержание, при котором происходит взрыв, находится в широком диапазоне от 1,5 до 81%.

Например, в горном деле, в частности при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа, обнаружение признака, предшествующего или сопровождающего внезапный выброс, производится неоперативно, с малым быстродействием и достоверностью, что затрудняет немедленно включиться в изолирующий самоспасатель, как этого требуют Правила безопасности при внезапном выбросе (Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах.- М.: Недра, 1986 г.).

При внезапном выбросе угля, породы и газа в выработку выделяется метан (CH₄), а также угольная пыль. Температура воспламенения такой метаноугольновоздушной смеси зависит от состава атмосферы, рода воспламенителя, давления, влажности и др. факторов. Например, при наличии в воздухе 8-10 г/см³ каменноугольной метановоздушной смеси, она становится взрывчатой при содержании метана 2,5%, а при нормальном давлении и обычной температуре смесь взрывается при содержании метана от 5% до 15%. Поэтому человеку, находящемуся в шахте, даже при наличии приборов, измеряющих содержание метана и сигнализирующих о предельной концентрации (1-1,5%) трудно сориентироваться как себя вести, какие защитные меры принимать в данный момент.

Такая же ситуация складывается и в других случаях, когда возможно появление в окружающей человека атмосфере взрывчатого газа, например, при утечке бытового газа, при газовой сварке в случае разгерметизации газового баллона, в котельных, а также при эксплуатации автомобилей на газовом топливе и т.д.

Известно устройство для определения взрывчатости газовой среды (см., например, заявка GB N 1369038, G 01 N 25/54, 1974), которое содержит взрывобезопасную камеру с металлической сеткой и изоляционной колодкой и два электрода, один из которых закреплен в изоляционной колодке. Одни концы электродов подключены к источнику электрического разряда, а вторые концы помещены во взрывобезопасную камеру. Для определения взрывчатости газовой среды среду вводят во взрывобезопасную камеру и определяют меру ее взрывчатости. Однако указанное устройство имеет большие размеры и применимо лишь в лабораторных условиях.

Задачей данного изобретения является создание ручного устройства, позволяющего определять взрывчатость среды на месте, например, в шахте или в помещении при утечке бытового газа и т.д.

Технический результат, полученный при осуществлении изобретения, заключается в уменьшении габаритов устройства и обеспечении безопасной его работы непосредственно во взрывчатой среде.

Поставленная задача решается тем, что в воспламенителе для взрывчатой среды, содержащем взрывобезопасную камеру сгорания с металлической сеткой и изоляционной колодкой и два электрода, один из которых закреплен в изоляционной колодке, одни концы электродов подключены к источнику электрического разряда, а вторые концы помещены во взрывобезопасную камеру сгорания, взрывобезопасная камера сгорания снабжена второй металлической сеткой и отражателем света и выполнена со смотровым окном в виде линзы, при этом второй электрод также закреплен на указанной изоляционной колодке.

Выполнение взрывобезопасной камеры сгорания с двумя металлическими сетками обеспечит возможность изпользования предложенного устройства непосредственно во взрывчатой среде, т.к. двойная металлическая сетка пропускает газовую смесь внутрь камеры, но не позволит распространиться в окружающую среду. Безопасность устройства также повышается за счет установки обоих электродов в изоляционной колодке.

Выполнение взрывобезопасной камеры сгорания со смотровым окном в виде линзы и с отражателем света внутри позволит визуально наблюдать процессы, происходящие в ней.

На фиг.1 и фиг.2 изображена схема воспламенения для взрывчатой среды.

Воспламенитель для взрывчатой среды содержит два электрода 1, источник электрического разряда 2 и взрывобезопасную камеру сгорания с двумя металлическими сетками 3, изоляционной колодкой 4 и смотровым окном 5. Также он может быть выполнен с отражателем света, который может быть использован для местного освещения при полной темноте (например, при отключении электричества).

Устройство работает следующим образом. При включении источника электрического разряда 2 (нажатием пьезогенератора или электрогенератора пальцем руки кнопки включения, которая на фиг. не показана), он выдает напряжение, и на электродах 1 возникает поток искр, который зажигает в камере сгорания 3 газовую смесь, которая попала в камеру из окружающего пространства. При этом возникшее пламя визуально наблюдается через смотровое окно 5 (стекло или светлая пластмасса камеры сгорания, а по потоку искр между электродами 1 контролируется работоспособность устройства в данный момент. Сразу определяется наличие взрывчатой среды и фиксируются концентрационные пределы взрывчатости. Если воспламенение во взрывобезопасной камере произошло, значит в окружающей среде присутствует такая концентрация взрывчатой смеси, что при данных условиях (температура, давление, влажность и т.д.) может произойти воспламенение или взрыв, если зажечь открытое пламя или возникнет открытая искра. При этом нет необходимости определять содержание каждого из горючих компонентов смеси в процентах по объему.

Оперативность работы устройства обеспечивается высоким быстродействием воспламенения газовой смеси в процессе контакта с искрой в камере сгорания и визуального его обнаружения.

Реализация устройства позволит принять меры к предотвращению взрывов, пожаров и гибели людей от ожогов и удушений при работе со взрывоопасными и пожароопасными газовыми смесями. Шахтер, например, при определении наличия взрывчатой среды должен включиться в самоспасатель и выключить электроэнергию Сварщик в аналогичной ситуации должен прекратить подготовку к сварке и найти неисправность, из-за которой в окружающую среду попадает газ, шофер автомобиля с газовыми баллонами также должен не включать мотор и отыскать неисправность.

Предложенное устройство применимо для обнаружения взрывной концентрации в куполах плохо проветриваемых выработок шахт, на трассах магистральных газопроводов, в элеваторах и зернохранилищах, на транспортных средствах, перевозящих взрывоопасные газовые смеси, на нефтяных и газовых скважинах и других объекта, где может возникнуть утечка газов.

Изобретение относится к области горного дела, химической промышленности и коммунального хозяйства и может быть использовано для распознавания наличия в окружающей атмосфере взрывчатой среды. Воспламенитель для взрывчатой среды содержит элемент воспламенения газовой смеси, состоящий из двух электродов, подключенных с одной стороны к источнику электрического разряда, а с другой помещенных во взрывобезопасную камеру сгорания с двумя металлическими сетками и изоляционной колодкой, в которой закреплены электроды. Камера сгорания снабжена смотровым окном. Предусмотрено снабжение камеры сгорания отражателем света, а также выполнение смотрового окна в виде линзы. Устройство позволяет предотвратить возможность возникновения взрывов и пожаров газов и газовых смесей в зоне работы людей, где могут возникнуть утечки взрывчатых газов. 2 ил.

Воспламенитель для взрывчатой среды, содержащий взрывобезопасную камеру сгорания с металлической сеткой и изоляционной колодкой и два электрода, один из которых закреплен в изоляционной колодке, при этом одни концы электродов подключены к источнику электрического разряда, а вторые концы помещены во взрывобезопасную камеру сгорания, отличающийся тем, что взрывобезопасная камера сгорания снабжена второй металлической сеткой и отражателем света и выполнена со смотровым окном в виде линзы, при этом второй электрод также закреплен на указанной изоляционной колодке.