ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области противопожарной техники, а именно к устройствам предотвращения распространения огня в системах транспортировки горючих газо-воздушных смесей.
Известны сухие огнепреградители (И.И. Стрижевский, В.Ф. Заказнов Промышленные огнепреградители. М.: Химия. - 1974, с. 60), содержащие корпус с входным и выходным патрубками и пламегасящий элемент из пористого материала. Пламегасящим элементом огнепреградителей с насадкой из пористого материала являются металлокерамика и металловолокно, представляющие собой обычно диски или трубки, спеченные из гранул металлического порошка, отрезков или витков тонкой проволоки. Действие сухих огнепреградителей основано на принципе гашения пламени в узких каналах, где создаются условия, при которых теплоотвод к стенкам каналов превышает тепловыделение в зоне реакции горения. Вследствие теплоотвода температура горючей газовоздушной смеси снижается до величины, ниже температуры ее зажигания, и распространение горения прекращается.
Недостатками указанных огнепреградителей являются большое газодинамическое сопротивление для перемещения горючей газовоздушной смеси, а также ограниченное время действия вследствие прогрева при огнепреграждении.
Известен огнепреградитель (патент на изобретение РФ №2431512, МПК А62С 4/00, 2011 г.), принятый за прототип, состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками и расположенными в нем пламегасящими элементами. Огнепреградитель имеет теплообменный блок, образованный стенками его корпуса и теплообменными трубками, который оборудован патрубком для ввода жидкого хладагента и патрубком для вывода хладагента.
Недостатки прототипа состоят в необходимости подключения огнепреградителя к системе подачи хладагента (воды) с его непрерывной прокачкой через теплообменный блок; в невозможности работы огнепреградителя при отрицательных температурах вследствие возможного затвердевания (замерзания) хладагента (воды); в повышенном газодинамическом сопротивлении для перемещения горючей газовоздушной смеси через пламегасящие элементы.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение времени огнепреграждения при автономной работе огнепреградителя в широком диапазоне температур, включая низкие (отрицательные).
Технический результат достигается тем, что огнепреградитель, состоящий из цилиндрического корпуса с входным и выходным патрубками и расположенным в нем пламегасящим элементом, дополнительно снабжен тепловыми трубками, установленными параллельно оси корпуса, закрепленными в посадочных гнездах пламегасящего элемента с защищаемой от пламени стороны, таким образом, что их зоны испарения размещены в теле пламегасящего элемента, а зоны конденсации вне корпуса, пламегасящий элемент выполнен из стали в форме диска с осевыми каналами, при этом каждый канал в средней части имеет суженный участок с диаметром не превышающим критический диаметр и длиной от  до  длины канала. Каждая тепловая трубка выполнена с внутренним капиллярным фитилем и заполнена под избыточным давлением пропан-бутановым теплоносителем в парожидкостном состоянии.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом. Огнепреградитель состоит из цилиндрического корпуса 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. В корпусе 1 расположен пламегасящий элемент 4, который делит полость корпуса 1 на приемную камеру 5 и выходную камеру 6, в которой локализуется аварийное горение. Пламегасящий элемент 4 выполнен из стали в форме диска с осевыми каналами 7. Каждый канал 7 в средней части имеет суженный участок с диаметром не превышающим критический диаметр и длиной от  до  длины канала 7. Суженный участок обеспечивает гашение пламени и препятствует распространению пламени навстречу перемещающейся смеси. Два других участка имеют больший диаметр, что позволяет уменьшить газодинамическое сопротивление для перемещения горючей газовоздушной смеси. В пламегасящем элементе 4 с защищаемой от пламени стороны выполнены посадочные гнезда, в которых параллельно оси корпуса 1 установлены тепловые трубки 8 (известные, например, из П.Д. Дан, Д.А. Рей. Тепловые трубы: Пер. с англ.: - М.: Энергия, 1979, с. 10-11). Тепловые трубки 8 представляют собой стальные герметичные оболочки с внутренним капиллярным фитилем в виде сетки из нержавеющей проволоки, заполненные под избыточным давлением пропан-бутановым теплоносителем в парожидкостном состоянии. Пропан-бутановый теплоноситель, обеспечивает отвод теплоты в широком диапазоне температур, включая низкие (отрицательные). Тепловые трубки 8 размещены таким образом, что их зоны испарения находятся в теле пламегасящего элемента 4, а зоны конденсации вне корпуса 1. Толщина пламегасящего элемента 4 определяется пропускной способностью огнепреградителя, температурами воспламенения и горения пропускаемого газа и количеством теплоты, выделяющейся при горении. Диаметр сечения среднего суженного участка каналов 7 в пламегасящем элементе 4 определяется свойствами пропускаемого горючего газа и не превышает критического диаметра. Количество тепловых трубок 8, их диаметр и длина определяются пропускной способностью огнепреградителя, температурами воспламенения и горения пропускаемого газа, свойствами теплоносителя и количеством теплоты, которую нужно выводить из огнепреградителя наружу.
Огнепреградитель работает следующим образом. В приемную камеру 5 корпуса 1 через входной патрубок 2 поступает горючая газовоздушная смесь. Смесь проходит через каналы 7 в пламегасящем элементе 4 в выходную камеру 6 и удаляется через выходной патрубок 3. На выходе из огнепреградителя возможно воспламенение и горение газовоздушной смеси. Аварийное горение газовоздушной смеси начинается за пределами огнепреградителя и распространяется в выходную камеру 6. Пламегасящий элемент 4 с каналами 7, минимальный диаметр которых меньше критического препятствует дальнейшему распространению пламени. Средний суженный участок каналов 7, реализующий принцип гашения пламени в узких каналах, препятствует распространению пламени навстречу перемещающейся смеси. Два других участка, позволяют уменьшить газодинамическое сопротивление пламегасящего элемента 4 для перемещения горючей газовоздушной смеси. Горение в выходной камере 6 сопровождается выделением теплоты и приводит к нагреву пламегасящего элемента 4. Теплота нагрева от пламегасящего элемента 4 предается концевому участку тепловых трубок 8 с испарительной зоной. Пропан-бутановый теплоноситель тепловых трубок отбирает теплоту от пламегасящего элемента 4 испаряется и перемещается к зоне конденсации тепловых трубок 8, поддерживая температуру пламегасящего элемента 4 ниже температуры воспламенения газовоздушной смеси, увеличивая время огнепреграждения. Зоны конденсации тепловых трубок 8 размещаются за пределами корпуса 1 огнепреградителя и находятся в контакте с окружающей средой. Конденсат возвращается в зону испарения по капиллярному фитилю в виде сетки из нержавеющей проволоки. Замкнутый цикл испарения-конденсации тепловых трубок 8 обеспечивает автономную работу огнепреградителя.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает увеличение времени огнепреграждения при автономной работе огнепреградителя в широком диапазоне температур.