УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЗРЫВОВ В ТРУБОПРОВОДАХ, ШАХТАХ И Т. П. Советский патент 1936 года по МПК F16L53/00 

Изобретение относится к устройствам для локализации взрывов в трубопроводах, шахтах и т.п. с применением глушителей, разделяющих газовый поток на два расходящихся потока, сходящихся затем в расположенной соосно с основным трубопроводом камере, снабженной перегородками для создания зигзагообразного пути для газов.

В предлагаемом устройстве, в камере, в которой сходятся газовые потоки, на пути их расположены охладители, выполненные в виде ребристых радиаторов.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез устройства для локализации взрывов в трубопроводах, шахтах и т.п.; фиг. 2 - то же в другой форме выполнения; фиг. 3 - частичный вид радиатора-охладителя; фиг. 4 - поперечный разрез лабиринта в устройстве по фиг. 2; фиг. 5 - поперечный разрез лабиринта в устройстве по фиг. 2; фиг. 6 - продольный разрез его; фиг. 7 - форму выполнения устройства для локализации взрывов с применением поворотных радиаторов.

Согласно изобретению, в трубопровод или шахту а (фиг. 1) последовательно включены несколько глушителей, имеющих каждый два дуговых патрубка b, b₁ неравной длины, присоединенные к камере охлаждения е. Эта последняя снабжена парой ребристых радиаторов с, с₁ и кольцеобразным ресивером g для охлаждающей жидкости, на внутренней стенке которого расположены перегородки m, образующие зигзагообразный канал f, соединяющий камеру а первого глушителя с камерой охлаждения следующего. Каждый из радиаторов с, с₁ выполнен в виде трубок i с густо насаженными ребрами k (фиг. 3).

Ребра k так же, как и перегородки m, для повышения охлаждающего эффекта могут быть полыми и заполняться охлаждающей жидкостью. При взрыве взрывная волна из трубы, канала или шахты а попадает дуговые патрубки b, b₁ глушителя, разделяется ими на две части и подводится к радиаторам с, с₁. Обе эти части, пройдя охладители радиаторы, сталкиваются друг с другом и вследствие интерференции взрывная волна затухает. Такое затухание получится только в том случае, если разница длин патрубков b, b₁ глушителя будет равна длине одной взрывной полуволны или длине нечетного числа этих полуволн.

Подобные устройства для погашения противоположных звуковых волн при помощи интерференции применяются в некоторых конструкциях глушителей авиомоторов. Если бы в данном случае применить только взаимное погашение взрывных горячих волн без одновременного или предварительного охлаждения вспыхнувших газов, то такое затухание взрывных волн было бы бесполезно, так как пламя распространилось бы дальше и вызвало новый взрыв газов.

Охлаждение само по себе способно остановить дальнейшее распространение взрыва, но только в том случае, если оно будет настолько полным, чтобы получалось полное охлаждение и погашение загоревшихся газов.

Остановка распространения взрывного пламени будет получаться тем надежнее, чем мельче каналы в радиаторах с, с₁ для прохода горящих газов.

Длина газовых каналов между ребрами k охладителя-радиатора с и с₁ (по направлению движения газов), а также общая площадь охлаждающих ребер должна быть путем расчета выбрана вполне достаточной для того, чтоб обеспечить полное непрерывное охлаждение и затухание волны горящих газов в случае ее прохождения с нормальной скоростью.

После выхода из охладителей-радиаторов с и с₁ и камеры е охлажденная и резко ослабленная интерференцией взрывная волна пропускается через лабиринт f с охлаждающими перегородками m (фиг. 1). В этом лабиринте перегородки m играют роль ширм, задерживающих распространение взрывной волны наподобие таких же ширм в глушителях двигателей внутреннего горения. Кроме того, проходы между перегородками m лабиринта f с переменными сечениями и переменными направлениями играют несколько тормозящую роль. Охлаждающая поверхность перегородок m должна обеспечить охлаждение газов, в случае частичного прорыва пламени сквозь охладители-радиаторы с и с₁ или в случае повреждения последних.

Как ребра k радиаторов с и с₁ так и перегородки m лабиринта f, а также другие детали устройства могут подвергаться действию высоких температур взрыва и сгорания газов.

Во избежание выгорания или плавления указанные детали устройства следует делать из огнестойких маталлов и прикреплять их к трубам только тугоплавкими припоями или сваркой.

В качестве огнестойкого материала для этих деталей устройства могут быть применены, например, огнестойкие сорта стали, хромированные металлы, алитированные сталь или железо и т.п.

После прохождения через лабиринт f газы, как показывают стрелки на фиг. 1, проходят через аналогичные камеру е, охладители-радиаторы с и c₁ и каналы b и b₁ второго глушителя, после чего соединяются и попадают в продолжение газового трубопровода, канала или шахты а. Этот второй глушитель совершенно подобен по конструкции первому глушителю, но только расположен симметрично - противоположно последнему и предназначен для заглушения и затухания взрывной волны в случае ее возникновения в противоположном конце канала или трубопровода а. Таким образом, описанное устройство для локализации взрывных волн может работать в любом направлении.

Разветвление трубопровода а на два канала b и b₁ сделано, как видно на фиг. 1, таким образом, что остаток взрывной волны, в случае ее проникновения слева через глушитель до колен b и b₁ второго глушителя, еще раз погашается при помощи интерференции в месте перехода колен b и b₁ в трубопровод а.

В рассмотренной конструкции устройства взрывная волна погашается при помощи интерференции два раза: в камере е первого глушителя и в продолжении трубопровода а с предварительным охлаждением в обоих случаях в радиаторах обоих глушителей.

Кроме того, получается еще дополнительное ослабление волны с охлаждением в лабиринте f. Такое трехкратное охлаждение и заглушение взрывных волн в показанном на фиг. 1 устройстве должно обеспечить требуемую весьма высокую надежность его работы. Понятно, что число заглушений и охлаждений взрывных волн может быть увеличено.

Описанное устройство для локализации взрывных волн и пламени может применяться, конечно, не только в форме, показанной на фиг. 1, но и в других формах выполнения. Так, например, для шахт может быть применено сочетание двух или более поворотных охладителей-радиаторов c₄ и с₅, установленных последовательно поперек шахты а (фиг. 7), а также разделение шахты а на два колена b и b₁, позволяющие достигнуть затухания взрывной волны при помощи интерференции. Кроме того, если в этом случае каждый поперечный радиатор с₄ и с₅ в шахте а сделать поворачивающимся наподобие двери и снабдить такие радиаторы надежно блокированными замками, позволяющими каждый радиатор повернуть только при том условии, чтобы в это время соседние радиаторы были установлены поперек шахты, то такая комбинация даст возможность сообщения вдоль шахты, задерживая в то же время распространение вдоль, нее пламени. В то же время наличие в шахте двух колен b и b₁ (фиг. 7) надлежащей длины обеспечит затухание взрывной волны. В некоторых случаях, например, для труб небольшого диаметра может быть применена нижеследующая компактная конструкция устройства, работающего по вышеописанным методам (фиг. 2). В этом глушителе, точно так же, как и в показанном на фиг. 1 и 7, газы и взрывная волна движутся, разветвляясь в направлениях, указанных на фиг. 2 стрелками, по снабженным радиаторными ребрами k (фиг. 4) концентрически расположенным по отношению к подводящему трубопроводу рубашкам b₂ и b₃, b₂′ и b₃′, b₂′′ и b₃′′ и затем последовательно по снабженным радиаторными ребрами k₁ рубашкам с₂ и с₃, с₂′ и с₃′, с₂′′ и с₃′′, причем общая длина каналов, образуемых рубашками b₂, с₂ и b₃, с₃ отличается друг от друга на величину заглушаемой взрывной полуволны. Аналогично общая длина каналов рубашек b₂′ и с₂′и b₃′ и с₃′ отличается друг от друга на такую же длину взрывной полуволны в случае, если при взрыве получается только одна волна или отличается друг от друга на иную длину взрывной полуволны (фиг. 2) в том случае, если получается несколько взрывных волн разной длины.

Точно так же выбрана общая длина каналов рубашек b₂′′, с₂′′ и b₃′′, с₃′′ и т.д. Потом охлажденные и успокоенные газы поступают в отводящую трубу a₁ Аналогично, только в обратном направлении, работает этот прибор в случае возникновения взрывной волны с противоположной стороны трубопровода а₁ или в случае обратного направления движения газов. В этом случае разветвление и охлаждение газов происходит в каналах рубашек с₂′′ и с₃′′, с₂′ и с₃′, с₂, и с₃, а охлаждение и взаимная встреча разветвленных потоков получается с затуханием волн в каналах рубашек b₂′′ и b₃′′, b₂′ и b₃′, b₂ и b₃.

В некоторых или во всех каналах рубашек b₂, b₃ и с₂, c₃ устройства (фиг. 2) могут быть установлены вместо радиаторов лабиринты f₁ (фиг. 5-6) с перегородками m. Все устройство может быть, как показано на фиг. 2, окружено кольцеобразным ресивером g₁ причем охлаждение стенок b₂, b₃ и с₂, c₃ с их ребрами k₁ и m₁ может происходить за счет их теплопроводности. Цилиндрические стенки рубашек b₂, b₃ и с₂, с₃ могут бить сделаны полыми и охлаждаться водой изнутри. Аналогично описанному устройству по фиг. 2 и в устройстве по фиг. 1 или в ином разность длин в коленах глушителей может быть сделана различной в случае, если требуется заглушение двух или более взрывных волн разной длины.

1. Устройство для локализации взрывов в трубопроводах, шахтах и т.п. с применением глушителей, разделяющих газовый поток на два расходящихся потока, сходящихся затем в соосно с основным трубопроводом расположенной камере, снабженной перегородками, создающими зигзагообразный путь для газов, отличающееся тем, что в камере е на пути потока расположены охладители.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что оно состоит из нескольких последовательно включенных в трубопровод а глушителей, имеющих каждый камеру охлаждения е с кольцеобразным ресивером g для охлаждающей жидкости (фиг. 1).

3. Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что охладители выполнены в виде ребристых радиаторов с, с₁, (фиг. 1).

4. В устройстве по пп. 1-3 применение глушителя, выполненного в виде ответвляющихся из основного трубопровода дуговых патрубков b, b₁, присоединенных к камере охлаждения е (фиг. 1).

5. При устройстве по п. 2 использование внутренней стенки ресивера g для помещения на ней перегородок m, служащих для создания зигзагообразного пути полого цилиндрического потока.

6. При устройстве по пп. 1-3 применение глушителя в виде концентрично расположенных по отношению к подводящему трубопроводу рубашек b₂ и b₃, с₂ и с₃, b₂′ b₃′, с₂′ и c₃′, b₂′′ и b₃′′, с₂′′ и с₃′′, разветвляющих газовый поток на несколько расходящихся и сходящихся потоков (фиг. 2).

7. При устройстве по пп. 1-3 применение поворотных радиаторов с₄ и с₅, сочлененных таким образом, что при установке одного из них по продольной оси трубопровода, другой устанавливается перпендикулярно к этой оси (фиг. 7).