СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВА ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ Российский патент 2011 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к технике безопасности в промышленности и коммунальном газовом хозяйстве и предназначено для автоматического предотвращения взрыва горючих газов, подаваемых через газовую трубу во взрывоопасные зоны помещений всех классов.

Известен способ предотвращения взрывов газа в выработанном пространстве очистных забоев угольных шахт, включающих периодическую подачу за механизированную крепь в выработанное пространство пены с образованием изолирующих полос. Изолирующие полосы создают из монтажной пены, на основе жидкого полимера с пропиленом, с последующим образованием жесткого пенополиуритана, причем первичную высоту h заливки монтажной пены принимают равной половине вынимаемой мощности m_пласта, а минимальную ширину изолирующей полосы L_П принимают равной вынимаемой мощности m_пласта (патент РФ №2321751, E21F 5/00).

Недостатки данного способа:

1. Сложность осуществления.

2. Низкая надежность предотвращения взрыва газа за счет не гарантированного полного перекрытия поступления воздуха в выработанное пространство.

Наиболее близким аналогом к заявленному способу относится способ предотвращения взрыва газовоздушной смеси (а.с. №1245714, E21F 5/00), заключающийся в подаче во взрывоопасную среду ингибитора, предварительно регистрируют концентрацию газовоздушной смеси и при приближении ее к предельно-допустимым взрывоопасным концентрациям, в зону предполагаемого скопления взрывоопасных газов подают ингибитор до момента образования в ней взрывоопасной концентрации.

Недостатками данного способа являются:

1. Низкая надежность за счет того, что не происходит полного перекрытия поступления газа в рабочую зону помещения и при дальнейшем продолжении поступления газа необходимо постоянное введение ингибитора.

2. Нежелательность использования ингибитора в помещениях с оборудованием, приборами и постоянным или периодическим пребыванием людей.

Известно устройство газовой защиты для угольных шахт (а.с. 1216365, E21F 5/00), содержащее датчик контроля концентрации метана, соединенный с измерителем скорости измерения концентрации метана, который соединен с одним из входов порогового элемента, исполнительный элемент, регулируемый задатчиком и сигнализатором, причем датчик контроля концентрации метана выполнен в виде установленных один против другого лазерного инфракрасного светодиода и инфракрасного фотодиода, соединенного через операционный усилитель со светодиодом, а чувствительный элемент измерителя скорости метана выполнен на фотодиоде, который светодиодом соединен со светодиодом датчика контроля концентрации метана, при этом датчик контроля скорости воздуха через регулируемый задатчик, соединен с другим входом порогового блока, который подключен к сигнализатору.

Недостатками данного устройства являются:

1. Сложность конструкции и эксплуатации.

2. Устройство обеспечивает только сигнализацию и отключение электропитания в добычном участке и не обеспечивает восстановление нормируемых условий труда.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству относится передвижное устройство автоматической газовой защиты (а.с. 2038484, E21F 5/00), содержащее датчик метана и пульт управления, соединенный линией связи с звуковым и световым сигнализаторами, блокировочным выключателем, дополнительными линиями связи и переносной кабельной катушкой, датчики метана выполнены переносными с автономным питанием, один конец каждой линии выполнен с электрическими разъемами, каждый из которых подключен к соответствующему датчику метана, а другой конец каждой линии связи, охватывая переносную кабельную катушку, подключен к пульту управления, выход которого к звуковому и световому сигнализаторам подключен через блокировочный выключатель.

Недостатки данного устройства:

1. Сложность конструкции и эксплуатации.

2. Устройство обеспечивает только автоматическую световую и звуковую сигнализацию при газовыделениях на контролируемых объектах и не обеспечивает восстановление нормируемых условий труда.

Задача изобретения - повышение надежности предотвращения взрыва газовоздушной смеси за счет полного прекращения поступления газа в рабочее помещение, удаления газовоздушной смеси и наполнение помещения свежим воздухом.

Поставленная задача решается за счет того, что способ предотвращения взрыва газовоздушной смеси, заключающийся в регистрации концентрации газовоздушной смеси, и при приближении ее к предельно-допустимым взрывоопасным концентрациям подают звуковой и световой сигнал, с выдержкой времени 10-15 секунд выключают подачу газа в газопроводе и вентилируют помещение в течение времени

где V_вн - объем вентилируемого помещения, м³;

К - кратность воздухообмена показывает сколько раз в час меняется воздух в помещении (К≥5);

L_в - производительность вентилятора аварийной вентиляции, м³/ч;

K_n - поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластамассовых и асбоцементных трубопроводов длиной до 50 м, K_n=1,1 в остальных случаях K_n=1,15.

Устройство предотвращения взрыва газовоздушной смеси, содержащее газовый датчик, линии связи с звуковой и световой сигнализациями, источник электропитания, выключатель, источник питания через выключатель соединен с первым входом пускового реле и входом понижающего трансформатора, который через выпрямитель соединен с последовательно соединенными между собой газовым датчиком, усилителем, звуковой и световой сигнализацией, при этом выход усилителя соединен через реле времени с исполнительным механизмом, с возможностью его воздействия на ручку газового крана, которая взаимодействует с включателем, соединенным с пусковым реле, выход которого соединен с входом вентилятора аварийной вентиляции: выход последнего соединен через реле времени с выключателем.

Новые существенные признаки

1. С выдержкой времени 10…15 секунд выключают подачу газа в газопроводе.

2. Вентилируют помещение в течение времени

где V_вн - объем вентилируемого помещения, м³;

К - кратность воздухообмена показывает сколько раз в час меняется воздух в помещении (К≥5);

L_в - производительность вентилятора аварийной вентиляции, м³/ч;

K_n - поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластамассовых и асбоцементных трубопроводов длиной до 50 м, K_n=1,1 в остальных случаях K_n=1,15.

3. Источник питания через выключатель соединен с первым входом пускового реле и входом понижающего трансформатора.

4. Понижающий трансформатор через выпрямитель соединен с последовательно соединенными между собой газовым датчиком, усилителем, звуковой и световой сигнализацией.

5. Выход усилителя соединен через реле времени с исполнительным механизмом с возможностью его воздействия на ручку газового крана.

6. Ручка газового крана взаимодействует с включателем, соединенным с пусковым реле, выход которого соединен с входом вентилятора аварийной вентиляции.

7. Выход вентилятора аварийной вентиляции соединен через реле времени с выключателем.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат заключается в надежности способа и устройства за счет быстрого автоматического перекрывания крана газоподводящей трубы и прекращения подачи горючего газа в помещение, удаления газовоздушной смеси и наполнения помещения свежим воздухом.

Газовый датчик находится под постоянным напряжением, предварительно регистрирует концентрацию газовоздушной смеси и при приближении ее к предельно-допустимым взрывоопасным концентрациям посылает сигнал на усилитель. Через усилитель сигнал поступает на звуковую, световую сигнализацию и через реле времени на исполнительный механизм, который как перекрывает доступ газа в помещение, так и включает вентилятор аварийной вентиляции. По истечении расчетного времени t срабатывает реле времени и отключает систему от электропитания.

На чертеже представлена блок-схема устройства для предотвращения взрыва газовоздушной смеси.

Устройство для предотвращения взрыва газовоздушной смеси содержит источник питания переменного тока 220 В 1, соединенный через выключатель 2 с первым входом пускового реле 3 и входом понижающего трансформатора 4, который через выпрямитель 5 соединен с газовым датчиком 6. Газовый датчик 6 через усилитель 7 взаимодействует со звуковой 8 и световой 9 сигнализацией. Выход газового датчика 6 после усилителя 7 через последовательно соединенные между собой реле времени 10 и исполнительный механизм 11 с ручкой 12 газового крана. Ручка 12 газового крана взаимодействует через выключатель 13 со вторым входом пускового реле 3, выход которого соединен через вентилятор аварийной вентиляции 14 со вторым реле времени 15, выход которого подключен к выключателю 2.

Устройство работает следующим образом. Газовый датчик 6 под

постоянным напряжением 12-24 В. При поступлении в помещение газа, приближающегося к предельно допустимой взрывоопасной концентрации, газовый датчик срабатывает и падает сигнал через усилитель 7 на звуковую 8 и световую 9 сигнализацию. В том случае, если происходит дальнейшее поступление газа, то срабатывает реле времени 10, с выдержкой 10-15 секунд и включает исполнительный механизм 11, который наворачивает ручку 12 газового крана газоподводящей трубы в положение «кран закрыт». В это время ручка 12 газового крана взаимодействует с выключателем 13 (например, концевой включатель), который включает пусковое реле 3, замыкая силовую цепь на вентилятор аварийной вентиляции 14. При работе вентилятора аварийной вентиляции 14 происходит полное удаление газовоздушной смеси из помещения с наполнением его свежим воздухом. Вентилятор аварийной вентиляции 14 работает время, после чего второе реле времени 15 посылает сигнал на выключатель 2. Он срабатывает и отключает схему от электропитания 1.

После устранения причин поступления газа в помещение, ручку 12 газового крана поворачивают в положение «кран открыт» и включают выключатель 2. Устройство готово к работе.

Изобретение относится к технике безопасности в промышленности и может быть применено для автоматического предотвращения взрыва горючих газов, подаваемых через газовую трубу во взрывоопасные зоны помещений всех классов. Способ заключается в регистрации концентрации газовоздушной смеси, при приближении ее к предельно-допустимым взрывоопасным концентрациям подают звуковой и световой сигнал. С выдержкой времени 10-15 секунд выключают подачу газа в газопроводе и вентилируют помещение в течение времени: , где V_вн - объем вентилируемого помещения, м, К - кратность воздухообмена показывает сколько раз в час меняется воздух в помещении (К≥5), L_в - производительность вентилятора аварийной вентиляции, м³/ч, К_n - поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха. Устройство содержит газовый датчик, линии связи с звуковой и световой сигнализации, источник электропитания, выключатель. Источник питания через выключатель соединен с входом пускового реле и входом понижающего трансформатора. Трансформатор через выпрямитель соединен с газовым датчиком, усилителем, звуковой и световой сигнализацией. Выход усилителя соединен с исполнительным механизмом, который воздействует на ручку газового крана. Ручка взаимодействует с включателем, выход которого соединен с входом вентилятора аварийной вентиляции. Технический результат заключается в повышении надежности предотвращения взрыва газовоздушной смеси во взрывоопасных зонах помещений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ для предотвращения взрыва газовоздушной смеси, заключающийся в регистрации концентрации газовоздушной смеси, и при приближении ее к предельно-допустимым взрывоопасным концентрациям подают звуковой и световой сигнал, отличающийся тем, что с выдержкой времени 10-15 с выключают подачу газа в газопроводе и вентилируют помещение в течение времени:

где V_вн - объем вентилируемого помещения, м³;
К - кратность воздухообмена показывает сколько раз в час меняется воздух в помещении (К≥5);
L_в - производительность вентилятора аварийной вентиляции, м³/ч;
К_n - поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных трубопроводов длиной до 50 м, К_n=1,1 в остальных случаях К_n=1,15.

2. Устройство для предотвращения взрыва газовоздушной смеси, содержащее газовый датчик, линии связи с звуковой и световой сигнализациями, источник электропитания, выключатель, отличающееся тем, что источник питания через выключатель соединен с первым входом пускового реле и входом понижающего трансформатора, который через выпрямитель соединен с последовательно соединенными между собой газовым датчиком, усилителем, звуковой и световой сигнализацией, при этом выход усилителя соединен через реле времени с исполнительным механизмом, с возможностью его воздействия на ручку газового крана, которая взаимодействует с включателем, соединенным с пусковым реле, выход которого соединен с входом вентилятора аварийной вентиляции, выход последнего соединен через реле времени с выключателем.