До змісту

4.2 Вибухореєструюча апаратура

Вибухи в замкнутих просторах супроводжуються світловим випромінюванням, підвищенням температури і тиску, а також іонізацією газу, тому і знайти вибух в апараті можна за кожним з цих зовнішніх проявів. Індикатори вибуху являють собою пристрої, що перетворюють один із зазначених параметрів на електричний сигнал.

Для виявлення вибухів у СЕАВ "Щит" використовуються два типи індикаторів вибуху:

– сигналізатор теплового випромінювання полум'я “Сиріус”, що реагує на збільшення енергетичної освітленості в часі;

– індикатор вибуху ІВ-1, що представляє собою диференціальне контактне реле тиску, що реагує відповідно на задану величину тисків чи на задану швидкість підвищення тиску.

Сигналізатор теплового випромінювання полум'я “Сиріус” і індикатор вибуху ІВ-1 за допомогою кабельних ліній зв'язку з'єднуються з блоком керування БК-2.

Блок керування БК-2 приймає сигнали аварійності від сигналізатора полум'я “Сиріус” та індикатора вибуху ІВ-1, видає командні сигнали на виконавчі пристрої і здійснює безупинний контроль справності всієї АСПВ.

До складу вибухореєструючої апаратури включений командний пристрій КП-1, що представляє собою індикатор швидкості підвищення тиску, який не потребує електроживлення, здатний генерувати могутній командний імпульс, достатній для спрацьовування не більше трьох виконавчих пристроїв. Це дає можливість компонувати спрощені локальні автономні АСПВ без застосування блоку керування і довгих кабельних ліній зв'язку.

Сигналізатор полум'я “Сиріус” призначений для сигналізації збільшення енергетичної освітленості на величину 1 Вт/м² за час, що знаходиться в межах від 3 до 20 мс у діапазоні енергетичної освітленості від 0 до 10 Вт/м². Сигналізатор конструктивно складається з двох блоків: перетворювача вимірювального і блоку керування.

Перетворювач вимірювальний призначений для застосування у вибухонебезпечних установках.

Блок керування відноситься до електроустаткування загального призначення і повинен установлюватися поза вибухонебезпечними зонами приміщення і зовнішніх установок.

Сигналізатор “Сиріус” є оптичним інфрачервоним перетворювачем граничного значення збільшення інфрачервоного випромінювання в дискретний пропорційний електричний сигнал (рис. 4.2). Як характеристику чутливості сигналізатора обрано енергетичну освітленість, що характеризує поверхневу щільність потоку випромінювання, у площині захисного вікна сигналізатора. Випромінювання від полум'я через захисне скло 3 попадає на приймач випромінювання 4 з максимальною чутливістю в ближній ІЧ-області спектра (1,1-2,5 мкм). Приймач випромінювання включений у мостову схему і перетворює оптичний сигнал у пропорційний йому електричний сигнал. Останній через розділовий конденсатор подається на підсилювач 5 і граничний пристрій 7, на виході якого з'являється одиночний електричний імпульс, що керує сигналізуючим пристроєм 8.

У пристрої, що сигналізує, розмикаються контакти реле, у ланцюг яких через блок керування СЕАВ „Щит” (БК-2) 9 включений піропатрон, що входить у вибухопридушуючий пристрій 10.

Рис. 4.2 – Принципова схема сигналізатора „Сиріус”: 1 – сигналізатор; 2 – випромінюючий діод; 3 – захисне скло; 4 – приймач ІЧ-випромінювання; 5 – підсилювач; 6 – генератор контрольних імпульсів; 7 – пороговий пристрій; 8 – сигнальний пристрій; 9 – блок керування; 10 – вибухопридушуючий пристрій.

Завдяки наявності розділового конденсатора, що не пропускає постійну складову сигналу, на вхід підсилювача надходить електричний сигнал тільки від швидко наростаючого випромінювання. Тому сигналізатор не реагує на стабільну чи повільно змінювану інтенсивність випромінювання, яка не характерна для вибуху. Це забезпечує необхідний захист від хибних спрацювань.

У сигналізатор вбудована схема контролю несправності, яка складається з генератора імпульсів 6 і випромінюючого діода 2. Генератор видає на випромінюючий діод імпульси тривалістю 2-3 мс через кожні 500 мс. Імпульси випромінювання діода через вхідне вікно попадають на приймач, а відповідні їм сигнали приймача після підсилювача 5 і граничного пристрою 7 надходять на індикатор справності сигналізатора. При цьому на час проходження контрольного імпульсу блокується пристрій сигналізації 8. Якщо в сигналізаторі з'явиться яка-небудь несправність чи відбудеться сильне забруднення вхідного вікна, то контрольні імпульси не пройдуть по вимірювальному тракту і на передній панелі блоку керування сигналізатора спрацює індикатор “НЕСПРАВНІСТЬ”, буде поданий сигнал на блок керування БК-2 для відповідної сигналізації.

Блок керування сигналізатора полум'я “Сиріус” призначений для перетворення імпульсу напруги, що надходить з перетворювача у вихідний сигнал, для формування контрольних команд і їхнього аналізу, візуальної індикації і живлення сигналізатора.

Технічна характеристика сигналізатора “Сиріус”

Номінальне значення збільшення енергетичної освітленості, за якої спрацьовує сигналізатор за час, що знаходиться в діапазоні від 3 до 20 мс, Вт/м²

Індикатор вибуху ІВ-1 є стаціонарним пристроєм безупинної дії призначений для фіксації початкової стадії вибуху пилоповітряної суміші за збільшенням тиску в технологічних апаратах (технологічних лініях). За принципом дії індикатор відноситься до диференціальних контактних реле тиску і характеризується вибірковістю до динамічних впливів тиску: не реагує на повільне підвищення тиску і спрацьовує лише тоді, коли швидкість наростання тиску перевищує визначену величину.

Загальний вид, габаритні і настановні розміри індикатора приведені на рис. 4.3.

Рис. 4.3 – Індикатор вибуху ІВ-1: 1 – корпус; 2 – мембрана; 3 – твердий центр мембрани; 4, 5 – фільтри; 6 – штуцер із дроселем (сопло); 7 – мікроперемикач; 8 – утримувач; 9 – корпус; 10 – контакти; 11 – фланець

Конструктивно індикатор виконаний єдиним блоком. Основними конструктивними і функціональними вузлами й елементами індикатора є: корпус 1, мембранний вузол з мембраною 2 і твердим центром 3, фільтри 4 і 5, штуцер із дроселем (соплом) 6, мікроперемикач 7 із утримувачем 8. Виводи мікроперемикача 7 виконані через клемну колодку, що складається з корпуса 9 і контактів 10. Індикатор кріпиться до апарата за допомогою фланця 11. Тиск в апараті впливає як на зовнішню сторону мембрани 2 із твердим центром 3, так на внутрішню. Внутрішня порожнина індикатора зв'язана з порожниною апарата через фільтри 4 і 5 і дросель (сопло) 6. Дросель 6 забезпечує певну протоку повітря у внутрішню порожнину індикатора. Якщо тиск навколишнього середовища підвищується повільно, то тиск на зовнішню сторону мембрани за рахунок переходу середовища через дросель у внутрішню порожнину виробу буде скомпенсовано тиском на внутрішню сторону мембрани. За швидкої зміни тиску в апараті прохід через дросель не забезпечить рівності тисків на зовнішню і внутрішню сторони мембрани, і за визначеної швидкості наростання тиску на мембрані виникає перепад тисків, достатній для спрацьовування мікроперемикача 7.

Передбачена можливість встановлення змінних дроселів з діаметрами отворів 1,0; 1,5 мм (при вивернутому дроселі отвір, що з'єднує внутрішню порожнину виробу з атмосферою, має діаметр 2 мм). За рахунок установки відповідного дроселя добиваються спрацьовування індикатора на необхідну швидкість наростання тиску. Індикатор поставляється з встановленим у ньому дроселем з діаметром отвору 0,5 мм.

Технічна характеристика індикатора вибуху ІВ-1

Блок керування БК-2 здійснює електроживлення всієї АСПВ, прийом сигналів від індикаторів вибуху ІВ-1 і сигналізаторів полум'я “Сиріус”, посилення і видачу командних імпульсів на виконавчі пристрої відповідно до заданого алгоритму, а також світлову і звукову сигналізацію про несправність і про спрацьовування системи.

Блок керування має вхідні іскробезпечні ланцюги і призначений для установки поза вибухонебезпечними зонами.

Блок керування БК-2 має ефективну систему автоматичного виявлення несправностей і самоконтролю.

У командному пристрої КП-1 використовується магнітоіндуктивний метод перетворення тиску в електричний імпульс струму. За принципом дії пристрій відноситься до диференціальних датчиків тиску і характеризується вибірковістю до динамічних впливів тиску зовнішнього середовища: не реагує на повільне підвищення тиску і спрацьовує лише тоді, коли швидкість наростання тиску перевищує певну величину. Пристрій комплектується змінними соплами діаметрами отворів 0,5; 1,0; 1,5 мм.

При вивернутих соплах отвір, що з'єднує внутрішню порожнину пристрою з порожниною апарата, має діаметр 2 мм.

За рахунок установки відповідного сопла домагаються спрацьовування пристрою на необхідну швидкість наростання тиску.

Загальний вид, габаритні і настановні розміри пристрою ПК-1 приведені на рис 4.4. Основними конструктивними вузлами пристрою є: корпус 1, мембрана 2, шток 3, призначений для взведення пристрою. Пристрій зведений, якщо верхній кінець штока знаходиться у нижньої крайки поперечного отвору заглушки 4.

Технічна характеристика пристрою командного ПК-1

Рис. 4.4 – Пристрій командний ПК-1: 1 – корпус; 2 – мембрана; 3 – шток; 4 – заглушка; 5 – клемна коробка; 6 – фланець

Вибухопридушучі пристрої є основними виконавчими пристроями СЕАВ “Щит”. Головне їхнє призначення полягає в тому, щоб швидко і рівномірно по всьому об’єму апарата, що захищається, доставити і розподілити запас вогнегасної речовини, який утримується в ньому.

Для придушення вибухів газопилеповітряної суміші усередині технологічних апаратів у СУАВ “Щит” використовуються: гідрогармати ГПФ-5 і ГПФ-10; порошкові полум'япридушувачі ГШ-5 і ПП-10 з вогнегасною речовиною відповідно 5 і 10 дм³; зрошувачі АТ-15, АТ-30, АО-В-15 і А-В-30 з вогнегасною речовиною відповідно 15 і 30 дм³ .

До виконавчих пристроїв СЕАВ “Щит” відносяться також швидкодіючі полум'япридушувачі ПО і ПО-1Ш. Вони призначені для запобігання поширенню полум'я в інші апарати і комунікації.

Гідрогармати ГПФ-5 і ГПФ-10 призначені для упорскування рідких тонкорозпилених вогнегасних складів. Принцип дії їх базується на витисненні вогнегасної рідини з порожнини гідрогармати через насадку-розпилювач тиском газів, що утворюються при згорянні порохового заряду.

Конструктивно гідрогармата (рис. 4.5) складається з корпусу 1, у якому розміщений вогнегасний склад і за допомогою пружинного кільця 2 закріплена насадка 3, кожуха 4, де розташовані поршень 5 і піропатрон 6. Між кришкою кожуха 8 і поршнем 5 розміщається порохова навіска 9. Вогнегасний склад герметизується двома мембранами 10 і 11. На апараті гідрогармата кріпиться за допомогою фланця 1.

При подачі електричного командного імпульсу спрацьовує піропатрон, що підпалює порохову навіску. Навіска, згоряючи, створює тиск близько 8 МПа, у результаті чого поршень рухається вниз і розриває мембрани 10 і 11; при цьому насадка висувається, і в апарат, що захищається, впорскується вогнегасний склад.

Гідрогармати комплектуються трьома типами розпилювачів, що дозволяють одержувати форму смолоскипа зрошення, що відповідає формі апарата, що захищається.

Рис. 4.5 – Гідрогармата: 1 – корпус; 2 – кільце пружинне; 3 – насадка; 4 – кожух; 5 – поршень: 6 – піропатрон; 7 – кришка вступного кабельного пристрою; 8 – кришка кожуха; 9 – порохова навіска; 10, 11 – мембрани; 12 – фланець

Технічні характеристики гідрогармат

Порошкові полум'япридушувачі ПП-5 і ПП-10 призначені для швидкого введення вогнегасних порошків. Принцип роботи полум'япридушувача базується на витисненні вогнегасного порошку тиском газів, що утворюються при згорянні порохового заряду.

Конструктивно полум'япридушувач (рис. 4.6) складається з корпуса 1, у якому розміщений вогнегасний склад 2 і розпилювач 3, закріплені пружинним кільцем 4, кожуха 5, де розташований поршень 6, пороховий заряд 7 і піропатрон 8. На кожух 5 кріпиться кришка 9 вступного кабельного пристрою.

Вогнегасний склад герметизується двома мембранами 10 і 11. Мембрана 10 фіксується між фланцями кожуха і корпуса, а мембрана 11 – фланцем 12.

Пристрій працює в такий спосіб. При подачі командного імпульсу спрацьовує піропатрон, що підпалює пороховий заряд. Під дією тиску порохових газів поршень розриває мембрани 10 і 11 і виштовхує вогнегасний склад у порожнину апарата, що захищається.

Рис. 4.6 – Порошковий полум'япридушувач: 1 – корпус; 2 – вогнегасний склад; 3 – розпилювач; 4 – пружинне кільце; 5 – кожух; 6 – поршень-куля; 7 – пороховий заряд; 8 – піропатрон; 9 – кришка вступного пристрою; 10, 11 – мембрани; 12 – фланець

Технічні характеристики порошкових полум'япридушувачів

Зрошувачі АО, АО-В призначені для введення тонкорозпиленої вогнегасної рідини в порожнину апарата чи трубопроводу, з метою запобігання повторних загорянь в апаратах і поширення полум'я по трубопроводу. Вогнегасна рідина знаходиться в судині під тиском азоту 8 МПа і відділена від основи за допомогою мембрани 4, затиснутої між фланцями судини і основи. На верхнім днищі розташований манометр контролю тиску 5 і зворотний клапан 6 для зарядки судини азотом. На нижньому кінці основи на запірному кільці 7 закріплена насадка 8. Від порожнини апарата насадка, що захищається, відділена мембраною 9. До апарата, що захищається, зрошувач кріпиться за допомогою фланця 10.

Принцип роботи зрошувача полягає в наступному. При надходженні командного імпульсу до вузла розкриття мембрани 3 мембрана 4 руйнується, і вогнегасна речовина під тиском азоту спрямовується в патрубок основи, висуває насадку 8 до упора, руйнуючи при цьому мембрану 9, і через отвори насадки подається в порожнину апарата, що захищається.

Зрошувачі комплектуються трьома типами розпилювачів, що дозволяють одержувати форму смолоскипа розпилу, що відповідає формі об’єму, що захищається.

Рис. 4.7 – Зрошувач: 1 – судина; 2 – основа; 3 – вузол розкриття мембрани; 4, 9 – мембрани; 5 – манометр; 6 – зворотний клапан; 7 – запірне кільце; 8 – насадка; 10 – фланець

Технічна характеристика зрошувачів

Полум'явідсікачі ПО і ПО-1Ш призначені для відключення апаратів, у яких сталося запалення, від іншого устаткування з метою запобігання поширення полум'я по технологічних комунікаціях.

Конструктивно полум'явідсікач ПВ (рис. 4.8) складається з основи 1, обичайки 2, у якій розміщений запірний орган 3, і верхнього днища 7 з піропристроєм 6, закритим кришкою вступного пристрою 5. Запірним органом є сипучий матеріал (кварцовий пісок), відділений від верхнього днища мембраною 8, а від підстави – пакетом, що складається з мембрани 9, двох опорних пелюстків 10 і захисної плівки 11. Підстава, обичайка і верхнє днище з'єднуються між собою за допомогою фланців.

Принцип роботи полум'явідсікача полягає в наступному. При надходженні командного імпульсу на піропатрон останній спрацьовує, підпалює порохову навіску, і порохові гази, що утворюються, через радіальні отвори надходять у порожнину верхнього днища; тиск у порожнині зростає до 1,0 МПа , руйнує мембрани 8, 9 і з великою швидкістю переміщає сипучий матеріал у порожнину основи. Опорні пелюстки від дії потоку сипучого матеріалу відгинаються і перекривають патрубки підстави полум'явідсікача, а сипучий матеріал щільно заповнює всю порожнину, тим самим припиняє поширення полум'я по трубопроводу.

Конструктивно полум'явідсікач ПО-1Ш (рис. 4.9) складається з основи 1 із вхідним 2 і вихідним 3 патрубками, кришки 4 з вузлом розкриття мембрани і вступним пристроєм 5, судини 6 з манометром 7 контролю тиску і штуцером зарядки 8. Між фланцями судини 6 і кришки 4 встановлена розділова мембрана 9, а між фланцями кришки 4 і основи 1 – мембрана запірна 10. Торець патрубка 2 виконує роль сідла запірного органа – запірної мембрани 10. Вузол розкриття розділової мембрани 9 розташований на верхньому фланці кришки 4 і складається з ножа 11, укріпленого на штоку поршня 12, і піропатрона 13.

Пристрій працює в такий спосіб. При надходженні командного імпульсу на піропатрон останній спрацьовує, і тиском газів, що утворюються, переміщає поршень зі штоком і ножем. Ніж розрізає розділову мембрану 9, і стиснутий газ із судини 6 надходить у порожнину кришки 4, тиск у якій зростає до 1,0 МПа і впливає на запірну мембрану 10, що перекриває прохідний канал патрубка 2 основи.

Рис. 4.8 – Полум'явідсікач швидкодіючий ПО: 1 – підстава; 2 – обичайка; 3 – запірний орган; 4 – гак вантажної; 5 – кришка вступного пристрою; 6 – піропристрій; 7 – днище верхнє; 8 – мембрана верхня; 9 – мембрана нижня; 10 – пелюстки опорні; 11 – плівка захисна

Рис. 4.9 – Полум'явідсікач ПО-1Ш: 1 – основа; 2 – патрубок вхідний; 3 – патрубок вихідний; 4 – кришка; 5 – вступний пристрій; 6 – судина; 7 – манометр; 8 – штуцер зарядки; 9 – мембрана розділова; 10 – мембрана запірна; 11 – ніж; 12 – шток поршня; 13 – піропатрон.

Технічні характеристики полум'явідсікачів

До змісту