Спосіб розсіювання газової хмари і пристрій для його здійснення

Є ще 1 сторінка.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, що включає обмеження горизонтального поширення газової хмари і його розбавлення повітрям до безпечних концентрацій, який відрізняється тим, що обмеження горизонтального поширення газової хмари здійснюють формуванням плівки з рідини на сітчастому загороджуванні, встановленому навколо ємності, шляхом розбризкування рідини на це сітчасте загороджування, а розбавлення газової хмари повітрям до безпечних концентрацій здійснюють обмеженням вертикального руху газової хмари в загороджувальній зоні і розділенням газової хмари, яка витікає з цієї зони, на окремі потоки.

2. Пристрій для розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, що включає суцільне загороджування, виконане навколо ємності, встановлені між суцільним загорождуванням і ємністю детектори газу, пов'язані з системою управління, і колектор з отворами, який відрізняється тим, що на верхній кромці суцільного загороджування встановлено принаймні одне сітчасте загорождування, на яке орієнтовані форсунки, які розміщені в отворах колектора, сполученого з джерелом рідини, а на верхній кромці сітчастого загороджування закріплена кришка з отворами, в яких встановлені труби.

3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що на суцільному загороджуванні встановлено два сітчастих загороджування з проміжком один відносно одного, при цьому колектор з форсунками розміщений між ними.

4. Пристрій за п. 2 який відрізняється тим, що між ємністю і сітчастим обгороджуванням встановлені детектори теплового випромінювання, які пов'язані з системою управління.

Текст

Реферат: Заявлений спосіб розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, включає обмеження горизонтального поширення газової хмари і його розбавлення повітрям до безпечних концентрацій. Обмеження горизонтального поширення газової хмари здійснюють формуванням плівки з рідини на сітчастому загороджуванні, встановленому навколо ємності, шляхом розбризкування рідини на це сітчасте загороджування. Розбавлення газової хмари повітрям до безпечних концентрацій здійснюють обмеженням вертикального руху газової хмари в загороджувальній зоні і розділенням газової хмари, яка витікає з цієї зони, на окремі потоки. заявлений пристрій для розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, включає суцільне загороджування, виконане навколо ємності, встановлені між суцільним загорождуванням і ємністю детектори газу, пов'язані з системою управління, і колектор з отворами. На верхній кромці суцільного загороджування встановлено принаймні одне сітчасте загорождування, на яке орієнтовані форсунки, які розміщені в отворах колектора, сполученого з джерелом рідини. На верхній кромці сітчастого загороджування закріплена кришка з отворами, в яких встановлені труби. UA 108694 C2 (12) UA 108694 C2 UA 108694 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Сфера застосування Винахід належить до протипожежної техніки, зокрема, до систем, що обмежують зону поширення газової хмари, що утворюється при аварійній розгерметизації наземних ємностей, що містять важкі пожежовибухонебезпечні гази, здійснюють розсіювання вказаної газової хмари до безпечних концентрацій, запобігають поширенню пожежі при його займанні. Попередній рівень техніки Відомий пристрій для локалізації аварій на наземних сховищах вибухопожежонебезпечних, отруйних газів і рідин (а.с. СРСР №1695949 А1, МПК А 62 З 3/00), що супроводжуються розгерметизацією ємностей з вказаними газами і рідинами, призначене обмежувати зону поширення вказаних газів і пари вказаних рідин, а у разі їх займання - зону поширення вогню способом, що включає формування навколо ємності суцільної загорожі, виконаного з вогнестійкого матеріалу і складеного в обвалуванні ємності, шляхом підняття (розправлення) вказаної загорожі вгору при виникненні аварійної ситуації. Вказаний пристрій містить суцільну згорожу з гнучкого і вогнетривкого матеріалу, укладене в обвалуванні ємності, підйомну оболонку, сполучену з вказаним загороджуванням, джерело легкого газу, сполучене шлангом з вказаною підйомною оболонкою, детектори газу, розташовані поблизу ємності. При спрацьовуванні детекторів легкий газ (гелій) з джерела цього газу по шлангу подається в підйомну оболонку. Підйомна оболонка рухається вгору, захоплюючи за собою (розгортаючи) загорож) так, що ємність виявляється оточеною з усіх боків цією загорожею. Підняте загородження запобігає небезпечній дії газової хмари на людей, техніці і сусіднім ємностям з пожежовибухонебезпечними і отруйними рідинами і газами; при цьому газова хмара рухається вгору із захищеної зони і розсіюється над загороджуванням. Обмеження зони поширення газів і пари рідин, а у разі їх займання - зони поширення вогню вказаним способом і за допомогою вказаного пристрою не завжди може бути ефективним. Це пов'язано з наступним: а) застосування вогнетривких матеріалів в обгороджуванні без застосування відведення тепла від цього загороджування (його охолодження) призводить до того, що у разі займання газу загороджування може перестати функціонувати. Наприклад, фторопласт при температурі 327 °C починає повільно плавитися, а при температурі 415 °C руйнується (переходить у в'язкотекучу масу), тоді як, наприклад, при горінні зрідженого природного газу, який на 75-99 % складається з метану, температура полум'я досягає 1800 °C; б) застосування суцільного загороджування призводить до того, що при займанні газу з вибухом газ, миттєво розширюючись, здійснює ударний механічний тиск па загороджування і може зруйнувати його (тиск вибуху може досягати 800-850 кПа); в) при витоку з ємності важких газів газова хмара, що утворилася, слабо розсіюється над загороджуванням; за межами загороджування значна частина вказаної газової хмари рухається вниз і, поширюючись по території об'єкту, скупчується в природних і штучних поглибленнях, напівзамкнених об'ємах і подібних до них ділянках. Відомо пристрій для розсіювання хмари важких вибухонебезпечних газів, що утворюється в результаті витоку газу з наземної ємності (патент СРСР JY "843704, МПК А 62 С 3/00), способом, що включаєформування навколо ємності суцільного загороджування, що перешкоджає горизонтальному поширенню газової хмари в нижній частині ємності, і створенням над вказаним загороджуванням завіси з цівок пари, спрямованих вгору, які перешкоджають горизонтальному поширенню газової хмари над загороджуванням, а також, захоплюючи газ за собою, сприяють ефективному розсіюванню газової хмари. Вказаний пристрій містить суцільне загороджування, що встановлене навколо ємності і має колектор з отворами, детектори, що сигналізують про наявність небезпечної концентрації газу (детектори газу) і джерело пари. При виявленні детекторами небезпечної концентрації газу в колектор подається пара, і навколо ємності над суцільним загороджуванням створюється завіса з цівок пари. Вказаним способом і за допомогою вказаного пристрою можна запобігти горизонтальному поширенню газової хмари і здійснити його розсіювання, але неможливо запобігти поширенню вогню при його займанні (займання може статися в результаті дії на газову хмару чинників іскра і тому подібне - усередині зони, обмеженої паровою завісою, а також теплового випромінювання великої інтенсивності від вогнища пожежі, розташованої поза цією зоною). Вказаний спосіб і вказаний пристрій мають обмежене застосування: їх економічно вигідно застосовувати для підвищення пожежної безпеки наземних ємностей з важкими газами тільки там, де є технологічна пара. У зв'язку з цим малі ємності (з місткістю до 100 м), встановлені на підприємствах невеликої потужності і в населених пунктах, не оснащуються засобами розсіювання газових хмар і мають підвищену пожежну небезпеку. 1 UA 108694 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Розкриття винаходу Завдання винаходу - підвищення пожежної безпеки наземних ємностей, що містять важкі пожежовибухонебезпечні гази, у тому числі, наземних ємностей малих об'ємів (з місткістю до 100 м) економічно вигідним для них способом. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, що включає обмеження горизонтального поширення газової хмари і його розбавлення повітрям до безпечних концентрацій, обмеження горизонтального поширення газової хмари здійснюють формуванням плівки з рідини на сітчастому загороджуванні, встановленому навколо ємності, шляхом розбризкування рідини на це сітчасте загороджування, а розбавлення газової хмари повітрям до безпечних концентрацій здійснюють обмеженням вертикальний рух газової хмари в загородженій зоні і розділенням газової хмари, який витікає із цієї зони, на окремий потік. Формування плівки з рідини на сітчастому загороджуванні дозволяє обмежити горизонтальне поширення газової хмари, оскільки ця плівка непроникна для нього. Окрім цього, формування плівки з рідини на сітчастому загороджуванні дозволяє запобігти поширенню пожежі при займанні газової хмари без вибуху в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, а також запобігти займанню газової хмари в цій зоні при дії на нього теплового випромінювання великої інтенсивності від вогнища пожежі, розташованої поза цією зоною. Досягається це за рахунок того, що плівка з рідини на сітчастому загороджуванні не випаровується при прямій дії полум'я або дії теплового випромінювання великої інтенсивності, а також послаблює теплове випромінювання (яке випускається газовою хмарою, що загорілася, так і від зовнішнього вогнища пожежі) до безпечних значень. Формування плівки з рідини на сітчастому загороджуванні дозволяє запобігти поширенню пожежі також у тому випадку, коли в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, газова хмара займається з вибухом. При дії ударної хвилі вибуху плівка рідини розривається, надмірний тиск скидається через осередки загороджування, потім цілісність плівки рідини відновлюється, і загороджування локалізує горіння газової хмари, запобігаючи поширенню пожежі. Формування плівки з рідини на сітчастому загороджуванні і обмеження вільного вертикального руху газової хмари в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, призводить до ефекту загасання горіння газової хмари через відсутність доступу кисню в зону горіння, що запобігає розвитку аварії, руйнуванню ємності, що спричиняє за собою, з газом. Обмеження вільного вертикального руху газової хмари в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, і розділення газової хмари, що витікає з цієї зони, на окремі потоки забезпечує зменшення щільності газової хмари і його ефективне перемішування з навколишнім повітрям (розбавлення повітрям) до безпечних концентрацій. Це пов'язано з наступним: а) температура газової хмари, що утворюється при витоку важкого газу з ємності, в якій він знаходиться в зрідженому стані, значно нижче температури довкілля (наприклад, температура кипіння зрідженого природного газу лежить в межах від мінус 158 °C до мінус 163 °C), тому газова хмара, що утворилася при витоку з ємності, в результаті конвективного теплообміну з довкіллям нагрівається, а його щільність зменшується; розділення газової хмари на окремі потоки веде до швидшого конвективного теплообміну з довкіллям за рахунок збільшення площі контакту газової хмари з цим середовищем і, відповідно, до швидшого зменшення його щільності; б) обмеження вільного вертикального руху газової хмари в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, призводить до підвищення тиску в цій хмарі і, відповідно, до збільшення швидкості руху газової хмари в потоках, що витікають з цієї зони, підвищуючи ефективність теплообміну з довкіллям і забезпечуючи ефективне перемішування з повітрям (розбавлення повітрям). Поставлене завдання вирішується також тим, що в пристрої для розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, що включає суцільне загороджування, виконане навколо ємності, встановлені між суцільним загороджуванням і місткістю детектори газу, пов'язані з системою управління, і колектор з отворами, на верхній кромці суцільного загороджування встановлено принаймні одно сітчасте загороджування, на яке орієнтовані форсунки, розміщені в отворах колектора, поєднаного з джерелом рідини, а на верхній кромці сітчастого загороджування закріплена кришка з отворами, в яких встановлені труби. Пристрій може містити два сітчасті загороджування, встановлених з проміжком один відносно одного, при цьому колектор з форсунками розміщується між ними. Пристрій може містити детектори теплового випромінювання, встановлені між ємністю і сітчастим загороджуванням і пов'язані з системою управління. 2 UA 108694 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Сітчасте загороджування в звичайних умовах експлуатації наземних ємностей (без плівки з рідини) продувається повітрям, і незначні пари газу, що утворюються при веденні технологічних операцій, розсіюються, не утворюючи пожежовибухонебезпечних газових хмар. Детектори газу подають сигнал системі управління при появі небезпечної концентрації газу. Цей сигнал поступає в систему управління, яка подає команду на виконавчий орган. Виконавчий орган включає подання рідини від джерела в колектор. Форсунки, встановлені в отворах колектора, розбризкують рідину на сітчасте загороджування, створюючи на цьому загороджуванні плівку з рідини так, щоб: - сітчасте загороджування з плівкою з рідини було непроникне для газової хмари; - у разі займання газової хмари в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, запобігала поширенню полум'я за межі сітчастого загороджування; - у разі дії ззовні інтенсивного теплового випромінювання на газову хмару в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, запобігала займанню газової хмари. В якості рідини в теплу пору року може використовуватися вода, а в холодну пору року антифриз. Кришка з отворами обмежує вільний вертикальний рух газової хмари в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, і за наявності плівки з рідини на сітчастому загороджуванні в газовій хмарі створюється підвищений тиск, що примушує газову хмару витікати з вказаної зони через отвори в кришці з підвищеною швидкістю. Труби, встановлені в отворах кришки, розділяють газову хмару, що витікає з підвищеною швидкістю із зони, обмеженої сітчастим загороджуванням і кришкою, на окремі потоки, при цьому відбувається швидке зменшення щільності газової хмари при русі в трубах за рахунок підвищення ефективності теплообміну з довкіллям і ефективне перемішування газової хмари з навколишнім повітрям (розбавлення повітрям) до безпечних концентрацій при витіканні з труб. Детектори теплового випромінювання сигналізують про дію на облаштування теплового випромінювання небезпечної інтенсивності з боку вогнищ пожежі, розташованих за межами пристрою. Вони, як і детектори газу, сполучені з системою управління. При появі сигналу від цих детекторів система управління подає команду на виконавчий орган, який включає подання рідини у форсунки, при цьому на сітчастому загороджуванні утворюється плівка з рідини, яка послабляє інтенсивність впливаючого теплового випромінювання до безпечних значень. Таким чином, пристрій, окрім рішення задачі розсіяння газової хмари, що утворюється при витоку важкого газу з наземної ємності, вирішує також задачу захисту ємності з її устаткуванням, трубопроводами і трубопровідною арматурою, що знаходяться в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням, від небезпечної дії теплового випромінювання впродовж усього часу експлуатації ємності, додатково підвищуючи її пожежну безпеку. Короткий опис креслень Винахід пояснюється кресленнями. На фіг. 1 зображений один з варіантів пристрою з одним сітчастим загороджуванням для розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності (труби, встановлені в отворах кришки, і колектор з форсунками не показані); на фіг. 2 - вид А на фіг. 1; на фіг. 3 - фрагмент пристрою, що показує розміщення труб на кришці пристрою; на фіг. 4 - вигляд спереду варіанту пристрою з двома сітчастими нагороджуваннями (труби, встановлені в отворах кришки, не показані); на фіг. 5 - переріз В-В на фіг. 4. Кращий варіант здійснення винаходу Спосіб розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, може бути здійснений пристроєм, який включає суцільне загороджування 1, встановлене навколо ємності 2, що містить важкий газ. На верхній кромці суцільного загороджування 1 встановлено сітчасте загороджування, що містить каркас 3 у формі прямокутної призми із закріпленими на ньому сітчастими панелями 4 (сітки з окантовкою металеві або з іншого матеріалу). Колектор 5 з отворами закріплений на каркасі 3 сітчасті загороджування. У отворах колектора 5 встановлені форсунки 6, орієнтовані на сітчасті панелі 4, закріплені на каркасі 3 сітчасті загороджування. Колектор 5 через систему управління 7 сполучений з джерелом рідини (на кресленні не показаний). Між місткістю 2 і суцільним загороджуванням 1 встановлені детектори газу 8, що сигналізують про наявність небезпечної концентрації газу в газовій хмарі. Детектори газу 8 сполучені з системою управління 7. На верхній кромці каркаса 3 сітчастого загороджування закріплена кришка 9 з отворами 10, в які встановлені труби 11. Мінімальна висота hmin труб 11 і мінімальна відстань rmin між ними вибираються такими, щоб забезпечити ефективне розсіювання газової хмари (максимальна приземна концентрація важкого газу в газовій хмарі після розсіювання не перевищує 20 % НКМП - нижньої концентраційної межі поширення полум'я). Значення вказаних параметрів розраховуються по формулах: 3 UA 108694 C2 hmin 175 d     CНКПР        110 d     CНКПР        rmin  5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0,5 ; (1) ; (2) 0,5 де: hmin - мінімальна висота труби, м; rmin - мінімальна відстань між трубами, м; d - діаметр труби, м; CНКПР - нижня концентраційна межа поширення полум'я, %; 3  - щільність газу на виході з труби, кг/м ;   - щільність навколишнього повітря, кг/м . У разі застосування пристрою для розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності зрідженого природного газу, мінімальна висота hmin груб і мінімальна відстань rmin між ними мають розраховані відповідно по формулах (1) і (2) наступні значення: hmin =2,7 м, rmin =2,8 м (розрахунок викопаний, приймаючи діаметр труб d=0,1 м; нижня концентраційна межа поширення полум'я CНКПР =5 %; температуру навколишнього повітря яка дорівнює 20° С, 3 а його щільність   =1,293 кг/м ; температуру газової хмари, дорівнює мінус 20° С, а щільність 3  =0,776 кг/м ). Спосіб розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, може бути здійснений пристроєм, що включає розташовані один відносно одного з проміжком 120 мм два сітчастих загороджування, утворені каркасами 3 і 12, на яких закріплені сітчасті панелі 4. Колектор 5 з форсунками 6 в цьому пристрої розміщений між каркасами 3 і 12. Детектори теплового випромінювання 13, що сигналізують про дію на облаштування ззовні теплового випромінювання небезпечної інтенсивності, також, як і детектори газу, сполучені з системою управління 7. Вищеописані варіанти пристрою приведені лише як приклади і не охоплюють усі можливі варіанти його виконання. Зокрема, пристрій може мати сітчасте загороджування іншої форми (циліндричної, у вигляді усіченого конуса, усіченої піраміди і т. д.). Спосіб розсіювання газової хмари при витоку з наземної ємності здійснюється таким чином. При виникненні аварійного витоку газу з ємності 2 детектори газу 8 подають сигнал про наявність небезпечної концентрації газу; система управління 7 включає огорожу рідини (наприклад, води) з джерела рідини; рідина подається в колектор 5 і з отворів колектора 5 поступає у форсунки 6, які розбризкують її на одно сітчасте загороджування з каркасом 3 і панелями 4або на два сітчасті загороджування з каркасами 3 і 12 і сітчастими панелями 4. В результаті на вказаних сітчастих загороджуваннях утворюється стійка плівка рідини. Рідину в колектор 5 подають під тиском 0,4 МПа, забезпечуючи витрату рідини 0,1 л/з на 1 м сітчастих панелей 4. Після формування плівки рідини на вказаних сітчастих загороджуваннях вони стають непроникними для газової хмари і спільно з суцільним загороджуванням 1 запобігають його горизонтальному поширенню. Зріджений газ, що витікає з ємності, мас низьку температуру кипіння і, інтенсивно випаровуючись, утворює газову хмару, яка рухається вгору в зоні, обмеженій сітчастим загороджуванням і плівкою з рідини (наприклад, температура кипіння зрідженого природного газу лежить в межах від мінус 158 °C до мінус 163 °C). Кришка 9 з трубами 11 обмежує вільне поширення газової хмари вгору, тиск в газовій хмарі підвищується, і воно витікає через вказані труби назовні. При русі через труби 11 в результаті конвективного теплообміну температура газової хмари підвищується (на виході з труб лежить в межах від 0 °C до мінус 20 °C залежно від пори року), а його щільність зменшується (на виході з труб лежить в межах 0,717-0,776 кг/м), і воно, втікаючи з труб, ефективно перемішується з навколишнім повітрям, розбавляючись до безпечних концентрацій. Промислове застосування Спосіб розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, знайде застосування на усіх промислових об'єктах і в усіх населених пунктах, де встановлені наземні 3 4 UA 108694 C2 ємності для зберігання важких пожежовибухонебезпечних газів, у тому числі ємності малих 3 об'ємів (з місткістю до 100 м ). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 1. Спосіб розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, що включає обмеження горизонтального поширення газової хмари і його розбавлення повітрям до безпечних концентрацій, який відрізняється тим, що обмеження горизонтального поширення газової хмари здійснюють формуванням плівки з рідини на сітчастому загороджуванні, встановленому навколо ємності, шляхом розбризкування рідини на це сітчасте загороджування, а розбавлення газової хмари повітрям до безпечних концентрацій здійснюють обмеженням вертикального руху газової хмари в загороджувальній зоні і розділенням газової хмари, яка витікає з цієї зони, на окремі потоки. 2. Пристрій для розсіювання газової хмари, що утворюється при витоку з наземної ємності, що включає суцільне загороджування, виконане навколо ємності, встановлені між суцільним загорождуванням і ємністю детектори газу, пов'язані з системою управління, і колектор з отворами, який відрізняється тим, що на верхній кромці суцільного загороджування встановлено принаймні одне сітчасте загорождування, на яке орієнтовані форсунки, які розміщені в отворах колектора, сполученого з джерелом рідини, а на верхній кромці сітчастого загороджування закріплена кришка з отворами, в яких встановлені труби. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що на суцільному загороджуванні встановлено два сітчастих загороджування з проміжком один відносно одного, при цьому колектор з форсунками розміщений між ними. 4. Пристрій за п. 2 який відрізняється тим, що між ємністю і сітчастим обгороджуванням встановлені детектори теплового випромінювання, які пов'язані з системою управління. 5 UA 108694 C2 6 UA 108694 C2 Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for dispersing a gas cloud and apparatus for carrying out said method

Автори англійською

Usmanov, Miryalil Khamitovich, Karpov, Vadim Leonidovich, Shimko, Vasily Jurievich

Назва патенту російською

Способ рассеивания газового облака и устройство для его осуществления

Автори російською

Усманов Миржалил Хамитович, Карпов Вадим Леонидович, Шимко Василий Юрьевич

МПК / Мітки

МПК: A62C 3/06

Мітки: спосіб, хмари, розсіювання, здійснення, газової, пристрій

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/9-108694-sposib-rozsiyuvannya-gazovo-khmari-i-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб розсіювання газової хмари і пристрій для його здійснення</a>

Подібні патенти