專利名稱：火焰緩解裝置和系統(tǒng)的制作方法
火焰緩解裝置和系統(tǒng)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求Geoffrey Brazier在2009年10月14日提交的、發(fā)明名稱為FLAMEBALL MITIGATION DEVICE AND SYSTEM (火球緩解裝置和系統(tǒng))的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/272，634號(hào)的權(quán)利，所述美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的全文以引用的方式并入本文。公開領(lǐng)域本公開內(nèi)容大體涉及火焰緩解裝置和相關(guān)的系統(tǒng)和方法。更具體來說，本公開內(nèi)容涉及滅火劑可借以輸送到火焰的路徑以降低嚴(yán)重性的機(jī)構(gòu)。背景諸如粉塵、氣體或蒸汽的可燃材料與環(huán)境中的氧氣相混合時(shí)著火，可能會(huì)引起火 災(zāi)或爆炸事故。當(dāng)加工或存儲(chǔ)殼體、或者其它系統(tǒng)內(nèi)著火時(shí)，壓力將迅速升高，可能會(huì)在幾毫秒內(nèi)施加破壞力，而這又可能會(huì)導(dǎo)致人員和設(shè)備處于危險(xiǎn)境地。很多產(chǎn)業(yè)都可能會(huì)面對(duì)密閉系統(tǒng)著火的危險(xiǎn)，這些產(chǎn)業(yè)包括塑料、食品和奶制品、顏料和染料、木材加工、谷粒加工、煤炭加工、醫(yī)藥品、谷物酒精、化學(xué)品、金屬和農(nóng)用化學(xué)品。在上述產(chǎn)業(yè)內(nèi)部和/或在上述產(chǎn)業(yè)之外，特定應(yīng)用可能會(huì)造成這類起火的危險(xiǎn)。舉例來說，旋風(fēng)分離器、粉塵收集器、過濾筒、氣動(dòng)輸送設(shè)備、研磨機(jī)(包括針磨和球磨等)、斗式提升機(jī)、干燥機(jī)、烘箱、輥軋機(jī)、磨削機(jī)和建筑物都可能會(huì)造成引起火災(zāi)或爆炸的著火危險(xiǎn)。由爆炸引起的破壞力可能會(huì)呈爆轟形式(例如，速度超出聲音在空氣中的速度的膨脹火焰)或爆燃(例如，速度低于聲音在空氣中的速度的膨脹火焰)。爆轟或爆燃時(shí)破壞力以高速行進(jìn)，這導(dǎo)致傳統(tǒng)的火勢(shì)緩解技術(shù)不再奏效。爆轟或爆燃時(shí)，火焰可能會(huì)以動(dòng)態(tài)形式從系統(tǒng)釋放，因此，火焰可能會(huì)呈很多種形狀。舉例來說，火焰離開殼體時(shí)可能會(huì)以膨脹的大體圓錐形狀的形式釋放。本公開內(nèi)容可適用于任何形狀的火焰。一般來說，從系統(tǒng)釋放的火焰可稱作“火球”，且可以形象地描述成圓形。然而，不管本文如何描述火焰，術(shù)語“火球”并不限于任何特定的幾何形狀(例如，球形或圓形)。大多數(shù)材料處理、加工和存儲(chǔ)設(shè)備并沒有設(shè)計(jì)成能夠抵擋爆炸壓力。舉例來說，如果想要躲過爆燃，那么通常情況下必須將加工和存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)計(jì)成能夠抵擋燃燒過程產(chǎn)生的最大壓力(Pmax)。然而，這類設(shè)計(jì)可能費(fèi)用極高，因?yàn)樵诘湫颓闆rTPmax可能會(huì)超出75psig(磅每平方英寸)(5. 2巴)。因此，想要解決燃燒問題，加工或存儲(chǔ)殼體可能要配有壓力釋放裝置、防爆泄放系統(tǒng)、阻焰器系統(tǒng)或無焰泄放系統(tǒng)，其將使得壓力和/或爆炸形成的火焰能夠逸出殼體?；蛘撸庸せ虼鎯?chǔ)殼體可能要配有用來防止爆炸發(fā)生的爆炸抑制系統(tǒng)。下文將大體描述上述和其它爆炸防護(hù)/預(yù)防措施。已知的爆炸防護(hù)/預(yù)防措施包括(例如)BS&BSafety Systems (BS&B安全系統(tǒng)公司)供應(yīng)的市售爆炸抑制和化學(xué)隔離系統(tǒng)。示例性BS&B系統(tǒng)包括 BS&B Explosion Venting IQR System (BS&B 防爆泄放 IQR 系統(tǒng))、BS&B SparkDetection&Extinguishing ( “SDE”)Systems (BS&B 火花探測(cè)及熄滅系統(tǒng))，以及各種 BS&B防爆門，包括 VSB 、VSP 、VSS 、VSE 、EXP 、EXP/V 、EXP/DV 、LCV 、HTV 防爆門。防爆泄放系統(tǒng)提供壓力釋放裝置或防爆門作為加工或存儲(chǔ)殼體的部分。防爆門可包括防爆板，諸如共同擁有的公開號(hào)為2005/0235584和2007/0181183的美國(guó)專利申請(qǐng)中所描述的，所述全部美國(guó)專利申請(qǐng)的全文以引用的方式并入本文。防爆門還可配有爆破片，諸如共同擁有的美國(guó)專利第6，792，964號(hào)、第6，178，983號(hào)和第6，446，653號(hào)中所描述的，所述全部美國(guó)專利的全文以引用的方式并入本文。本公開內(nèi)容的全文描述壓力釋放裝置和防爆門。本公開內(nèi)容的原理可適用于爆炸的影響可借以從系統(tǒng)泄放或釋放的任何機(jī)構(gòu)。殼體內(nèi)的燃燒可能會(huì)導(dǎo)致壓力增大(例如，超壓)，而這又可能導(dǎo)致壓力釋放裝置或防爆門打開。當(dāng)防爆門打開時(shí)，火焰可從殼體釋放。火焰可直接釋放到大氣。或者，如果壓力釋放裝置或防爆門部署在建筑物或結(jié)構(gòu)內(nèi)，那么可使用導(dǎo)管來將火焰導(dǎo)離殼體，例如，導(dǎo)到建筑物或結(jié)構(gòu)的外部。防爆泄放系統(tǒng)或壓力泄放系統(tǒng)在緩解火焰、壓力波或引起燃燒的微粒方面可能幾乎不起作用。圖I示出火焰借助防爆泄放系統(tǒng)從殼體散出。圖I示出的示例性殼體是圓柱形集塵器。然而，本公開內(nèi)容涵蓋任何數(shù)目個(gè)其它加工或存儲(chǔ)殼體，包括至少部分可打開通向環(huán)境的殼體。如上文所論述，燃燒可能會(huì)導(dǎo)致火焰借以散出的防爆門打開。圖I示出防爆門3 打開之后火焰I正在散出的時(shí)間點(diǎn)。如圖I所示，火焰I具有可及范圍R。在一種應(yīng)用中，火焰具有長(zhǎng)達(dá)20英尺的可及范圍。在另一種應(yīng)用中，火焰可具有長(zhǎng)達(dá)100英尺或更長(zhǎng)的可及范圍?；鹧鍵可具有膨脹直徑為D的動(dòng)態(tài)形狀，所述膨脹直徑D可膨脹到可及范圍R的一半左右。盡管使用了術(shù)語“直徑”，且圖I將火焰描繪成圓胖形，本公開內(nèi)容并不限于橫截面為圓形或其它圓胖形狀的火焰。如圖I所示，火焰I對(duì)其可及范圍R內(nèi)人員和設(shè)備的安全造成危害。典型火焰的溫度可在瞬間達(dá)到并超出1000華氏度，這個(gè)溫度太高，人員難以幸存，并且這個(gè)時(shí)間對(duì)于人員逃離危害來說太短。阻焰器是被動(dòng)型火焰緩解裝置，其可提供為加工或存儲(chǔ)殼體的部分。阻焰器可包含諸如盤繞絲帶型網(wǎng)、金屬編織網(wǎng)或陶瓷基的組件，其設(shè)計(jì)成提供細(xì)小的流動(dòng)路徑。當(dāng)火焰通過細(xì)小的流動(dòng)路徑時(shí)，火焰易于被抑制或熄滅。阻焰器通常部署在可燃?xì)怏w或蒸汽應(yīng)用中。阻焰器可對(duì)火焰提供有效緩解，從而充當(dāng)火焰進(jìn)程的屏障。隨著殼體的尺寸增大，阻焰器也必須增大。因此，對(duì)于大型殼體來說，阻焰器通常是需要相當(dāng)大安裝空間的笨重型裝置。阻焰器還可能需要大量維護(hù)。阻焰組件(例如，網(wǎng))必須保持清潔狀態(tài)。阻焰組件上的集結(jié)加工材料可能會(huì)影響阻焰組件的性能。因此，阻焰器可能并不適用于粉塵較多的環(huán)境，因?yàn)樵谶@種環(huán)境中阻焰組件容易堵塞，從而導(dǎo)致流速下降以及吸熱效果變差。另外，阻焰器這類被動(dòng)型火焰緩解裝置可能無法徹底熄滅火焰。無焰泄放系統(tǒng)提供防爆門與阻焰器的組合，且設(shè)計(jì)成吸收燃燒形成的火焰。無焰泄放裝置可依據(jù)其設(shè)計(jì)來緩解火焰、降低燃燒散出的壓力脈沖，并吸收(例如)可燃粉塵爆炸形成的部分或全部微粒。無焰泄放系統(tǒng)的缺點(diǎn)與阻焰器系統(tǒng)的缺點(diǎn)類似無焰泄放系統(tǒng)可能會(huì)笨重、要求相當(dāng)大的安裝空間，并且必須在材料集結(jié)的情況下仍保持清潔。另外，無焰泄放系統(tǒng)在暴露于火焰中之后(例如，啟動(dòng)之后)可能會(huì)要求大規(guī)模整修甚至更換。爆炸抑制系統(tǒng)并不要求加工或存儲(chǔ)殼體中的任何泄放裝置配有開口。爆炸抑制系統(tǒng)配有裝置來防止爆炸的完全爆發(fā)，從而防止形成火焰和由火焰引起的壓力升高，這些火焰和壓力升高原本需要釋放到環(huán)境。這類裝置可包括抑爆劑釋放裝置，其可向殼體釋放或注入抑爆劑。爆炸抑制系統(tǒng)可能價(jià)格不菲。此外，爆炸抑制系統(tǒng)可能會(huì)依賴于多個(gè)抑制劑注入點(diǎn)，這又使成本成倍增加。另外，爆炸抑制系統(tǒng)可能無法排除火焰散出這一潛在可能。尤其在加工或存儲(chǔ)殼體配有通向環(huán)境的開口的情況下，火焰可散向環(huán)境而不管爆炸抑制系統(tǒng)是否啟動(dòng)。鑒于上述內(nèi)容，需要一種降低爆炸形成的火焰的嚴(yán)重性、同時(shí)又節(jié)約成本的火焰緩解系統(tǒng)。本公開內(nèi)容的火焰緩解系統(tǒng)具有上述或其它優(yōu)勢(shì)。概述為了達(dá)到本文所體現(xiàn)且廣泛描述的一個(gè)或多個(gè)上述或其它優(yōu)勢(shì)，本公開內(nèi)容針對(duì)一種用于具有火焰噴射路徑的可燃材料系統(tǒng)的火焰緩解裝置，其位于系統(tǒng)外部且用于將在發(fā)生爆炸時(shí)從系統(tǒng)釋放的火焰。裝置包含至少一個(gè)被配置來在發(fā)生爆炸時(shí)感應(yīng)火焰的傳感器，和至少一個(gè)被配置來在感應(yīng)到火焰時(shí)將抑焰劑釋放到火焰噴射路徑的抑制劑釋放裝置。本公開內(nèi)容還針對(duì)一種火焰緩解系統(tǒng)，其包含殼體和至少一個(gè)被配置來在發(fā)生爆 炸時(shí)從殼體釋放火焰的壓力釋放裝置，所述壓力釋放裝置具有出口側(cè)。系統(tǒng)包含至少一個(gè)被配置來感應(yīng)火焰的傳感器，和定位在壓力釋放裝置的出口側(cè)上的抑制劑釋放裝置，所述抑制釋放裝置被配置來在感應(yīng)到火焰時(shí)將抑焰劑釋放到火焰的路徑。在另一方面，本公開內(nèi)容針對(duì)一種緩解可燃材料系統(tǒng)中的火焰的方法，其包括以下步驟在發(fā)生爆炸時(shí)感應(yīng)殼體中的火焰；以及將抑焰劑釋放到火焰的噴射路徑。附圖
簡(jiǎn)要說明附圖并入本說明書并構(gòu)成其部分，圖中示出了若干實(shí)施方案，并且與說明一起解釋了本公開內(nèi)容的原理。圖I示出已知的防爆泄放系統(tǒng)；圖2A到圖2B示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的火焰緩解系統(tǒng)，其中火焰?zhèn)鞲衅鞣胖迷诳拷鼫缁饎┽尫劈c(diǎn)的位置處；圖3A到圖3B示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的火焰緩解系統(tǒng)，其中火焰?zhèn)鞲衅鞣胖迷诎l(fā)生爆炸的殼體內(nèi)；圖4A到圖4B示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的火焰緩解系統(tǒng)，其中傳感器被配置來感應(yīng)壓力釋放裝置何時(shí)啟動(dòng)；圖5A到圖5B示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的火焰緩解系統(tǒng)，其中火焰緩解系統(tǒng)安裝在包括爆炸抑制系統(tǒng)的系統(tǒng)中；圖6示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的火焰緩解系統(tǒng)，其包括導(dǎo)管；圖7示出圖6的火焰緩解系統(tǒng)的橫截面圖；圖8A示出被配置來在遠(yuǎn)離爆發(fā)火焰的軸向方向上釋放滅火劑的火焰緩解系統(tǒng)；圖8B示出被配置來在朝向爆發(fā)火焰的軸向方向上釋放滅火劑的火焰緩解系統(tǒng)；圖SC示出被配置來垂直于爆發(fā)火焰的行進(jìn)軸釋放滅火劑的火焰緩解系統(tǒng)；以及圖8D示出被配置來傾斜于爆發(fā)火焰的行進(jìn)軸釋放滅火劑的火焰緩解系統(tǒng)。實(shí)施方案說明下文將詳細(xì)描述本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案，其實(shí)施例都在附圖中示出。圖2A到圖2B示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的火焰緩解系統(tǒng)。如圖2A所示，殼體22配有壓力釋放裝置23 (可以是防爆門)，其具有啟動(dòng)部分24。啟動(dòng)部分24被配置來響應(yīng)于殼體22內(nèi)的超壓情形而啟動(dòng)(例如，釋放壓力)。啟動(dòng)部分24可借助(例如)被毀、斷裂或彈出而啟動(dòng)。
火焰緩解系統(tǒng)可配有火焰緩解裝置26。如圖2A到圖2B所示，火焰緩解裝置26可安裝在殼體22上。然而，應(yīng)理解，火焰緩解裝置26可定位成與殼體22相分離。火焰緩解裝置26配有滅火劑釋放點(diǎn)27。盡管滅火劑釋放點(diǎn)27示為噴嘴27的形狀，滅火劑釋放點(diǎn)可呈釋放、輸送或注入滅火或抑制劑的任何適合裝置的形式。此外，盡管圖中僅示出單個(gè)釋放點(diǎn)27，多個(gè)釋放點(diǎn)也可行。當(dāng)殼體22內(nèi)達(dá)到超壓情形時(shí)，啟動(dòng)部分24可啟動(dòng)，從而使得火焰21能夠從壓力釋放裝置23逸出。盡管火焰21形象地描繪成圓形(在圖2B以及本公開內(nèi)容的其它附圖中)，本公開內(nèi)容并不限于圓形火焰。當(dāng)火焰21接近滅火劑釋放點(diǎn)27時(shí)，可將滅火劑28釋放到臨近火焰21的路徑。這樣一來，火焰緩解裝置可視為“主動(dòng)型”火焰緩解裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，可使用“主動(dòng)型”火焰緩解裝置來替代“被動(dòng)型”火焰緩解裝置，諸如呈盤繞絲帶型網(wǎng)、金屬編織網(wǎng)或陶瓷基形式的阻焰器，或者除了使用上述“被動(dòng)型”火焰緩解裝置之外，還使用“主動(dòng)型”火焰緩解裝置。借助于將滅火劑28釋放到臨近火焰的路徑，火焰可以多種形式得到緩解。舉例來 說，滅火劑可易于降低一個(gè)或多個(gè)以下或其它爆燃特性火焰的尺寸、火焰的持續(xù)時(shí)間、火焰占據(jù)的體積、火焰周圍的溫度，和/或由火焰形成的壓力(例如，可能伴隨有粉塵或氣體爆燃條件的壓力波)。如圖2A到圖2B所示，火焰緩解裝置26可配有傳感器25。傳感器25可如圖所示放置在滅火劑釋放點(diǎn)27處或附近。如圖2B所示，傳感器25可被配置來在火焰接近滅火劑釋放點(diǎn)27時(shí)感應(yīng)到臨近火焰。一旦感應(yīng)到臨近火焰，傳感器25就觸發(fā)火焰緩解裝置26將滅火劑28釋放到臨近火焰21的路徑。圖2A和圖2B所示的傳感器25可以是用來感應(yīng)臨近火焰21的任何適合傳感器。傳感器25可間接感應(yīng)火焰。舉例來說，傳感器25可以是溫度傳感器。或者或另外，傳感器25還可感應(yīng)與火焰共存的其它現(xiàn)象。舉例來說，傳感器25可以是壓力傳感器，其被配置來感應(yīng)可能在火焰21之前到達(dá)的壓力波。在燃燒事件的較早階段，壓力波可行進(jìn)在傳播中火焰之前。因此，可借助感應(yīng)壓力波來間接探測(cè)火焰。感應(yīng)壓力波可使得在早期就能夠探測(cè)到逼近的火焰。這類早期探測(cè)可提供許多益處。舉例來說，早期探測(cè)使得可以使用較慢且成本可能低廉的滅火劑釋放機(jī)構(gòu)。早期探測(cè)還使得滅火劑能夠在火焰到達(dá)之前填充相對(duì)大的體積，從而有可能使得滅火劑更有效。另外，早期探測(cè)可使得傳感器和滅火劑釋放點(diǎn)彼此的位置能夠相對(duì)較近，同時(shí)仍留有足夠時(shí)間來分散充足的滅火劑。將傳感器與滅火劑釋放點(diǎn)之間的距離最小化可能會(huì)是有益的，因?yàn)檫@樣一來，火焰緩解系統(tǒng)就可適用于較小的系統(tǒng)。另一個(gè)選擇是傳感器可直接感應(yīng)火焰。舉例來說，傳感器25可以是光學(xué)或紅外傳感器，其被配置來感應(yīng)火焰21的接近。在一個(gè)實(shí)施方案中，傳感器25可包含放置在火焰21的路徑上的機(jī)械啟動(dòng)組件。在這類實(shí)施方案中，火焰21可物理地觸發(fā)傳感器25。傳感器25可定位在系統(tǒng)外部?；蛘撸瑐鞲衅?5可定位在系統(tǒng)內(nèi)部。在一個(gè)實(shí)施方案中，可感應(yīng)或測(cè)量到爆燃對(duì)系統(tǒng)組件的影響，且可使用這些影響來替代任何其它傳感器，或者除了使用其它傳感器之外，還使用上述這些影響。因此，傳感器可定位在受保護(hù)的設(shè)備中?？墒褂萌魏螖?shù)個(gè)傳感器。滅火劑28可以是用于滅火的適合試劑。舉例來說，滅火劑28可以是干粉滅火劑(例如，碳酸氫鈉)、液體滅火劑(例如，水)、加熱型液體滅火劑(例如，從釋放點(diǎn)27釋放后即刻成為蒸汽的加壓水)、泡沫或打泡劑，或氣體滅火劑(例如，二氧化碳、氮?dú)?。另外，應(yīng)理解，滅火劑28可以是多種滅火劑的組合。可根據(jù)火焰緩解系統(tǒng)的每一種應(yīng)用來唯一地選擇滅火劑28的待釋放量。滅火劑的量可以是多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)的函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，滅火劑28的待釋放量可取決于傳感器25測(cè)量到的特性(例如，殼體22內(nèi)的能量、壓力、光線或紅外輻射)或被配置來感應(yīng)大氣特性的另一個(gè)傳感器(未示出)測(cè)量到的特性。如果釋放較大量的滅火劑28，那么可實(shí)現(xiàn)較高等級(jí)的火焰緩解。較大壓力釋放/泄放面積可能會(huì)要求較大體積的待釋放滅火劑28。類似地，如果提供了多個(gè)壓力釋放裝置或泄壓區(qū)域，那么可能會(huì)要求多個(gè)釋放點(diǎn)27 (和較大體積的滅火劑28)。殼體22的容積也可決定待用于火焰緩解系統(tǒng)中的滅火劑28的量。通常， 容積量較大的殼體要求較大體積量的滅火劑。最后，殼體22內(nèi)材料的反應(yīng)性也可決定滅火劑28的所要量。反應(yīng)性通常由爆燃指數(shù)Kst (針對(duì)粉塵)和Kg (針對(duì)蒸汽或氣體)來表示。更具反應(yīng)性的材料(例如，較高Kst或Kg)可能會(huì)要求較大體積的滅火劑。圖3A到圖3B示出火焰緩解系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方案。如圖3A到圖3B所示，殼體32可配有壓力釋放裝置33 (可以是防爆門)，其具有啟動(dòng)部分34。傳感器35可被配置來感應(yīng)殼體32內(nèi)的參數(shù)。舉例來說，傳感器35可被配置來感應(yīng)殼體32內(nèi)的能量、壓力、可見光、紅外輻射或指示殼體32內(nèi)火焰正在或?qū)⒁l(fā)的任何其它特性。根據(jù)圖3A到圖3B，還可提供帶有滅火劑釋放點(diǎn)37的火焰緩解裝置36。根據(jù)圖3A到圖3B的實(shí)施方案，傳感器35可感應(yīng)到殼體32內(nèi)火焰正在或?qū)⒁l(fā)。然后傳感器35可觸發(fā)火焰緩解裝置36將滅火劑38釋放到火焰31的路徑。如圖3A到圖3B所配置，火焰緩解系統(tǒng)可在啟動(dòng)部分34啟動(dòng)之前探測(cè)到殼體32內(nèi)爆發(fā)的火焰。因此，可在火焰31從系統(tǒng)釋放之前將滅火劑38釋放到火焰31的路徑?；蛘?，火焰緩解裝置可等待，直到傳感器35探測(cè)到正在爆發(fā)的火焰之后的某時(shí)間點(diǎn)釋放滅火劑38。圖4A到圖4B示出火焰緩解系統(tǒng)的附加實(shí)施方案。如圖4A到圖4B所示，殼體42可配有壓力釋放裝置43 (可以是防爆門)，其具有啟動(dòng)部分44。可提供傳感器45來感應(yīng)啟動(dòng)部分44的啟動(dòng)。如圖4A到圖4B所示,傳感器45配有導(dǎo)線451。當(dāng)啟動(dòng)部分44啟動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線451可能會(huì)斷開或以其它方式妨礙，從而指示傳感器45啟動(dòng)部分44已經(jīng)啟動(dòng)。舉例來說，在啟動(dòng)部分44啟動(dòng)之前，可能會(huì)有電流流經(jīng)導(dǎo)線451。因此，當(dāng)導(dǎo)線451斷開時(shí)，電流可能會(huì)被斷開，從而指示傳感器45啟動(dòng)部分已經(jīng)啟動(dòng)。然后傳感器45可觸發(fā)火焰緩解裝置46將滅火劑48從釋放點(diǎn)47釋放到火焰41的路徑。盡管本公開內(nèi)容中將傳感器45說明成使用導(dǎo)線451來感應(yīng)啟動(dòng)部分451的啟動(dòng)，本公開內(nèi)容并不限于這個(gè)實(shí)施方案。傳感器45還可借助磁性傳感器、光學(xué)傳感器或壓力傳感器來感應(yīng)啟動(dòng)。用于感應(yīng)啟動(dòng)部分44的適合傳感器可包括BS&B安全系統(tǒng)公司出售的Vis-U-Tec 傳感器和MBS 傳感器。舉例來說，共同擁有的美國(guó)專利第4，978，947號(hào)和第6，598，454號(hào)中公開了用于感應(yīng)啟動(dòng)部分44的啟動(dòng)的附加適合傳感器，所述全部美國(guó)專利的全文以引用的方式并入本文。圖5A到圖5B示出火焰緩解系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方案。如圖5A到圖5B所示，殼體
52可配有壓力釋放裝置53 (可以是防爆門)，其具有啟動(dòng)部分54。殼體52可配有爆炸抑制系統(tǒng)59。爆炸抑制系統(tǒng)59可包括釋放點(diǎn)591，其被配置來將抑爆劑592釋放到殼體52。共同擁有的公開號(hào)為2009/0189773的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了示例性爆炸抑制系統(tǒng)，所述美國(guó)專利申請(qǐng)的全文以引用的方式并入本文。可提供傳感器55來感應(yīng)爆炸抑制系統(tǒng)59何時(shí)啟動(dòng)，例如，爆炸抑制系統(tǒng)59何時(shí)將抑爆劑592從釋放點(diǎn)591釋放到殼體52。一旦感應(yīng)到爆炸抑制系統(tǒng)59的啟動(dòng)，傳感器55可發(fā)信火焰緩解系統(tǒng)56將滅火劑58從釋放點(diǎn)57釋放到火焰51的路徑。圖6和圖7不出火焰緩解系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施方案。如圖6所不,可在殼體62內(nèi)具有啟動(dòng)部分64 (圖7中最佳示出)的壓力釋放裝置63 (可以是防爆門)的出口側(cè)上配有導(dǎo)管661。盡管殼體62示為圓柱形集塵器，本公開內(nèi)容并不限于這類結(jié)構(gòu)。因此，殼體62可以是用于加工、處理和/或存儲(chǔ)粉塵、蒸汽和/或氣體的任何加工或存儲(chǔ)殼體。導(dǎo)管661可用來引導(dǎo)從殼體62散出的火焰的路徑。另外，導(dǎo)管661可用來增強(qiáng)其上提供的火焰緩解裝置66的功能性。在一些應(yīng)用中，大氣條件(例如，強(qiáng)風(fēng))可能會(huì)導(dǎo)致火焰緩解裝置所釋放的滅火劑的快速分散。在其它應(yīng)用中，大氣條件可能會(huì)降低滅火劑的效 力。舉例來說，降雨、冰雹或降雪可能會(huì)稀釋或以其它方式不利地影響滅火劑的性能。因此，導(dǎo)管661可防止滅火劑受到不利大氣條件的影響。在一個(gè)實(shí)施方案中，可提供傳感器(未不出)來監(jiān)測(cè)一個(gè)或多個(gè)大氣條件。大氣條件傳感器可用來依據(jù)大氣條件而改變待釋放的滅火劑量。這類傳感器也可適用于不帶導(dǎo)管661的實(shí)施方案。如圖6所示，傳感器65可感應(yīng)正在爆發(fā)或已經(jīng)爆發(fā)的火焰，并觸發(fā)火焰緩解裝置66將滅火劑從釋放點(diǎn)67釋放到導(dǎo)管661，隨后釋放到火焰的路徑。借助于將滅火劑釋放到導(dǎo)管661，火焰緩解系統(tǒng)可削減火焰強(qiáng)度，或者防止火焰從導(dǎo)管散出到環(huán)境中。盡管傳感器65示為安裝在殼體62上，本公開內(nèi)容并不限于這個(gè)實(shí)施方案。因此，傳感器還可(例如)安裝在類似于圖2A、圖3A、圖4A和圖5A中所示的位置。本公開內(nèi)容中描述的其它實(shí)施方案的其它方面還可配有包括圖6到圖7所示的導(dǎo)管661的火焰緩解系統(tǒng)。工程標(biāo)準(zhǔn)可決定導(dǎo)管661的設(shè)計(jì)。舉例來說，National Fire ProtectionAssociation (美國(guó)消防協(xié)會(huì))公布的NFPA68-2007要求一種構(gòu)件,這種構(gòu)件用來計(jì)算放置在防爆門下游的防爆門導(dǎo)管的效果。導(dǎo)管可能會(huì)延長(zhǎng)爆炸達(dá)到大氣條件的時(shí)間，而這可能會(huì)在正經(jīng)歷爆炸的設(shè)備(例如，殼體62)內(nèi)引起較高的爆發(fā)壓力。這些影響可借助增大防爆門和/或?qū)Ч艿臋M截面積來抵消。在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)管661的橫截面積至少與殼體62內(nèi)的防爆門63的橫截面積一樣?；蛘?，這些影響可借助增大正經(jīng)歷爆炸的設(shè)備(例如，殼體62)的額定壓力來抵消。根據(jù)本公開內(nèi)容，將滅火劑釋放到火焰的路徑對(duì)于緩解這些影響也很有效。盡管圖6和圖7不出導(dǎo)管，本公開內(nèi)容也可用于不包括導(dǎo)管的系統(tǒng)(例如，如圖2A到圖5B和圖8A到圖SDs所示的系統(tǒng))。無導(dǎo)管系統(tǒng)可借助去除導(dǎo)管來降低成本。另外，無導(dǎo)管系統(tǒng)可避免由于通過導(dǎo)管來釋放爆燃而產(chǎn)生時(shí)間延遲。這類延遲可導(dǎo)致不良的壓力提升，這可借助不使用導(dǎo)管來避免。舉例來說，NFPA 68-2007中的第7. 4章和第8. 5章描述了這類壓力增大。在無導(dǎo)管系統(tǒng)中，試劑釋放裝置可定位在系統(tǒng)外部，其被配置來將抑制劑釋放到火焰的噴射路徑?？蓱?yīng)用本公開內(nèi)容來改進(jìn)現(xiàn)有的可燃材料系統(tǒng)，以使其具有火焰緩解系統(tǒng)。舉例來說，試劑釋放裝置可定位在現(xiàn)有系統(tǒng)外部的火焰噴射路徑上。試劑釋放裝置可定位在現(xiàn)有的導(dǎo)管型系統(tǒng)或現(xiàn)有的無導(dǎo)管系統(tǒng)的外部。試劑釋放裝置可定位在現(xiàn)有的壓力釋放裝置或防爆門的外部。實(shí)際運(yùn)行已經(jīng)證明，根據(jù)本公開內(nèi)容的火焰緩解系統(tǒng)能夠大幅減緩從殼體散出的火焰。首先提供100 立方尺的容器，其具備公稱直徑為32英寸的低惰性設(shè)計(jì)(塑料膜)型防爆門，但不具備根據(jù)本公開內(nèi)容的火焰緩解系統(tǒng)。容器內(nèi)產(chǎn)生的玉米淀粉爆炸形成直徑為12英尺的火焰，并形成距離防爆門32英尺的水平軌跡。然后為這個(gè)容器裝配根據(jù)本公開內(nèi)容的火焰緩解裝置，其被配置來將碳酸氫鈉滅火劑釋放到從防爆門散出的火焰。借助使用根據(jù)本公開內(nèi)容的火焰緩解裝置，火焰直徑可減到5英尺，且火焰的水平可及范圍可減到10英尺以下?？山柚鷮?shí)施本公開內(nèi)容的多種其它實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)其它火焰減緩結(jié)果。根據(jù)本實(shí)施方案的火焰緩解系統(tǒng)可將滅火劑釋放到任何數(shù)目個(gè)適合軌跡處的火焰路徑，例如，如圖8A到圖8D所示。舉例來說，可依據(jù)加工存儲(chǔ)殼體和/或經(jīng)受爆炸的材料的特定特性來選擇滅火劑的軌跡。如圖8A所示，滅火劑88A可沿著火焰的行進(jìn)噴射軸從火焰緩解裝置96A向遠(yuǎn)離火焰81的方向釋放。因此，當(dāng)火焰81借助壓力釋放裝置(例如，防爆門83A)從殼體82A釋放時(shí)，火焰81可能會(huì)遇到沿著火焰的行進(jìn)方向釋放的滅火劑88A。如圖8B所示，滅火劑88B可沿著火焰的行進(jìn)噴射軸從火焰緩解裝置86B直接向火焰81釋放。因此，當(dāng)火焰81借助壓力釋放裝置(例如，防爆門83B)從殼體82B釋放時(shí)，火焰81可能會(huì)遇到沿著火焰的反向行進(jìn)方向直接釋放的滅火劑88B。如圖SC所示，滅火劑88C可垂直于火焰81的行進(jìn)軸從火焰緩解裝置86C釋放。因此，當(dāng)火焰81借助壓力釋放裝置(例如，防爆門83C)從殼體82C釋放時(shí)，火焰81可能會(huì)遇到垂直于火焰的行進(jìn)方向釋放的滅火劑。上文論述的實(shí)施方案已經(jīng)揭露平行或垂直于火焰的行進(jìn)方向釋放的滅火劑。然而，本公開內(nèi)容并不限于上述配置。在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖8D所示，滅火劑88D可從火焰緩解裝置86D傾斜地釋放到火焰81的路徑或沿著火焰81的路徑釋放。因此，當(dāng)火焰81借助壓力釋放裝置(例如，防爆門83D)從殼體82D散出時(shí)，火焰81可能會(huì)遇到沿著任何適合方向釋放的滅火劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，滅火劑的釋放方向可由傳感器(未示出)所感應(yīng)的特性決定。舉例來說，滅火劑的釋放方向可取決于火焰的尺寸或溫度。另外或或者，滅火劑的釋放方向可取決于諸如風(fēng)速、降雨、冰雹或降雪的一個(gè)或多個(gè)大氣條件。除了滅火劑的釋放方向之外，還可能需要選擇所釋放滅火劑的噴灑型式。舉例來說，釋放點(diǎn)可被配置來依據(jù)火焰的預(yù)期尺寸或任何其它適合參數(shù)以較寬或較窄的噴灑型式散出。在一個(gè)實(shí)施方案中，噴灑型式可由(例如)傳感器(未不出)所感應(yīng)的殼體或大氣的特性決定。借助于選擇滅火劑釋放的方向和型式，操作員還可將滅火劑導(dǎo)向火焰的直接路徑以外的區(qū)域。舉例來說，滅火劑可能會(huì)被釋放到火焰原本可能會(huì)在其中膨脹的區(qū)域/容積。如果以此方式控制滅火劑的釋放，那么操作員可因此在未必滅火的情況下控制火焰的膨脹。由于火焰緩解系統(tǒng)的安全性可能會(huì)取決于其組件的條件，在一個(gè)實(shí)施方案中，可視情況配備監(jiān)測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)一個(gè)或多個(gè)這類條件。舉例來說，可配備監(jiān)測(cè)裝置(未示出)來監(jiān)督滅火劑、試劑釋放裝置、傳感器、防爆門和/或防爆門啟動(dòng)部分的條件。另外或或者，可配備監(jiān)測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)正經(jīng)歷爆炸的設(shè)備內(nèi)部或外部的一個(gè)或多個(gè)條件。舉例來說，共同擁有的美國(guó)專利第7，168，333號(hào)和美國(guó)專利公布第2009/0000406號(hào)的中公開了這類監(jiān)測(cè)裝置，所述全部美國(guó)專利申請(qǐng)的全文以引用的方式并入本文。監(jiān)測(cè)裝置可生成告警或其它警告來提醒用戶火焰緩解系統(tǒng)和/或正經(jīng)歷爆炸的設(shè)備的運(yùn)行條件。盡管將火焰緩解系統(tǒng)的上述實(shí)施方案描繪為使用帶有大體扁平的啟動(dòng)部分的防爆門，并不期望本公開內(nèi)容限于這個(gè)特定結(jié)構(gòu)。因此，期望替代性火焰緩解系統(tǒng)屬于本公開內(nèi)容的范圍，包括所有等效防爆門和壓力釋放裝置，諸如半球形爆破片。另外，將火焰緩解系統(tǒng)的上述實(shí)施方案描繪為響應(yīng)于傳感器發(fā)出的信號(hào)而釋放抑制劑，并不期望本公開內(nèi)容限于將傳感器連接到火焰緩解裝置和/或抑制劑釋放點(diǎn)的任何特定結(jié)構(gòu)。因此，盡管傳感器可直接連接到火焰緩解裝置和/或抑制劑釋放點(diǎn)，傳感器也可連接到CPU或其它裝置，而這些裝置又連接到火焰緩解裝置和/或抑制劑釋放點(diǎn)。因此，傳感器發(fā)出的信號(hào)可由CPU解譯，然后CPU可觸發(fā)火焰緩解裝置釋放抑制劑。此外，傳感器、火焰緩解裝置、抑制劑釋放 點(diǎn)和/或CPU之間的連接可以是無線連接。還預(yù)期本公開內(nèi)容無需限于涉及火“球”的應(yīng)用。更確切來說，本公開內(nèi)容的概念可用來緩解燃燒、著火和/或壓力泄放的其它結(jié)果，包括以不同型式傳播的火焰和可能未必會(huì)燃燒的粉塵或蒸汽云。另外，預(yù)期一個(gè)實(shí)施方案的個(gè)別特征可添加到另一個(gè)實(shí)施方案的個(gè)別特征，或取代另一個(gè)實(shí)施方案的個(gè)別特征。因此，由不同實(shí)施方案之間的不同特征的取代和更換所形成的實(shí)施方案屬于本公開內(nèi)容的范圍。上述實(shí)施方案和配置僅視為預(yù)期系統(tǒng)和方法的示例性實(shí)施方案和配置。本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書和本公開內(nèi)容的實(shí)際實(shí)施之后將顯而易見其它實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種用于具有火焰噴射路徑的可燃材料系統(tǒng)的火焰緩解裝置，其位于所述系統(tǒng)外部且用于將在發(fā)生爆炸時(shí)從所述系統(tǒng)釋放的火焰，所述火焰緩解裝置包含 至少一個(gè)傳感器，其被配置來在發(fā)生爆炸時(shí)感應(yīng)火焰；以及 至少一個(gè)抑制劑釋放裝置，其被配置來在感應(yīng)到所述火焰時(shí)將抑焰劑釋放到所述火焰噴射路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器被配置來直接感應(yīng)所述火焰。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器包含光學(xué)傳感器、紅外傳感器或機(jī)械觸發(fā)傳感器中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器被配置來間接感應(yīng)所述火焰。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器包含溫度傳感器或壓力傳感器中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器包含被配置來感應(yīng)行進(jìn)在所述火焰之前的壓力波的傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火焰緩解裝置，其中所述抑制劑包含干粉滅火劑、液體滅火齊U、打泡劑或氣體滅火劑中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火焰緩解裝置，其進(jìn)一步包含 殼體，其被配置來封閉所述可燃材料區(qū)域的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火焰緩解裝置，其進(jìn)一步包含 導(dǎo)管，其被配置來將所述火焰導(dǎo)離所述殼體。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火焰緩解裝置，其進(jìn)一步包含爆炸抑制系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火焰緩解裝置，其進(jìn)一步包含被動(dòng)型火焰緩解裝置。
12.—種火焰緩解系統(tǒng)，其包含 殼體； 至少一個(gè)壓力釋放裝置，其被配置來在發(fā)生爆炸時(shí)從所述殼體釋放火焰，所述壓力釋放裝置具有出口側(cè)； 至少一個(gè)感應(yīng)器，其被配置來感應(yīng)所述火焰；以及 抑制劑釋放裝置，其定位在所述壓力釋放裝置的所述出口側(cè)上，所述抑制劑釋放裝置被配置來在感應(yīng)到所述火焰時(shí)將抑焰劑釋放到所述火焰的所述路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的火焰緩解系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步被配置來感應(yīng)所述殼體內(nèi)的條件。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的火焰緩解系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步被配置來感應(yīng)所述火焰對(duì)所述系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)組件的影響。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的火焰緩解系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步被配置來感應(yīng)所述系統(tǒng)的所述一個(gè)或多個(gè)組件的溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的火焰緩解系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含 爆炸抑制系統(tǒng)； 其中所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步被配置來感應(yīng)所述火焰對(duì)所述爆炸抑制系統(tǒng)的影響。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的火焰緩解系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含 導(dǎo)管，其定位在所述壓力釋放裝置的所述出口側(cè)上，且被配置來將所述火焰導(dǎo)離所述殼體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的火焰緩解系統(tǒng)，其中所述傳感器進(jìn)一步被配置來感應(yīng)所述導(dǎo)管中的條件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的火焰緩解系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)試劑釋放裝置被配置來將所述抑焰劑釋放到所述導(dǎo)管。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的火焰緩解系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器定位在所述壓力釋放裝置與所述試劑釋放裝置之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的火焰緩解系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步被配置來感應(yīng)所述壓力釋放裝置的啟動(dòng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的火焰緩解系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含 爆炸抑制系統(tǒng)，其被配置來抑制所述殼體內(nèi)的爆炸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的火焰緩解系統(tǒng)，其中 所述至少一個(gè)傳感器進(jìn)一步被配置來感應(yīng)所述爆炸抑制系統(tǒng)何時(shí)啟動(dòng)。
24.一種緩解可燃材料系統(tǒng)中的火焰的方法，其包括以下步驟 在發(fā)生爆炸時(shí)感應(yīng)殼體中的火焰；以及 將抑焰劑釋放到所述火焰的噴射路徑中。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中感應(yīng)火焰進(jìn)一步包括感應(yīng)可見光、紅外輻射、溫度或壓力中的一個(gè)或多個(gè)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中感應(yīng)火焰進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述火焰來觸發(fā)機(jī)械傳感器。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中釋放抑焰劑進(jìn)一步包括將所述抑焰劑釋放到所述殼體。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述火焰的所述噴射路徑延伸到所述殼體的外部，且其中釋放抑焰劑進(jìn)一步包括將所述抑焰劑釋放到所述殼體外部的所述火焰的所述噴射路徑中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火焰緩解裝置(26)和相關(guān)的系統(tǒng)和方法。更具體來說，火焰緩解裝置(26)具有至少一個(gè)被配置來感應(yīng)火焰(21)的傳感器(25)，和至少一個(gè)被配置來在感應(yīng)到火焰時(shí)將抑焰劑釋放到火焰噴射路徑的抑制劑(28)釋放裝置。所述傳感器(25)可直接或間接感應(yīng)火焰。本發(fā)明還公開了一種火焰緩解系統(tǒng)(26)，其中所述系統(tǒng)包括殼體(22)和至少一個(gè)被配置來從殼體釋放火焰的壓力釋放裝置。所述系統(tǒng)(26)可包括至少一個(gè)被配置來感應(yīng)火焰(21)的傳感器(25)，和被配置來釋放抑制劑(28)的裝置。本發(fā)明還公開了一種緩解可燃材料系統(tǒng)中的火焰的方法。
文檔編號(hào)A62C37/36GK102753239SQ201080054970
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者G·布拉茲爾 申請(qǐng)人:Bs&B 安全系統(tǒng)有限公司