ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области противопожарной техники и может быть использована на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в различных системах хранения и транспортировки пожароопасных и взрывоопасных продуктов. В частности, полезная модель относится к устройствам для задержки пламени и предотвращения распространения огня при резервуарном нефтехранении.
Известен огнепреградитель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и огнепреграждающий элемент, выполненный спиральной намоткой на общую ось двух металлических лент, одна из которых плоская, а другая гофрированная [И.И.Стрижевский, В.Ф.Заказнов, Промышленные огнепреградители, М., Химия, 1974, с.67, 71 и 72].
В этом огнепреградителе пламя задерживается системой каналов, образованных лентами при их совместной намотке, причем ширина задерживающего пламя канала не может превышать некоторой критической величины - с1кр, которая определяется исходя из нормальной скорости пламени, температуры горения, температуры огнепреграждающего элемента, рабочего давления и т.д. Тепло, выделяющееся при горении, поглощается металлическими стенками каналов огнепреграждающего элемента и по лентам отводится от места локализации пламени к корпусу огнепреградителя, где рассеивается конвекцией и излучением.
Однако ему свойственен следующий недостаток. Расположение витков плоской и гофрированной лент в огнепреграждающем элементе такое, что радиальная теплопроводность кассеты (т.е. от центра к корпусу огнепреградителя) существенно меньше, чем осевая (т.е. вдоль оси намотки лент). Такой характер теплопроводности обусловлен сравнительно плохим тепловым контактом между витками плоской и гофрированной лент. Этот факт не способствует эффективной передаче тепла от огнепреграждающего элемента к корпусу и провоцирует перегрев нижних, обращенных к защищаемому пространству, слоев огнепреграждающего элемента в случае длительной локализации пламени на поверхности кассеты (посадка пламени). В конечном итоге, торцы лент, обращенные к защищаемому пространству, могут разогреться до значений температуры выше температуры самовоспламенения горючей смеси, что приведет к воспламенению смеси внутри защищаемого объема.
Увеличение времени прогрева нижних слоев кассеты до температуры самовоспламенения горючей смеси в резервуаре равносильно повышению эффективности работы огнепреградителя при длительном воздействии пламени на огнепреграждающий элемент.
Данный недостаток устранен в огнепреградителе по патенту РФ №2142303, МПК А 62 С 4/02, 1999 г., который является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству.
Кр
Кр
В данном устройстве, так же как и в предыдущем, огнепреградитель, содержит корпус с входным и выходным патрубками, имеет огнепреграждающий элемент, выполненный спиральной намоткой на ось двух металлических лент, плоской и гофрированной. В нем каждая из лент снабжена по крайней мере одним рядом просечек, выполненных в материале ленты по всей ее длине в виде ориентированной вдоль длинной стороны ленты последовательности не сообщающихся друг с другом щелей, ширина которых не превышает величины критического диаметра гашения пламени огнепреградителя d, а расстояние от края ленты до щели выбрано не менее d. Для достижения оптимальной огнестойкости отношение длины щели к расстоянию между ними выбрано в пределах 5-20.
Однако этому устройству присущ существенный недостаток, заключающийся в том, что отдельные микрочастицы с высокой температурой могут напрямую пролететь через огнепреградитель, не касаясь его стенок, и попасть в полость резервуара.
Задача настоящей полезной модели состоит в повышении надежности огнепреградителя и, как следствие, эксплуатации резервуара с нефтепродуктами и другими жидкостями.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в повышении эффективности огнепреграждения.
Поставленная задача решается тем, что огнепреградитель содержит разъемный корпус с входным и выходным патрубками с фланцами и обойму с огнепреграждающим элементом, выполненным в виде двух металлических лент - плоской и гофрированной, намотанных спирально, при этом диаметр обоймы больше внутренних диаметров фланцев, а угол гофра гофрированной ленты составляет , где α - шаг гофра, h - высота гофра.
В отличие от прототипа гофры в гофрированной ленте выполнены под углом таким образом, что они исключают возможность пролета отдельных микрочастиц с высокой
температурой без прямого контакта с лентами. Это достигается тем, что угол наклона гофров составляет
где: α - шаг гофра, h - высота гофра.
На фиг.1 представлен внешний вид огнепреградителя, на фиг.2 - устройство огнепреграждающего элемента и на фиг.3 - порядок расположения гофров на гофрированной ленте.
Огнепреградитель состоит из разъемного корпуса 1 с входным и выходным парубками и обоймы 2 с огнепреграждающим элементом (кассетой) 3, выполненным навивкой на общую ось двух лент: плоской 4 и гофрированной 5, в лентах выполнены просечки 6.
Для технического обслуживания огнепреградителя необходимо его снять с резервуара, промыть керосином и продуть воздухом. Для снятия огнепреградителя необходимо равномерно освободить гайки на фланцах, соединяющих верхнюю часть корпуса 1 с нижней частью до тех пор, пока обойма 2 с огнепреграждающим элементом (кассетой) 3 не получит свободу перемещения.
При эксплуатации клапанов в осенне-зимний период, а также при температуре окружающего воздуха ниже нуля, необходимо обойму 2 с огнепреграждающим элементом (кассетой) 3 утеплить или снять.
Так как огнепреграждающий элемент 3 огнепреградителя обладает аэродинамическим сопротивлением, то для того, чтобы выравнить его сопротивление с сопротивлением патрубка, его наружный диаметр должен быть больших размеров.
Огнепреградитель работает следующим образом.
При хранении нефтепродуктов внутри полости резервуара образуется пожароопасная паро-воздушная смесь. В случае ее возгорания вне резервуара вероятно возникновение дефлаграционного горения. Локализация пламени на внешней, обращенной к атмосфере, поверхности огнепреградителя приводит к интенсивному разогреву этой поверхности и передаче тепла от более нагретых ее участков к менее нагретым. При длительной посадке пламени единственным путем естественного отвода тепла от нагретых участков является передача его корпусу 1 огнепреградителя с последующим рассеянием его в атмосферу.
Кр
Пламя в огнепреградителе задерживается системой каналов, образованных лентами при их совместной намотке, причем ширина задерживающего канала не может превышать некоторой критической величины - d, которая определяется исходя из нормальной скорости
пламени, температуры горения, температуры огнепреграждающего элемента, рабочего давления и т. д. Тепло, выделяющееся при горении, поглощается металлическими стенками каналов огнепреграждающего элемента (кассеты) 3 и по лентам 4, 5 отводится от места локализации пламени к корпусу огнепреградителя, где рассеивается конвекцией и излучением.
Выполнение в материале лент просечек 6 по всей ее длине в виде ориентированной вдоль длинной стороны ленты последовательности не сообщающихся друг с другом щелей, позволяет уменьшить осевой тепловой поток в кассете, увеличив тем самым время достижения нижней стороной кассеты температуры самовоспламенения смеси.
Для задержания отдельных микрочастиц с высокой температурой, которые могут напрямую пролететь через огнепреградитель, не касаясь его стенок, и попасть в полость резервуара, гофры в гофрированной ленте 5 выполнены под углом. Наклон этих гофров рассчитывается таким образом (), что они исключают возможность пролета отдельных микрочастиц с высокой температурой без прямого контакта с лентами (фиг.3).
При соприкосновении микрочастиц с высокой температурой со стенками гофрированной ленты 5 происходит передача ими тепла посредством теплопередачи. Таким образом, микрочастицы с высокой температурой не могут напрямую попасть в полость резервуара, а при их соприкосновении со стенками гофрированной ленты 5 уменьшается температура до значения ниже температуры воспламенения паро-воздушной смеси.
Преимущества предлагаемого огнепреградителя: повышенная надежность работы за счет использования ленты с наклонным расположением гофров, увеличение времени между техническими обслуживаниями клапана за счет исключения непосредственного контакта огнепреграждающего элемента огневого предохранителя с окружающей средой. Все это повышает пожарную безопасность в процессе эксплуатации резервуара.