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"Procédé et appareil pour supprimer les explosions dans des enceintes".
La présente invention est relative ä un procédé et à un appareil pour supprimer les explosions, en particulier dans des enceintes, telles qu'un sécheur-pulvérisateur ou d'autres cuves fermées.
La présente invention prevoit un procédé pour supprimer les explosions, en particulier dans une enceinte, teile qu'un sécheur-pulvérisateur, comprenant J'introduction d'une charge d'eau sous pression chaude dans l'enceinte à une pression superieure a celte de cette enceinte, de manière qu'une partie de l'eau forme des gouttelettes tors de son introduction dans t'enceinte afin de supprimer le front de flamme en développement d'une déflagration, et qu'une partie de l'eau se vaporise sous forme de vapeur d'eau
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lors de l'entrée dans l'enceinte à pression plus basse, afin de réduire la concentration en oxygène provenant de l'atmosphère dans cette enceinte en vue d'empêcher l'explosion.
Suivant un autre aspect, 1 invention prévoit un appareil pour supprimer les explosions, comprenant un dispositif formant réservoir pour eau sous pression, un dispositif chauffant destiné à chauffer l'eau, le dispositif formant réservoir comportant un moyen de sortie vers une enceinte, cette sortie étant fermée par un dispositif à valve qui est ouvert en réponse à des conditions d'explosions se produisant dans l'enceinte afin d'introduire l'eau chaude sous pression depuis le dispositif formant réservoir dans cette enceinte.
L'invention prévoit également un système à diaph- rag me à pression différentielle, comprenant deux diaphragmes espacés formant un espace sous pression entre eux, la pression régnant dans cet espace étant libérée pour permettre un éclatement des diaphragmes en réponse à des conditions pré-établies. La pression differentielle
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entretenue dans l'espace peut être libérée lors de l'activation d'une soupape à solénoide en réponse a des conditions d'explosion se présentant dans une enceinte communiquant avec le diaphragme.
L'invention pourra être mieux comprise gräce à Ja description suivante donnée à titre d'exemple seulement et avec référence aux dessins annexés.
La Figure l est une vue latérale schématique d'un appareil pour la suppression d'explosions suivant une forme de réalisation de l'invention.
La Figure 2 est une vue latérale schématique d'un appareil pour la suppression d'explosions suivant une autre forme de réalisation de l'invention.
La Figure 3 est une vue latérale schématique d'un autre appareil suivant l'invention.
La Figure 4 est une vue en perspective de l'utili- sation d'un appareil pour la suppression d'explosions suivant une autre forme de réalisation de l'invention.
La Figure 5 est une vue en coupe transversale, a échelle agrandie, d'une partie de l'appareil de Ja Figure 4.
La Figure 6 est une vue en plan partielle d'un dispositif à diaphragmes suivant invention.
La Figure 7 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne VIT-VEI de la Figure 6.
Si on se reporte aux dessins et au départ à la Figure 1, on peut y voir un appareil 1 destiné à la suppression d'explosions dans une enceinte, tel qu'une cuve 2. L'appareil comprend un réservoir qui, dans le cas en question, consiste en une unite de suppression sous pression 5 qui, suivant la forme de réalisation représentée, est d'une forme d'allure générale cylindrique comportant une sortie inférieure 7. Une charge d'eau 8 est introduite dans l'unite de suppression 5 et est chauffée dans celle-ci par un dispositif chauffant qui, dans le présent cas, comprend un élément chauffant électrique 9 qui chauffe l'eau jusqu'à une température qui se situe en dessous du point d'ébullition de l'eau à la pression particuliere à entretenir dans l'unité 5.
La pression dans cette unité de suppression 5 est
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entretenue par de l'air ou tout gaz inerte approprie quelconque.
La sortie 7 de l'unité de suppression 5 est obturée par un dispositif ä valve qui, dans le présent cas, comprend un diaphragme à haute vitesse 10 d'une construction traditionnelle, qui se rompt par détonation pour libérer une charge d'eau depuis l'unité de suppression 5 dans l'enceinte 2 en réponse à des conditions d'explosions se produisant à l'intérieur de cette enceinte 2. Un diffuseur 11 est prévu à la sortie 7 pour diriger la charge d'eau dans l'enceinte lors de l'éclatement ou de la rupture du diaphragme.
Dans le cas illustré, I'unité de suppression 5 est connectée par une pièce en forme de T 12 dans une canalisation de vapeur à usage industriel 13, la circulation de cette vapeur vers l'unité de suppression 5 étant normalement empêchée par un clapet de retenue ou diaphragme 15 interposé entre la pièce en T 12 et cette unité de suppression 5. Lorsqu'une charge d'eau est libérée dans l'enceinte, le diaphragme 15 éclatera sous l'effet de la pression provenant de la vapeur à usage industriel, qui traversera l'unité de suppression 5 et pénétrera dans l'enceinte 2 pour aider à réduire la concentration en oxygène provenant de l'enceinte et aider à empêcher des conditions d'explosion récurrentes.
Lors de l'utilisation, une charge d'eau est introduite dans l'unité de suppression 5 par un orifice de remplissage 16 et l'eau est mise sous pression jusqu'à la pression désirée, par exemple de 3, 45 MPa. L'eau est alors chauffée en utilisant l'é1ément chauffant 9 jusqu'a la température désirée qui est inférieure au point d'ébullition de l'eau à la pression régnant dans l'unilg de suppression. Dans le cas de la pression de 3, 45 MPa,)'eau peut etre chauffée jusqu'à une temperature de l'ordre de 232 C.
Si des conditions d'explosions se produisent dans l'enceinte 2, un détecteur de conditions d'explosion, par exemple un détecteur à diaphragme, envoit un signal par un système de contrôle pour faire détoner le diaphragme de sortie 10 en vue de la libération de la charge d'eau chaude sous pression depuis l'unité
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de suppression 5 dans l'enceinte 2. Comme l'eau se trouve à une pression sensiblement plus élevée que celle régnant dans l'enceinte,
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lorsque J'eau pénètre dans celle-ci, une partie de cette eau se transformera en gouttelettes d'eau pour supprimer le front de flamme d'une déflagration, tandis qu'une partie de l'eau se vaporisera sous forme de vapeur de détente pour réduire la concentration en oxygène
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provenant de l'atmosphère dans I'enceinte et, de la sorte, pour t supprimer l'explosion.
La pression peut être assurée par un gaz comprimé, tel que de l'air ou de l'azote, ou par l'effet de chauffage de Ja charge d'eau ou par une combinaison des deux.
Lorsque de l'eau sous pression est chauffée, la température est élevée de sorte que la chaleur de liquide de l'eau est également augmentée. La chaleur de liquide de J'eau sous haute pression et à haute température est libérée à des températures inférieures sous la forme de chaleur latente et provoque la vaporisation d'un certain pourcentage du liquide sous la forme de vapeur d'eau de détente. Une quantité allant jusqu'à 30 % du liquide peut être
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vaporisée à la pression atmosphérique. Lors de la décharge, I'élément eau se comporte de façon traditionnelle en formant des gouttelettes d'eau destinées à supprimer Ja déflagration. En outre, la vapeur de détente réduit la concentration en oxygène dans l'enceinte jusqu'en dessous d'un niveau qui entretiendrait une combustion et elle empêche une nouvelle inflammation.
La charge initiale d'eau chaude sous pression peut être suivie par une décharge continue de vapeur d'eau provenant de la canalisation de vapeur à usage industriel lors de I'éclatement du diaphragme 10 ou par activation d'un système fixe de pulvérisation d'eau pour aider à entretenir des conditions de suppression d'explosion à l'intérieur de l'enceinte.
Si on se reporte maintenant à la Figure 2, on y a illustre un appareil de suppression d'explosion 19 suivant une autre forme de réalisation de l'invention, qui est semblable ä celle qui est décrite ci-dessus avec référence à la Figure 1, de sorte que les éléments similaires ont reçu les mêmes numéros de référence. Dans le présent cas, unité de suppression 5 est reliée ä une canaiisation de vapeur d'eau surchauffée de réserve 20 par l'intermédiaire d'un clapet d'arret 21.
Dans cet agencement, la plus haute pression
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atteinte permet une température plus élevée de liquide allant jusqu'à 288 C, de sorte qu'une proportion plus élevée de la vapeur de détente est formée lors de la décharge de la masse d'eau chaude sous pression dans l'enceinte. En outre, la pression plus élevée assure une période de reaction plus rapide de sorte que la charge est déchargée rapi- dement depuis l'unité de suppression dans l'enceinte, dans le présent cas en 30 à 200 millisecondes environ.
Si on se réfère à la Figure 3, on y a illustré un autre appareil de suppression 25 suivant l'invention, pour lequel les parties similaires à celles décrites précédemment avec référence
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à la Figure I ont été identifiées par les mêmes numéros de référence. On notera que, dans ce cas, l'unité de suppression 5 est montée verticalement et est reliée à la paroi de Ja cuve par une section de changement de direction 26, comportant une zone flexible 27
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destinée à reprendre le poids et Ja réaction venant de Ja cuve sous pression 2. Un bouchon d'éclatement sous pression de décharge 28 est prévu à la sortie de la cuve 2.
Le montage de l'unité en direction verticale aide à empêcher un mélange de la charge gazeuse et de la perte de pression gazeuse, qui pourrait nuire à la décharge du contenu total de la cuve. Ce montage aide également à réduire les forces de réaction s'exerçant sur Je côté de J'enceinte protégée.
On comprendra que la durée de décharge pour l'unité de suppression est proportionnelle à la pression, a faire de l'ajutage de décharge et à la distance a parcourir. On peut utiliser diverses conceptions d'ajutage pour atteindre le meilleur effet, et les unités de suppression peuvent être montées en un certain nombre d'endroits différents tout autour d'une enceinte pour assurer l'effet
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le meilleur. De plus, le type d'unité illustré par la Figure 2 peut fonctionner indépendamment de Ja réserve de vapeur d'eau.
H existe divers avantages dans le cas de l'appareil et du procédé de suppression suivant l'invention. Outre l'utilisation des caractéristiques déjà connues de suppression assurées par l'eau, on utilise également les caractéristiques de la vapeur d'eau de détente. La vapeur d'eau de détente a un poids spécifique par livre, qui est
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d'au moins huit fois supérieur à celui d'un gaz liquide ou d'un autre agent de suppression. Comme le liquide est sous pression a une tempé- rature élevée, la durée de réaction est très courte, ce qui permet la suppression rapide de l'explosion.
Du fait que le système utilise une matière de suppression librement disponible, qui est aisément chargée dans l'unité de suppression, il sera nettement moins eher que les systèmes de suppression existants.
De plus, comme la pression du système de suppression peut être réglée, ce système peut etre facilement déconnecté pour inspection ou nettoyage de l'enceinte à laquelle il est attaché. De plus, la pression régnant dans la cuve peut être aisément modifiée par voie thermostatique par contrôle de la température. En outre, I'utilisation de l'agent de suppression est sure, non contaminant, non corrosive et non toxique.
Dans Je procédé et l'appareil suivant tlinvention, lors de Ja décharge de la masse d'eau chaude sous pression sous forme de gouttelettes sous pression, la vapeur d'eau de détente remplira immédiatement le volume de l'unité de suppression et entretiendra une pression essentiellement constante. De la sorte, les unités de suppression peuvent être déchargées a une pression élevée sensiblement constante pour assurer un temps de réponse nettement plus rapide. De plus, comme une pression élevée est entretenue, le volume de l'unité de suppression peut être maintenu à une valeur optimale de sorte qu'un certain nombre de plus petites unités peuvent etre utilisées ou qu'on peut employer un nombre plus petit d'unités plus grandes.
Dans les agencements traditionnels, les unités de suppression sont soumises à une compression par un gaz propulseur. Lorsque l'unite de suppression est déchargée, te gaz propulseur perd une partie de sa pression, ce qui augmente ainsi le temps nécessaire pour décharger la charge d'agent de suppression. A titre de compensation, il faut habituellement prévoir une pression très élevée. Le procédé et l'appareil suivant l'invention ne présentent cependant pas ce probleme en raison de J'amélioration de la pression de décharge de compensation impliquant une vapeur d'eau de détente et une
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expansion de vapeur.
Pour des cuves ou des enceintes à protéger, normalement on montera un certain nombre d'unités de suppression suivant l'invention sur la cuve en des endroits préalablement choisis afin d'assurer les caractéristiques maximales d'étalement et de suppression d'explosion.
Cette technique est susceptible d'une adaptation pour assurer une protection pour toute une variété d'enceintes et pour toute une variété de nuages de poussière ou de gaz ou de vapeur présentant une possibilité d'explosion dans les industries alimentaires, chimiques et similaires.
Si on se repporte aux Figures 4 et 5, on y a illustré un appareil de suppression d'explosion suivant une autre forme de
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réalisation de l'invention, cet appareil étant illustré dans son uttli- sation sur un premier sécheur 50, un second sécheur 51 et un conduit de connexion 52. L'appareil comprend un réservoir qui, dans le présent cas, est constitué par une canalisation principale annulaire 55 pour de t'eau sous pression, cette canalisation comportant une série de sorties espacées 56 allant à l'enceinte sur laquelle la canalisation 55 est placée. Chaque sortie 56 est connectée à l'enceinte par un soufflet flexible en acier inoxydable 57.
L'eau se trouvant dans la canalisation 55 est chauffée par un système de chauffage par conduction superficielle électrique 58 qui est commandé par voie thermostatique pour entretenir une température désirée de l'eau sous pression dans la canalisation 55. Une isolation thermique 59 est prévue pour l'ensemble des sorties de décharge 56 et de la canalisation annulaire.
Un avantage de l'agencement à canalisation annulaire est qu'il peut facilement supporter de lui-même la poussée de décharge de l'eau sous pression lors de la décharge. Un chauffage par conduction électrique permet un contrôle plus facile et plus efficace de la température et il entretient une température uniforme qui assure une décharge équilibrée. En outre, les unités principales annulaires peuvent facilement être fabriquées pour répondre à toute application désirée quelconque.
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Si on se reporte aux Figures 6 et 7, on y a illustré une unité à diaphragmes 60 suivant l'invention, que l'on peut employer dans l'appareil de suppression d'explosion décrit précédemment. L'unité ä diaphragmes 60 comprend une paire de diaphragmes d'ecia- tement 61,62 qui sont espacés de façon à créer entre eux un espace sous pression 63 qui est mis sous pression au départ d'un réservoir d'air ou de gaz 70 par un orifice 64. Le plus extérieur des diaphragmes 61 est exposé à la pression régnant dans la canalisation sur laquelle t'unite est montée, et le diaphragme intérieur 62 est exposé à la pression atmosphérique régnant dans une enceinte.
La pression d'équilibre entretenue dans l'espace 63 permet à un diaphragme réglé à 2, 41 MPa de contenir une pression plus élevée de l'unité de décharge, par exemple de 3, 10 MPa. Dans le cas de conditions d'explosion se produisant dans une enceinte, la pression différentielle existant dans l'espace 63 est libérée, par exernple à l'intervention d'un solénoïde, ce qui permet a la pression plus élevée provenant du réservoir de suppression d'explosion de faire éclater les deux diaphragmes 61,62 et d'assurer une décharge dans l'enceinte. Une alimentation d'air provenant d'un réservoir d'alimentation et allant à l'espace 63 est coupée durant Ja décharge pour empêcher une décharge d'air dans l'enceinte.
Les unites à diaphragmes peuvent être obturées et la pression différentielle peut etre libérée par un détonateur commandé par voie électrique ou dispositif! similaire. Le volume de l'espace 63 est de préférence maintenu à une valeur minimale pour faciliter une réponse rapide.
Que l'on utilise de l'air ou un gaz pour assurer une mise sous pression préalable, la pression de charge initiale peut etre calculée pour assurer l'augmentation de température qui, dans un volume ferme, donnera lieu à une augmentation correspondante de pression. Ceci s'applique aux unités de suppression et aux diaphragmes à pression différentielle. La mise sous pression préalable des unités de suppression est facultative pour des applications particulières, la vapeur de détente engendrée dans les unités pouvant également être utilisée. La canalisation principale annulaire sous pression peut
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également être employée sans réservoir, en ne remplissant que partiellement la canalisation par de J'eau et en laissant un espace pour l'eau en expansion et un espace de tête pour la vapeur de détente.
Le temps de réponse pour la décharge de l'unité est déjà extremement rapide car elle se décharge à une pression presque constante en créant une vitesse initiale V 1. La vitesse initiale VI est encore renforcée par une accélération secondaire créée par la transformation de l'énergie thermique de liquide en énergie thermique latente. Cette transformation s'effectue à la sortie de l'unité, en donnant un effet VI + V2 qui augmente fortement la vitesse et réduit le temps de réponse. La transformation du liquide en chaleur latente fragmente également l'eau en un nuage d'humidité atmosphérique et de vapeur d'eau. La décharge sous pression essentellement constante, combinée avec l'accélération secondaire, permettra la conception des unités à une pression beaucoup plus basse tout en maintenant encore un temps de réponse extrêmement rapide.
Les unites peuvent être conçues pour supprimer ou éteindre une déflagration renfermée de pratiquement tous les gaz, les vapeurs, les poussières, et elles peuvent avoir une application spécifique en pétrochimie, en chimie, dans le domaine pharmaceutique, dans le domaine alimentaire et dans les industries agrochimiques. Les unités pourraient également être utilisées dans certaines applications en tant que systèmes d'extinction d'incendie.
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"Method and apparatus for suppressing explosions in enclosures".
The present invention relates to a method and an apparatus for suppressing explosions, in particular in enclosures, such as a spray dryer or other closed tanks.
The present invention provides a method for suppressing explosions, in particular in an enclosure, such as a spray dryer, comprising the introduction of a charge of hot pressurized water into the enclosure at a pressure higher than that of this enclosure, so that part of the water forms droplets twisted from its introduction into the enclosure in order to suppress the flame front developing a deflagration, and part of the water vaporizes under water vapor form
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when entering the lower pressure enclosure, in order to reduce the concentration of oxygen from the atmosphere in this enclosure in order to prevent the explosion.
According to another aspect, the invention provides an apparatus for suppressing explosions, comprising a device forming a reservoir for pressurized water, a heating device intended to heat the water, the device forming a reservoir comprising an outlet means towards an enclosure, this outlet being closed by a valve device which is opened in response to conditions of explosions occurring in the enclosure in order to introduce hot water under pressure from the device forming a tank into this enclosure.
The invention also provides a differential pressure diaphragm system comprising two spaced apart diaphragms forming a space under pressure therebetween, the pressure prevailing in this space being released to allow bursting of the diaphragms in response to pre-established conditions. . Differential pressure
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maintained in space can be released upon activation of a solenoid valve in response to explosion conditions occurring in an enclosure communicating with the diaphragm.
The invention will be better understood from the following description given by way of example only and with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 is a schematic side view of an apparatus for suppressing explosions in accordance with an embodiment of the invention.
Figure 2 is a schematic side view of an apparatus for suppressing explosions in accordance with another embodiment of the invention.
Figure 3 is a schematic side view of another apparatus according to the invention.
Figure 4 is a perspective view of the use of an apparatus for suppressing explosions in accordance with another embodiment of the invention.
Figure 5 is a cross-sectional view, on an enlarged scale, of part of the apparatus of Figure 4.
Figure 6 is a partial plan view of a diaphragm device according to the invention.
Figure 7 is a cross-sectional view taken along the line VIT-VEI of Figure 6.
Referring to the drawings and at the start in FIG. 1, there can be seen an apparatus 1 intended for the suppression of explosions in an enclosure, such as a tank 2. The apparatus comprises a reservoir which, in the case in question, consists of a pressure suppression unit 5 which, according to the embodiment shown, is of a generally cylindrical shape with a lower outlet 7. A water charge 8 is introduced into the deletion 5 and is heated therein by a heating device which, in the present case, comprises an electric heating element 9 which heats the water to a temperature which is below the boiling point of the water at the particular pressure to be maintained in unit 5.
The pressure in this suppressor 5 is
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maintained by air or any suitable inert gas.
The outlet 7 of the suppressor unit 5 is closed by a valve device which, in the present case, comprises a high speed diaphragm 10 of a traditional construction, which ruptures by detonation to release a charge of water from the suppression unit 5 in the enclosure 2 in response to conditions of explosions occurring inside this enclosure 2. A diffuser 11 is provided at the outlet 7 to direct the charge of water in the enclosure when the diaphragm bursts or ruptures.
In the illustrated case, the suppressor unit 5 is connected by a T-shaped piece 12 in a steam pipe for industrial use 13, the circulation of this vapor towards the suppressor unit 5 being normally prevented by a check valve. retaining or diaphragm 15 interposed between the T-piece 12 and this suppression unit 5. When a charge of water is released in the enclosure, the diaphragm 15 will burst under the effect of the pressure from steam for industrial use , which will pass through suppression unit 5 and enter enclosure 2 to help reduce the oxygen concentration from the enclosure and help prevent recurrent explosion conditions.
In use, a charge of water is introduced into the suppression unit 5 through a filling orifice 16 and the water is pressurized to the desired pressure, for example 3.45 MPa. The water is then heated using the heating element 9 to the desired temperature which is below the boiling point of the water at the pressure prevailing in the suppression unit. In the case of a pressure of 3.45 MPa, the water can be heated to a temperature of the order of 232 C.
If conditions of explosions occur in enclosure 2, an explosion conditions detector, for example a diaphragm detector, sends a signal by a control system to detonate the output diaphragm 10 for release pressure hot water charge from the unit
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suppression 5 in enclosure 2. As the water is at a pressure substantially higher than that prevailing in the enclosure,
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when water enters it, part of this water will transform into water droplets to suppress the flame front of a deflagration, while part of the water will vaporize in the form of expansion vapor to reduce the oxygen concentration
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from the atmosphere in the enclosure and, in this way, to suppress the explosion.
The pressure can be provided by a compressed gas, such as air or nitrogen, or by the heating effect of the water charge or by a combination of the two.
When pressurized water is heated, the temperature is raised so that the heat of liquid water is also increased. The liquid liquid heat of high pressure and high temperature water is released at lower temperatures in the form of latent heat and causes vaporization of a certain percentage of the liquid in the form of flash water vapor. Up to 30% of the liquid can be
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vaporized at atmospheric pressure. During discharge, the water element behaves in the traditional way by forming water droplets intended to suppress deflagration. In addition, the flash steam reduces the oxygen concentration in the enclosure to below a level which would sustain combustion and it prevents further ignition.
The initial charge of pressurized hot water can be followed by a continuous discharge of steam from the steam pipeline for industrial use when the diaphragm 10 bursts or by activation of a fixed spraying system. water to help maintain explosion suppression conditions inside the enclosure.
Referring now to Figure 2, there is illustrated an explosion suppressor 19 in accordance with another embodiment of the invention, which is similar to that described above with reference to Figure 1 , so that similar items have been given the same reference numbers. In the present case, suppressor unit 5 is connected to a reserve superheated steam pipe 20 by means of a shut-off valve 21.
In this arrangement, the highest pressure
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reached allows a higher liquid temperature of up to 288 C, so that a higher proportion of the expansion vapor is formed during the discharge of the mass of hot water under pressure in the enclosure. In addition, the higher pressure ensures a faster reaction period so that the charge is quickly discharged from the suppressor in the enclosure, in this case in about 30 to 200 milliseconds.
Referring to Figure 3, there is illustrated another suppressor 25 according to the invention, for which parts similar to those described previously with reference
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in Figure I have been identified by the same reference numbers. It will be noted that, in this case, the suppression unit 5 is mounted vertically and is connected to the wall of the tank by a change of direction section 26, comprising a flexible zone 27
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intended to take the weight and the reaction coming from the pressure vessel 2. A bursting plug under discharge pressure 28 is provided at the outlet of the vessel 2.
Mounting the unit in a vertical direction helps prevent mixing of the gas charge and gas pressure loss, which could affect the discharge of the total contents of the tank. This arrangement also helps to reduce the reaction forces acting on the side of the protected enclosure.
It will be understood that the discharge time for the suppression unit is proportional to the pressure, to make the discharge nozzle and to the distance to be traveled. Various nozzle designs can be used to achieve the best effect, and suppressor units can be mounted in a number of different locations all around an enclosure to provide the effect
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the best. In addition, the type of unit illustrated in Figure 2 can operate independently of the water vapor reserve.
There are various advantages in the case of the apparatus and the removal method according to the invention. In addition to the use of the already known suppression characteristics provided by water, the characteristics of the flash water vapor are also used. The flash water vapor has a specific weight per pound, which is
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at least eight times that of a liquid gas or other suppressant. As the liquid is pressurized at a high temperature, the reaction time is very short, which allows rapid explosion suppression.
Because the system uses freely available suppression material, which is easily loaded into the suppression unit, it will be significantly less eher than existing suppression systems.
In addition, as the pressure of the suppression system can be adjusted, this system can be easily disconnected for inspection or cleaning of the enclosure to which it is attached. In addition, the pressure in the tank can be easily changed thermostatically by controlling the temperature. In addition, the use of the suppressant is safe, non-contaminating, non-corrosive and non-toxic.
In the process and the apparatus according to the invention, when the mass of hot pressurized water is discharged in the form of pressurized droplets, the expansion water vapor will immediately fill the volume of the suppression unit and maintain a essentially constant pressure. In this way, the suppressors can be discharged at a substantially constant high pressure to ensure a significantly faster response time. In addition, as a high pressure is maintained, the volume of the suppressor can be maintained at an optimum value so that a number of smaller units can be used or a smaller number can be used. 'larger units.
In traditional arrangements, the suppression units are subjected to compression by a propellant gas. When the suppressor is discharged, the propellant loses some of its pressure, thereby increasing the time required to discharge the charge of suppressant. As compensation, a very high pressure is usually required. The method and the apparatus according to the invention do not, however, present this problem due to the improvement in the compensation discharge pressure involving an expansion water vapor and a
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steam expansion.
For tanks or enclosures to be protected, normally a certain number of suppression units according to the invention will be mounted on the vessel in places previously selected in order to ensure the maximum characteristics of spreading and suppression of explosion.
This technique can be adapted to provide protection for a variety of enclosures and for a variety of dust or gas or vapor clouds with the possibility of explosion in the food, chemical and similar industries.
If we refer to Figures 4 and 5, there is illustrated an explosion suppression device in another form of
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embodiment of the invention, this apparatus being illustrated in its use on a first dryer 50, a second dryer 51 and a connection duct 52. The apparatus comprises a reservoir which, in the present case, consists of a pipe main annular 55 for pressurized water, this pipe comprising a series of spaced outlets 56 going to the enclosure on which the pipe 55 is placed. Each outlet 56 is connected to the enclosure by a flexible stainless steel bellows 57.
The water in line 55 is heated by an electric surface conduction heating system 58 which is thermostatic controlled to maintain a desired temperature of the pressurized water in line 55. Thermal insulation 59 is provided for all the discharge outlets 56 and the annular pipe.
An advantage of the annular pipe arrangement is that it can easily withstand the pressure thrust of the pressurized water on its own during the discharge. Electric conduction heating allows easier and more efficient temperature control and maintains a uniform temperature which ensures balanced discharge. In addition, the annular main units can easily be manufactured to meet any desired application.
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Referring to Figures 6 and 7, there is illustrated a diaphragm unit 60 according to the invention, which can be used in the explosion suppression apparatus described above. The diaphragm unit 60 includes a pair of engagement diaphragms 61,62 which are spaced apart to create between them a pressurized space 63 which is pressurized from an air or gas tank 70 by an orifice 64. The outermost of the diaphragms 61 is exposed to the pressure prevailing in the pipe on which the unit is mounted, and the internal diaphragm 62 is exposed to the atmospheric pressure prevailing in an enclosure.
The equilibrium pressure maintained in the space 63 allows a diaphragm adjusted to 2.41 MPa to contain a higher pressure of the discharge unit, for example of 3.10 MPa. In the case of explosion conditions occurring in an enclosure, the differential pressure existing in space 63 is released, for example by the intervention of a solenoid, which allows the higher pressure coming from the suppression tank. explosion to burst the two diaphragms 61,62 and to ensure a discharge in the enclosure. A supply of air from a supply tank to the space 63 is cut off during discharge to prevent discharge of air into the enclosure.
The diaphragm units can be closed and the differential pressure can be released by an electrically controlled detonator or device! similar. The volume of the space 63 is preferably kept at a minimum value to facilitate a rapid response.
Whether air or gas is used to pre-pressurize, the initial charge pressure can be calculated to provide the temperature increase which, in a firm volume, will result in a corresponding increase in pressure . This applies to suppression units and differential pressure diaphragms. Pre-pressurizing the suppression units is optional for particular applications, the expansion vapor generated in the units can also be used. The annular main line under pressure can
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also be used tankless, only partially filling the pipeline with water and leaving a space for expanding water and a head space for flash steam.
The response time for the discharge of the unit is already extremely fast because it discharges at an almost constant pressure by creating an initial speed V 1. The initial speed VI is further reinforced by a secondary acceleration created by the transformation of the liquid thermal energy into latent thermal energy. This transformation takes place at the output of the unit, giving a VI + V2 effect which greatly increases the speed and reduces the response time. The transformation of liquid into latent heat also fragments water into a cloud of atmospheric humidity and water vapor. Essentially constant pressure relief, combined with secondary acceleration, will allow the design of units at much lower pressure while still maintaining an extremely fast response time.
The units can be designed to suppress or extinguish a contained deflagration of practically all gases, vapors, dusts, and they can have a specific application in petrochemistry, chemistry, pharmaceutical, food and industry. agrochemicals. The units could also be used in certain applications as fire extinguisher systems.