ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЬ

Огнепреградитель
Полезная модель относится к области противопожарной технике, а именно к огенепреградителям-искрогасителям, и может быть использована преимущественно во вспомогательных системах силовых установок, которые используют в качестве горючего твердые, жидкие и газообразные топлива, а также в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, эксплуатируемых на объектах повышенной пожароопасности, например на складах с горюче-смазочными материалами.
Известен огнепреградитель, ограничивающий распространение огня, содержащий корпус с входным и выходным цилиндроконическими патрубками, пламягасящую насадку из пустотелых гранул, заполненных огнетушащим веществом и установленную в корпусе между решетками (SU 878312, А 62 С 3/04,1981).
Известный огнепреградитель снижает гидравлическое сопротивление устройства при тушения пламени в газопроводах, однако мало эффективен при использовании в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания транспортных средств.
Известен огнепреградитель, содержащий корпус, гранулированную насадку, расположенную между решетками, входной и выходной патрубки цшшндроконической формы (SU 730359, А 62 С 4/00, 1980), при этом в качестве гранул использованы цеолиты, на поверхности которых адсорбированы галоидированные вещества. В случае возникновения пламени за выходным патрубком, фронт пламени распространяется против движения газового потока и, доходя до насадки, распределяется по каналам, образованными гранулами, за счет высокой температуры происходит
А 62 с 4/02
десорбция галоидов, которые интенсивно тормозят процесс горения. Известное решение повышает нож овзрывобезопасность технологических процессов, но в каждом случае после гашения пламени необходима операция адсорбирования (восстановления) на поверхности гранул галоидоводородов. Кроме того, использование галоидоводородов снижает экологические показатели процесса.
Известен огнепреградитель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками цилиндроконической формы, размещенный в корпусе между решетками пламягасящий элемент, при этом решетка, установленная со стороны подхода пламени, имеет на своей поверхности покрытием из тугоплавкого материала (вольфрама) (SU 587945, А 62 С 4/02, 1978). Использование покрытия из вольфрама уменьшает нагрев поверхности решетки в 4-5 раз, а огнепреградитель обладает высокой огнестойкостью при длительном воздействии пламени, что дает возможность отказаться от оснащения огнепреградителей дополнительными средствами сигнализации и гашения пламени.
Известный огнепреградитель эффективен для предотвращения распространения фронта горения гaзoвoздзf цныx и паровоздушных горючих смесей в резервуарах и трубопроводах. содержаш их легковоспламеняющиеся жидкости и газовые смеси, но недостаточно эффективно при использовании во вспомогательных системах силовых установок за счет возможности проскока твердых раскаленных частиц.
Известен огнепреградитель, состоящий из корпуса с входным и выходным цилиндроконическими патрубками, в корпусе которого расположена между решетками пламягасящая насадка из гранулированного материала, например из стальных шариков и средство для предотвращения проскока пламени, выполненное в виде гранул, размер которых меньше, чем размер гранул в толще насадки и размещенным в пристенном слое гранул пламягасящей насадки (SU 1442224 А1, А 62 С 4/00, 1988).
Огнепрефадитель работает следующим образом.
При распространении пламени на пламегасящую насадку гашение его происходит в узких каналах насадки за счет его распределения на множество потоков. Причем, из-за того, что скорость течения горючей среды в пристенном слое неболъше, чем в глубине насадки, исключается возможность проскока пламени между поверхностью огнепреградителя и пламягасящей насадки, т.е. исключается возможность проявления краевого эффекта.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является огнепреградитель, содержащий: полый корпус; входной и выходной цилиндроконические патрубки; пламягасяшую насадку размещенную между решетками (решетчатые диски), при этом пламягасящая насадка состоит из гранул (шариков) инертного, огнестойкого материала шарикоподобной формы, уложенных по принципу ромбоэдрической плотнейшей упаковки; средство для предотвращения проскока пламени, расположенное между периферийными гранулами и внутренней поверхностью корпуса, выполненное из химически инертного и огнестойкого материала и прикрепленного к внутренней поверхности, в котором утоплены периферийные гранулы на глубину не менее половины их диаметра (SU 1309991 АI, А 62 С 4/00, 1987).
Известный огнепреградитель работает следующим образом.
Горючая газовоздушная или паровоздушная смесь проходит через входной патрубок, первую решетку, пламегасящ то насадку, вторую решетку и выходит из огнепреградителя через выходной патрубок наружу. В пламягасящей насадке горючая смесь проходит между гранулами шарикоподобной формы, уложенными по принципу ромбоэдрической плотнейшей упаковки, через каналы, размеры которых меньше критического диаметра гашения пламени. Благодаря тому, что внутренняя стенка корпуса между решетками покрыта слоем химически инертного и огнестойкого материала, толщиной не менее половины диаметра гранул, и в котором утоплены периферийные гранулы.
32  f
горючая смесь не может пройти между стенкой и гранулами. Этим ликвидируется краевой эффект и пламя гаснет.
Известный огнепреградитель эффективен для предотвращения проскока пламени и фронта горения газовоздушных и паровоздушных горючих смесей в резервуарах и трубопроводах, содержащих легкогорючие жидкости и их газовые фракции, однако при использовании огнепреградителя в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания транспортных средств наблюдается возможность проскока твердых раскаленных частиц продуктов сгорания топлива и эродирующих частиц из-за неравномерного охлаждения газового потока по сечению.
Задачей полезной модели является создание универсального типа высокоэффективных огнепреградителей и расширение их технологических возможностей, а именно способности огнепреградителя (искрогасителя) предотвращать зажигание горючих газопаровоздушных смесей двухфазной системы, состоящей из раскаленных частиц сажи, нагара и выхлопных газов, в том числе при наличии газофазного пламени, гфи минимальных потерях мощности силовых установок, предотвращать распространение пламени в газовых магистралях, тем самым повышается пожаровзрывобезопасность технологических процессов при использования огнепреградителей.
На Фиг. представлена принципиальная схема заявленного устройства.
Поставленная задача достигается тем, что огнепреградитель содержит: корпус 1, цилиндроконические входной 2 и выходной 3 патрубки; размещенный в корпусе между двумя металлическими решетками 4 и 5 пламегасящ51Й элемент 6, выполненный в виде гранул из химически инертного и огнестойкого материала, преимущественно в виде стальных шариков, уложенных по крайней мере в четыре ряда по принципу ромбоэдрической плотнейшей упаковки; охладитель 7, выполненный в виде усеченного метгаллического конуса с перфорированной поверхностью и расположенный в конической части входного патрубка; две металлических сетки 8 и 9, одна из
которых 8 установлена в корпусе 1 перед второй решеткой 5, а другая сетка 9 непосредственно за этой решеткой в конической части выходного патрубка 3.
Выполнение охладителя в виде усеченного корпуса с перфорированной поверхностью позволяет осадить на его поверхности наиболее крупные раскаленные частиц и охладить весь поступающими поток газовой смеси до более низких температур, а также свести к минимуму потери мошрости силовой установки за счет обтекаемости воздушных потоков.
Благодаря ромбоэдрической плотнейшей упаковке гранул, выполненных из химически инертного и огнестойкого материала, каналы имеют размеры меньше критического диаметра, что препятствует распространению пламени и происходит гашение основной массы раскаченных частиц. Устройство работает следующим образом.
Высокотемпературный газ, через входной патрубок 2, поступая в корпус, сталкивается с охладителем 7, при этом твердые раскаленные крупные частицы частично гаснут, частично измельчаются, охлаждаются, далее попадают на решетку 4, где оседают самые крупные частицы, другие более мелкие частицы попадают на пламегасящий элемент 6, затем через металлическую сетку 8 на вторую решетку 5 и через металлическую сетку 9, где происходит полное удаление раскаленных частиц.
Экспериментально отработан огнепреградитель на системе, где устройство размещают за глушителем выхлопного коллектора двигателя с целью удаления раскаленных частиц из выхлопного тракта и гашение пламени при возможном его распростаранении из камеры сгорания.
Такой тип огнепреградителя получил технический термин искрогаситель.
Исследования проведены на искрогасителе, корпус 1 которого имел длину 90 мм, диаметр 220 мм; пламягасяшую насадку 6 толщиной 25 мм из 4-5 слоев стальных шариков диаметром 5 мм, уложенных по принципу ромбоэдрической плотнейшей упавковки, двух, со стороны входа и выхода металлических решеток 4 и 5 толщиной 4 мм каждая, перфорированных отверстиями 10 мм.
металлических сеток 8 и 9, со стороны входа размером 1,2 мм, со стороны выхода - 0,8 мм; входного цилиндроконического патрубка 2 с цилиндрической частью диаметром 80 мм и длиной 60 мм и конической частью длиной 140 мм; выходного 3 цилиндроконического патрубка с цилиндрической частью диаметром 80 мм и длиной 70 мм и конической частью длиной 140 мм; охладителя 7- усеченного конуса, основание которого выполнено из металлической пластины диаметром 50 мм и толщиной 4 мм, перфорированным отверстиями диаметром 5 мм.
Предлагаемая полезная модель позволяет полностью удалять раскаленные частицы, охладить газовый поток до безопасных температур, предотвратить распространение пламени и тем самым повысить пожаровзрывобезопасность технологических процессов при использовании заявленного устройства.
Данная область использования огнепреградителя не ограничивает его возможности. Так заявляемый огнепреградитель, соответствующих размеров, может быть успешно использован в технологических газовых коммуникациях для предотвращения распространения пламени и локализации детонационного горения в трубопроводах.