RU2085234C1

RU2085234C1 - Apparatus for preventing air from getting into waste and torch pipes

Info

Publication number: RU2085234C1
Application number: RU93035758A
Authority: RU
Inventors: В.П. Томилин; Ю.А. Христенко
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: fireproofing equipment. SUBSTANCE: apparatus has drain pipeline 1, gas flow turning device 2 positioned on drain pipeline 1 for displacement along it, stops 3 and 4 for restricting displacement of device 2. Pipeline wall has perforated surface, which is screened by device 2, when it is in lowered position so that gas flow turning channel is defined. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к устройствам, предотвращающим взрыв и горение в сбросных и факельных трубах, и может быть использовано в системах с технологическими сбросами, где требуется поддержание необходимой кондиции хранимого продукта. The invention relates to fire fighting equipment, in particular to devices that prevent explosion and burning in waste and flare pipes, and can be used in systems with technological discharges, where it is necessary to maintain the necessary condition of the stored product.

Известно дренажное устройство для сокращения зон опасных концентраций и размеров факелов горючих газов, содержащее на выходе вертикального дренажного трубопровода поворотный перфорированный насадок Г-образной формы. На конце насадка установлен оголовок в виде тарелки и полого усеченного конуса, охватывающего отверстия и имеющего кольцевую щель для рассеивания сбросного газа (авт. св. СССР N 1193376, кл. F 23 J 11/00, Б.И. N 48, 1985). Known drainage device for reducing areas of hazardous concentrations and sizes of flammable gases, containing at the exit of the vertical drainage pipe rotary perforated nozzles of the L-shaped form. At the end of the nozzle there is a head in the form of a plate and a hollow truncated cone covering the holes and having an annular gap for dispersing the waste gas (ed. St. USSR N 1193376, class F 23 J 11/00, B.I. N 48, 1985) .

Сущность работы устройства заключается в следующем. Сбрасываемый газ разворачивается в Г-образном насадке, попадает через отверстия в дренажной трубе в кольцевое пространство между тарелкой и конусом и затем через кольцевую щель у основания конуса выбрасывается в атмосферу в виде веерной струи. От ветровой нагрузки насадок разворачивается по ветру. Недостатком данного устройства является низкая надежность при малых скоростях сброса газов с плотностью меньше, чем у воздуха ("легкие" газы), из-за возможности проникновения воздуха через кольцевую щель и поворотное уплотнение в дренажный трубопровод, в котором может образоваться взрыво- и пожароопасная смесь. Кроме того, в горизонтальных трубах при малых скоростях истечения "легких" газов имеет место расслоение между сбросным потоком и проникающим воздухом, т. е. сбросной газ истекает через верхнюю часть проходного сечения горизонтального трубопровода, а снизу натекает воздух. Глубина направления воздуха в таких конструкциях больше, чем в устройствах с вертикальными участками отвода сбросного газа в атмосферу, а значит и пожаро- и взрывозащищенность в дренажных трубах с применением устройств по авт. св. СССР N 1193376 МКИ F 23 J 11/00 может быть обеспечена лишь в диапазоне интенсивных скоростей газосброса. The essence of the device is as follows. The discharged gas unfolds in a L-shaped nozzle, enters through the holes in the drain pipe into the annular space between the plate and the cone, and then is discharged into the atmosphere as a fan stream through the annular gap at the base of the cone. From the wind load, the nozzles unfold in the wind. The disadvantage of this device is its low reliability at low discharge rates of gases with a density lower than that of air (“light” gases), due to the possibility of air penetrating through the annular gap and a rotary seal in the drain pipe, in which explosive and fire hazardous mixtures may form . In addition, in horizontal pipes at low outflow speeds of “light” gases, there is a stratification between the waste stream and penetrating air, that is, the waste gas flows through the upper section of the horizontal pipe passage and the air flows from below. The depth of air direction in such structures is greater than in devices with vertical sections of the discharge of exhaust gas into the atmosphere, and hence fire and explosion protection in drainage pipes using devices according to ed. St. USSR N 1193376 MKI F 23 J 11/00 can be provided only in the range of intensive gas discharge rates.

Таким образом известное устройство имеет следующие недостатки:
устройство не защищает сбросной трубопровод от проникновения в него воздуха, что снижает взрыво- и пожароопасность системы;
устройство не обеспечивает сохранение кондиции хранимого продукта в системе из-за возможного проникновения воздуха при малых скоростях истечения сбросного газа.Thus, the known device has the following disadvantages:
the device does not protect the discharge pipe from the penetration of air into it, which reduces the explosion and fire hazard of the system;
the device does not ensure the preservation of the condition of the stored product in the system due to the possible penetration of air at low exhaust gas flow rates.

Наиболее близким к изобретению является устройство для предотвращения попадания воздуха в сбросные и факельные трубы по авт. св. СССР N 995805, МКИ A 62 C 3/04, Б.И. N 6, 1983 прототип, которое включает цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и коаксиально закрепленным в нем цилиндром с подвижной крышкой, которые совместно с диффузором, являющимся выходным концом дренажной трубы и установленным внутри цилиндра образуют канал разворота потока на 180^o. Устройство работает следующим образом. В дежурном режиме небольшое количество продувочного газа подают через входной патрубок в диффузор, затем газ проходит по зазору между цилиндром и диффузором, поднимается вдоль цилиндрического корпуса и через выходной патрубок выбрасывается в атмосферу. При аварийном сбросе давление в системе повышается, что приводит к подъему крышки и сбросу газового потока в атмосферу. По окончании интенсивного выброса газа подвижная крышка закрывает проходное сечение прямого сброса газа и вялый газосброс уже происходит через канал разворота потока. При сбросе газов с плотностью меньшей, чем у воздуха, известное устройство не защищено от проникновения воздуха через выходной патрубок. Это характерно для вялых режимов газосброса, т.е. когда сила инерции газового потока за счет вынужденного движения меньше силы архимеда за счет естественной конвекции. При вялых режимах газосброса во внутренних полостях устройства образуется пожаро- и взрывоопасная смесь сбросного газа с воздухом, которая при наличии источником инициирования может привести к возгоранию во внутреннем объеме конструкции и возможному взрыву с аварийным исходом, т.е. может произойти разрушение дренажного устройства. Недостатком данной конструкции является также и то, что после аварийного газосброса крышка не может обеспечить исходную герметичность устройства из-за неплотности прилегания сопрягаемых поверхностей крышки и цилиндра и, следовательно, не исключено натекание воздуха в дренажный трубопровод и образование в нем пожаро- и взрывоопасной смеси, а также загрязнение хранимого продукта компонентами воздуха.Closest to the invention is a device for preventing air from entering the waste and flare pipes according to ed. St. USSR N 995805, MKI A 62 C 3/04, B.I. N 6, 1983 prototype, which includes a cylindrical body with inlet and outlet nozzles and a cylinder with a movable cover coaxially fixed in it, which together with a diffuser, which is the outlet end of the drainage pipe and installed inside the cylinder, form a 180 ^° flow reversal channel. The device operates as follows. In standby mode, a small amount of purge gas is supplied through the inlet to the diffuser, then the gas passes through the gap between the cylinder and the diffuser, rises along the cylindrical body and is discharged through the outlet into the atmosphere. In case of emergency release, the pressure in the system rises, which leads to the lifting of the cover and discharge of the gas stream into the atmosphere. At the end of intense gas ejection, the movable cover closes the flow area of the direct gas ejection and a sluggish gas ejection already occurs through the flow reversal channel. When discharging gases with a density lower than that of air, the known device is not protected from the penetration of air through the outlet pipe. This is typical for sluggish gas discharge modes, i.e. when the inertia force of the gas flow due to the forced movement is less than the Archimedes force due to natural convection. With sluggish gas discharge modes, a fire and explosive mixture of exhaust gas with air is formed in the internal cavities of the device, which, if there is an initiation source, can lead to a fire in the internal volume of the structure and a possible explosion with an emergency outcome, i.e. destruction of the drainage device may occur. The disadvantage of this design is also that after an emergency gas discharge, the cover cannot provide the initial tightness of the device due to the loose fit of the mating surfaces of the cover and cylinder and, therefore, air leakage into the drainage pipe and the formation of a fire and explosive mixture in it, as well as contamination of the stored product with air components.

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности, пожаро- и взрывоопасности и сохранение кондиции продукта в системе, из которой производится отвод газа на сброс в атмосферу. The aim of the proposed technical solution is to increase the reliability, fire and explosion hazard and preserve the condition of the product in the system from which the gas is vented to discharge into the atmosphere.

Поставленная цель достигается тем, что в дренажном устройстве, содержащем вертикальную трубку с коаксиально установленным на выпускном конце оголовком в виде цилиндра, заглушенного со стороны выпускного конца вертикальной трубки, которые образуют между собой канал разворота потока, оголовок установлен с возможностью перемещения вдоль оси трубопровода и имеет ограничители хода, а стенка трубки имеет перфорированную поверхность, при этом в крайнем нижнем положении боковые стенки оголовка экранируют перфорированную поверхность с образованием канала разворота потока. This goal is achieved by the fact that in a drainage device containing a vertical tube with a cap coaxially mounted on the outlet end in the form of a cylinder, which is muffled from the outlet end of the vertical tube, which form a flow reversal channel between them, the tip is mounted to move along the axis of the pipeline and has stroke limiters, and the tube wall has a perforated surface, while in the extreme lower position the side walls of the head shield the perforated surface with the image Hovhan channel flow reversal.

Придание подвижности оголовку позволяет сбросы с малой скоростью истечения направлять вниз и в этом случае сила гравитации как фактор, влияющий на процесс проникновения воздуха в систему, играет защитную роль, поскольку сбросной газ имеет меньшую плотность и он находится при свободном истечении над окружающим воздухом в виде кольцевого объема, ограниченного наружной и внутренней поверхностями дренажного трубопровода и оголовка соответственно. Такой кольцевой объем сбросного газа представляет собой газовый затвор. Giving mobility to the tip allows downstream discharges with a low outflow velocity to be directed downward, and in this case the gravity force, as a factor affecting the process of air penetration into the system, plays a protective role, since the exhaust gas has a lower density and it is in the form of a circular gas over the outflow the volume limited by the outer and inner surfaces of the drainage pipe and the tip, respectively. Such an annular volume of waste gas is a gas shutter.

При увеличении скорости газового потока и достижения напора сбросной струи, превышающей вес оголовка, происходит перемещение оголовка вверх и газ свободно истекает через сквозные отверстия, расположенные в стенке дренажного трубопровода, и рассеивается в окружающее пространство, при этом происходит изменение направления вектора скорости выходящего газа, что так же повышает безопасность. Ограничение хода оголовка обеспечивается упорами. When the gas flow rate increases and the discharge head pressure exceeds the head weight, the head moves upward and the gas flows freely through the through holes located in the wall of the drainage pipeline and dissipates into the surrounding space, and the direction of the velocity vector of the outgoing gas changes, which also improves security. The head travel is limited by stops.

На фиг. 1 изображено устройство для предотвращения попадания воздуха с сбросные и факельные трубы; на фиг. 2 дренажное устройство с выдвинутым оголовком. In FIG. 1 shows a device for preventing air from entering waste and flare pipes; in FIG. 2 drainage device with extended tip.

Устройство включает дренажную трубку 1, на выпускном конце которой установлен оголовок 2 в виде цилиндра, заглушенного со стороны выпускного конца трубки 1; ограничители хода (упоры) 3 и 4. В упоре 4 имеется дроссельное отверстие Б. На стенке трубки 1 имеются сквозные отверстия А. The device includes a drainage tube 1, at the outlet end of which a head 2 is installed in the form of a cylinder, muffled from the outlet end of the tube 1; stroke limiters (stops) 3 and 4. At the stop 4 there is a throttle hole B. On the wall of the tube 1 there are through holes A.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При малых скоростях газа, см. фиг.1, когда напора струи сбросного газа недостаточно для подъема оголовка, газ, отводимый через отверстия А, разворачивается в кольцевом канале, образованном поверхностями дренажной трубки 1 и оголовка 2, см. фиг. 1, при этом оголовок находится в нижнем крайнем положении, и затем выбрасывается вниз в окружающую атмосферу, т.е. вектор скорости сбросного газа направлен вдоль от дренажной трубки 1. С увеличением напора струи до величины, превышающей вес оголовка 2, см. фиг.2, последний поднимается в верхнее крайнее положение до взаимодействия упоров 3 и 4, а газ сбрасывается в окружающую атмосферу через отверстия А и частично через кольцевой зазор между трубкой 1 и оголовком 2, при этом расход газа через кольцевой зазор может быть ограничен дроссельным отверстием Б в упоре 4. Вектор скорости сбросного газа на фиг.2 направлен перпендикулярно оси трубки 1. At low gas velocities, see FIG. 1, when the pressure of the exhaust gas jet is insufficient to lift the tip, the gas discharged through openings A unfolds in the annular channel formed by the surfaces of the drainage tube 1 and the tip 2, see FIG. 1, while the head is in the lower extreme position, and then is thrown down into the surrounding atmosphere, i.e. the exhaust gas velocity vector is directed along from the drainage tube 1. With an increase in the pressure of the jet to a value exceeding the weight of the head 2, see Fig. 2, the latter rises to its upper extreme position before the stops 3 and 4 interact, and the gas is discharged into the surrounding atmosphere through openings A and partially through the annular gap between the tube 1 and the head 2, while the gas flow through the annular gap can be limited by the throttle hole B in the stop 4. The exhaust gas velocity vector in FIG. 2 is directed perpendicular to the axis of the tube 1.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет полную защиту от атмосферных осадков, что повышает надежность в работе дренажного устройства. Кроме того, устройство снижает проникновение воздуха в сбросные и факельные трубы, что повышает пожаро- и взрывобезопасность при эксплуатации системы, а также позволяет сохранять кондицию продукта в системе, из которой производится отвод газа в атмосферу. The proposed device in comparison with the prototype has full protection against precipitation, which increases the reliability of the drainage device. In addition, the device reduces the penetration of air into the waste and flare pipes, which increases fire and explosion safety during operation of the system, and also allows you to maintain the condition of the product in the system from which the gas is vented to the atmosphere.

Устройство повышает также безопасность работы обслуживающего персонала за счет изменения направления вектора скорости сбросного потока и его рассеивания. The device also increases the safety of staff by changing the direction of the velocity vector of the waste stream and its dispersion.

Claims

A device for preventing air from entering the waste and flare pipes, comprising a vertical drainage pipe and a means for reversing the gas flow, having a cylinder mounted coaxially at the outlet end of the drainage tube, characterized in that the cylinder of the means for reversing the gas flow is plugged from the outlet end of the drainage tube is installed with the possibility of movement along the axis of the drainage tube and has stroke limiters, and perforation is performed on the side surface of the drainage tube so that in the lowermost When positioned, the lateral surface of the cylinder shields the perforated surface of the drainage tube to form a flow reversal channel.