IT201600126375A1 - Blocco arrestafiamma per dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme - Google Patents

Description

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DESCRIZIONE

Sfondo tecnologico dell’invenzione

Settore della tecnica dell’invenzione

La soluzione proposta nel presente documento si riferisce ai dispositivi di 5 protezione contro la propagazione di fiamme in presenza di deflagrazioni e/o detonazioni causate da una qualsiasi fonte di innesco. Tali dispositivi di protezione sono noti anche come arrestatori di fiamma o rompifiamma o antifiamma. In particolare, la soluzione qui proposta si riferisce ad un blocco (o filtro) arrestafiamma per l’impiego nei suddetti dispositivi di protezione.

10 Breve rassegna dello stato della tecnica

Gli arrestatori di fiamma sono dispositivi aventi lo scopo di estinguere, impedire, interrompere la propagazione di fiamme, ad esempio in presenza di da deflagrazione o detonazione, generate da una qualsiasi causa di innesco.

Gli arrestatori di fiamma sono impiegati come dispositivi di protezione in 15 svariati settori applicativi, ad esempio nei settori delle industrie petrolchimiche, chimiche, farmaceutiche, e più in generale ovunque ci si trovi in presenza di atmosfere potenzialmente esplosive. In particolare, gli arrestatori di fiamma sono tipicamente utilizzati, sempre al fine di arrestare la propagazione di fiamme, come dispositivi di protezione di fine linea o come dispositivi di protezione in linea, e 20 possono anche essere abbinati ad altri dispositivi di protezione, quali le valvole di sovrapressione, le valvole di depressione, le valvole di respirazione.

Un arrestatore di fiamma è un dispositivo che, pur interrompendo la propagazione di fiamme, permette il passaggio di fluidi (liquidi o aeriformi).

Il principio di funzionamento su cui si basano gli arrestatori di fiamma è 25 quello dell’estinzione della combustione (“fire quenching” o “combustion quenching”) per cessione di calore dalla fiamma ad un corpo di materiale solido termicamente conduttivo a temperatura più bassa. Tale cessione di calore è resa maggiormente efficiente realizzando nel corpo di materiale solido numerosi stretti passaggi, attraverso i quali la fiamma è costretta a passare.

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Un tipo di arrestatore di fiamma comunemente utilizzato è quello denominato “Crimped Metal Ribbon” o CMR. Un arrestatore di fiamma CMR comprende uno o più elementi arrestafiamma, ciascuno composto da strati di sottili lamierini metallici ondulati e lisci alternati fra loro, ad esempio disposti in modo genericamente 5 coassiale ad un mandrino centrale a formare un corpo cilindrico multistrato, il tutto essendo racchiuso entro una camicia esterna. Gli spazi creati tra le ondulazioni dei lamierini metallici ondulati e gli adiacenti lamierini lisci definiscono una molteplicità di passaggi o canali per il fluido. Tali passaggi, ad esempio di sezione approssimativamente triangolare, si estendono genericamente parallelamente all’asse 10 del corpo cilindrico (o con un limitato angolo di inclinazione rispetto all’asse del corpo cilindrico).

Un arrestatore di fiamma CMR è ad esempio descritto in WO 94/00197.

Un tipico procedimento di fabbricazione di un elemento arrestafiamma CMR prevede di prelevare da rispettive bobine due lamierini piatti, creare una ondulazione 15 su uno dei due lamierini mediante una ruota dentata, e poi avvolgere a spirale i due lamierini sul mandrino centrale.

Tipicamente, negli arrestatori di fiamma CMR, uno o più elementi arrestafiamma sono disposti in successione assiale, con interposti elementi distanziatori per generare turbolenza utile al fine di aumentare l’efficienza di 20 scambio termico e quindi garantire l’arresto della fiamma senza dover aumentare il numero di elementi arrestafiamma.

In WO 2015/091747, a nome della stessa qui presente Richiedente, è discusso che, a dispetto del loro comune impiego, gli arrestatori di fiamma CMR presentano una serie di inconvenienti.

25 Ad esempio, essi possono essere facilmente danneggiati durante la loro movimentazione, in particolare nelle operazioni di manutenzione. Il danneggiamento può causare l’alterazione delle dimensioni dei passaggi per i fluidi, cosa che potrebbe avere come conseguenza estremamente pericolosa l’incapacità di svolgere la funzione di arrestare la propagazione della fiamma, oppure il disallineamento dei 30 lamierini, ciò che può determinare un aumento delle perdite di pressione.

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Inoltre, poiché le dimensioni dei passaggi o canali per i fluidi sono estremamente limitate, tali passaggi possono facilmente essere ostruiti da depositi, cosa che rende indispensabile una manutenzione periodica degli arrestatori di fiamma.

5 In aggiunta, gli arrestatori di fiamma CMR comportano una significativa perdita di carico. La perdita di carico dipende dalla costruzione interna dell’arrestatore di fiamma CMR, ossia dal numero di elementi arrestafiamma, dalla dimensione di cella degli elementi (“gap” o altezza dei passaggi o canali per il fluido), dall’altezza degli elementi, dall’inclinazione dei passaggi o canali degli 10 elementi e dallo spessore dei lamierini che compongono gli elementi. Tale perdita è funzione della portata, del tipo di fluido e delle sue condizioni fisiche, ed aumenta notevolmente con lo sporcamento dell’elemento arrestafiamma e la conseguente occlusione dei passaggi o canali, sporcamento che può essere molto elevato nel caso di fluidi contenenti impurità e appiccicosi.

15 Altro inconveniente degli arrestatori di fiamma CMR è la loro relativa complessità costruttiva, dato il numero piuttosto elevato di parti diverse di cui sono composti (mandrino centrale, lamierini lisci, lamierini ondulati, camicia esterna), che richiedono lavorazioni specifiche per la loro fabbricazione utilizzando macchine automatiche o semi-automatiche dedicate che rendono piuttosto complesso 20 l’assemblaggio. Tutto ciò rende gli arrestatori di fiamma CMR piuttosto costosi.

Un’altra conseguenza della complessità costruttiva degli arrestatori di fiamma CMR è che essi, una volta assemblati, non possono essere disassemblati completamente per la loro pulizia, perché risulterebbe praticamente impossibile riassemblarli e garantire la sicurezza iniziale. Per la loro pulizia occorre ricorrere all’impiego di solventi o 25 vapore ad alta pressione (unico modo di penetrare negli interstizi dell’arrestatore di fiamma CMR), e le operazioni sono pertanto complesse, lunghe e a volte non del tutto efficaci.

Inoltre, è critico ottenere un’elevata precisione e ripetibilità della produzione, ed una resistenza dell’elemento arrestafiamma CMR alla flessione ed alla 30 deformazione. Non è semplice ottenere una bassa ovalizzazione degli elementi arrestafiamma CMR (determinata dall’avvolgimento a spirale dei lamierini sul I15148-IT/MM

mandrino centrale).

Sempre in WO 2015/091747 è descritto un blocco arrestafiamma per dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme, diverso dall’elemento arrestafiamma di tipo CMR, e comprendente: almeno una prima piastra avente un 5 perimetro esterno ed almeno una apertura in una regione interna al perimetro esterno, ed una seconda piastra di chiusura impilata su detta almeno una prima piastra lungo una direzione di impilaggio e distanziata dalla almeno una prima piastra in modo da definire, tra detta almeno una prima piastra e detta seconda piastra, una intercapedine trasversale a detta direzione di impilaggio.

10 Sommario dell’invenzione

In accordo con la soluzione proposta nel presente documento, è fornito un blocco o filtro arrestafiamma per l’impiego in dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme, siano esse conseguenza di deflagrazioni o detonazioni. In particolare, la soluzione qui proposta si riferisce ad un blocco arrestafiamma del tipo 15 descritto in WO 2015/091747, con caratteristiche migliorate.

Il blocco arrestafiamma della soluzione qui proposta comprende:

- almeno una prima piastra avente un perimetro esterno ed almeno una apertura in una regione interna al perimetro esterno;

- una seconda piastra di chiusura impilata su detta almeno una prima 20 piastra lungo una direzione di impilaggio, e

tra detta almeno una prima piastra e detta seconda piastra, almeno una intercapedine trasversale a detta direzione di impilaggio.

Detta almeno una prima piastra comprende una porzione, situata fra il perimetro esterno e l'almeno una apertura, avente conducibilità termica ridotta, 25 minore rispetto alla conducibilità termica del materiale di cui è costituita la rimanente porzione della prima piastra.

In forme realizzative esemplificative, detta porzione dell'almeno una prima piastra avente conducibilità termica ridotta può comprendere almeno una interruzione del materiale di cui è costituita la prima piastra.

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In forme realizzative esemplificative, detta interruzione di materiale può comprendere almeno una scanalatura che attraversa la prima piastra, nel senso del suo spessore (cioè nella direzione di impilaggio).

In forme realizzative esemplificative, detta porzione dell'almeno una prima 5 piastra avente conducibilità termica ridotta può comprendere una porzione della prima piastra in un materiale avente conducibilità termica minore rispetto al materiale di cui è costituita la rimanente porzione della prima piastra.

In forme realizzative esemplificative, detta almeno una prima piastra può comprendere una pluralità di prime piastre impilate l’una sull’altra lungo detta 10 direzione di impilaggio e reciprocamente distanziate mediante rispettivi distanziali per definire, fra coppie adiacenti di prime piastre di detta pluralità, una pluralità di dette intercapedini.

In forme realizzative esemplificative, la seconda piastra può essere distanziata dalla almeno una prima piastra mediante almeno un distanziale.

15 In forme realizzative esemplificative, detto almeno un distanziale comprende rondelle, ranelle, rosette, porzioni ispessite di materiale della almeno una prima piastra e/o della seconda piastra, parti imbutite della almeno una prima piastra e/o della seconda piastra.

In forme realizzative esemplificative, detta almeno una prima piastra e detta 20 seconda piastra sono serrate a pacco.

In forme realizzative esemplificative, detta prima piastra può essere a forma di cornice quadrangolare, particolarmente, quadrata o rettangolare o romboidale, ellissoidale, a stella, lobata quadrangolare o di corona circolare, e preferibilmente detta seconda piastra può essere di forma corrispondente alla forma della prima 25 piastra, in particolare di forma discoidale o quadrata.

Il blocco o filtro arrestafiamma secondo la soluzione qui proposta è di semplice fabbricazione (essendo composto da poche parti, ciascuna delle quali di semplice realizzazione o persino già reperibile in commercio), assemblaggio ed installazione, e quindi è poco costoso.

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Inoltre, il blocco arrestafiamma secondo la soluzione qui proposta è di semplice manutenzione, poiché è facilmente disassemblabile e riassemblabile ed inoltre la pulizia può essere eseguita anche con normali sistemi abrasivi e senza la necessità di ricorrere all’impiego di solventi o vapore ad alta pressione.

5 Un altro significativo vantaggio del blocco arrestafiamma secondo la soluzione qui proposta è la modularità: infatti, aumentando il numero di piastre impilate (e reciprocamente distanziate) si possono ridurre le perdite di carico sostanzialmente a piacere, senza compromettere le prestazioni in termini di capacità di arresto della propagazione di fiamme.

10 Un vantaggio molto importante del blocco arrestafiamma secondo la soluzione qui proposta è che esso abbatte la trasmissione del calore dalla periferia esterna del blocco arrestafiamma verso l'interno: ciò ha la vantaggiosa conseguenza che, anche in situazioni di fiamme persistenti all'esterno del blocco arrestafiamma, la temperatura all'interno del blocco arrestafiamma stesso non sale a livelli pericolosi.

15 Il presente documento propone anche un dispositivo di protezione contro incendi e/o esplosioni, comprendente almeno un blocco arrestafiamma secondo la soluzione esposta in precedenza, in cui detto dispositivo di protezione comprendente almeno uno fra: un dispositivo di protezione di fine linea, un dispositivo di protezione in linea, una valvola di sovrapressione, una valvola di depressione, una 20 valvola di respirazione, per la protezione contro la propagazione di fiamme in presenza di deflagrazioni o detonazioni.

Nel presente documento è inoltre presentata una soluzione di blocco arrestafiamma comprendente:

- almeno una prima piastra avente un perimetro esterno ed almeno una 25 apertura in una regione interna al perimetro esterno;

- una seconda piastra di chiusura impilata su detta almeno una prima piastra lungo una direzione di impilaggio, e

tra detta almeno una prima piastra e detta seconda piastra, almeno una intercapedine trasversale a detta direzione di impilaggio.

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Detta almeno una prima piastra, ed eventualmente detta seconda piastra, comprendono parti imbutite formanti distanziali per realizzare detta almeno una intercapedine.

Breve descrizione dei disegni allegati

5 Questi ed altri caratteristiche e vantaggi della presente invenzione saranno resi maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, che verrà fatta riferendosi agli annessi disegni, di possibili forme di realizzazione esemplificative e non limitative della presente invenzione. Nei disegni:

- la Figura 1 schematizza una possibile applicazione di un blocco 10 arrestafiamma in accordo con una forma di realizzazione della soluzione proposta nel presente documento in un dispositivo di protezione di fine linea;

- la Figura 2 mostra, parzialmente in sezione, una realizzazione del dispositivo di protezione di fine linea di cui alla Figura 1;

- la Figura 3 mostra, in pianta, una piastra del blocco arrestafiamma del 15 dispositivo di protezione di Figura2;

- la Figura 4 mostra, ingrandito, un dettaglio della Figura 2, e

- la Figura 5 e la Figura 6 mostrano, rispettivamente in pianta ed in sezione secondo un piano diametrale, una realizzazione esemplificativa di distanziali fra piastra del blocco arrestafiamma.

20 Descrizione dettagliata di forme di realizzazione esemplificative dell’invenzione

Con riferimento ai disegni, in Figura 1 è mostrata schematicamente una possibile applicazione di un blocco o filtro arrestafiamma secondo una forma di realizzazione della soluzione proposta nel presente documento.

Il riferimento 105 indica un serbatoio, ad esempio un serbatoio di un impianto 25 petrolchimico (oppure di un impianto chimico, farmaceutico eccetera). Il serbatoio 105 è destinato a contenere un liquido infiammabile 110, ad esempio petrolio o un liquido derivante dalla raffinazione del petrolio, che esala vapori infiammabili 115.

Il serbatoio 105 è provvisto di un condotto di sfiato 125 per lo sfiato dei I15148-IT/MM

vapori infiammabili 115 che si sviluppano al proprio interno. All’estremità del condotto di sfiato 125 è montato un dispositivo di protezione di fine linea 130 provvisto di un blocco o filtro arrestafiamma per arrestare la potenziale propagazione lungo il condotto di sfiato 125 ed entro il serbatoio 105 di fiamme in presenza di 5 deflagrazione che innescano la combustione dei vapori infiammabili 115, ad esempio deflagrazioni innescate da scariche elettriche, per esempio in conseguenza di eventi atmosferici quali fulmini 135 da nubi temporalesche. Il dispositivo di protezione di fine linea 130 può essere munito di una copertura parapioggia 140.

La Figura 2 mostra, parzialmente in sezione, una realizzazione 10 esemplificativa del dispositivo di protezione di fine linea 130 di Figura 1, comprendente un blocco arrestafiamma secondo una forma di realizzazione della soluzione qui proposta.

Il dispositivo di protezione di fine linea 130 della realizzazione esemplificativa di Figura 2 comprende un corpo cavo 205 comprendente una prima 15 flangia di estremità 210 per il montaggio, ad esempio, al condotto di sfiato 125 mostrato in Figura 1. Il corpo cavo 205 comprende, a partire dalla prima flangia 210, una prima porzione 215, ad esempio sostanzialmente cilindrica, seguita da una seconda porzione 220, ad esempio conica, terminante in una seconda flangia di estremità 225.

20 Sulla seconda flangia di estremità 225 è montato un blocco o filtro arrestafiamma 230 secondo una forma di realizzazione della soluzione qui proposta. Nell’esempio considerato, al di sopra del blocco arrestafiamma 230 è montata la copertura parapioggia 235 (tuttavia, come meglio spiegato nel prosieguo, grazie alla struttura del blocco arrestafiamma secondo la soluzione qui proposta, la previsione 25 della copertura parapioggia 235 è opzionale e non indispensabile).

Il blocco arrestafiamma 230 comprende una, due o più, preferibilmente una pluralità di prime piastre, aventi ciascuna un perimetro esterno ed almeno una apertura formata in una regione interna al perimetro esterno, ad esempio del tipo mostrato in Figura 3 (in pianta) ed ivi indicato con 305. Le prime piastre 305 sono 30 ad esempio piastre metalliche, preferibilmente in acciaio al carbonio o acciaio inox o I15148-IT/MM

acciaio speciale. Le prime piastre 305 hanno ad esempio a forma di corona circolare, hanno un perimetro esterno 315 ed una apertura 320 formata in una regione interna al perimetro esterno 315, e sono impilate lungo l’asse longitudinale X del dispositivo di protezione di fine linea 130 corrispondente all’asse del foro interno del corpo cavo 5 205. Preferibilmente le prime piastre 305 a forma di corona circolare sono di uguale diametro, sia interno che esterno. Ad esempio, il diametro interno delle prime piastre 305 a forma di corona circolare può corrispondere al diametro interno della seconda flangia di estremità 225. Il diametro esterno delle prime piastre 305 a forma di corona circolare può corrispondere al diametro esterno della seconda flangia di 10 estremità 225.

Superiormente (secondo l’orientamento della Figura 2), il blocco arrestafiamma 230 è chiuso da una seconda piastra, di chiusura, meglio visibile nell'ingrandimento del "dettaglio A" di Figura 2 mostrato in Figura 4 ed ivi indicata con 405. La seconda piastra 405, di chiusura, è ad esempio a forma di disco (cioè, di 15 cerchio) ed ha diametro preferibilmente uguale al diametro esterno delle prime piastre 305 a forma di corona circolare. Anche la seconda piastra 405, di chiusura, a forma di disco può essere metallica, preferibilmente in acciaio al carbonio o acciaio inox o acciaio speciale.

Come meglio visibile in Figura 4, le prime piastre 305 e la seconda piastra 20 405, di chiusura, sono serrate a pacco. La prima piastra 305 alla base della pila o pacco di prime piastre 305 poggia sulla seconda flangia di estremità 225. Coppie di prime piastre 305 consecutive della pila o pacco di prime piastre 305 sono mantenute opportunamente distanziate fra loro mediante distanziali 410, ad esempio rondelle, ranelle o rosette. La seconda piastra 405, di chiusura, può poggiare sulla prima 25 piastra 305 alla sommità della pila o pacco di prime piastre 305 (come nell'esempio mostrato in figura) oppure essere distanziata da quest'ultima mediante distanziali analoghi ai distanziali 410. Per il serraggio a pacco delle prime piastre 305 e della seconda piastra 405, di chiusura, impilate, con interposti i relativi distanziali 410, possono essere impiegati (come nell’esempio mostrato) bulloni o tiranti 415, inseriti 30 in fori passanti 310 formati in successione circonferenziale ed in posizioni corrispondenti in prossimità del perimetro esterno delle prime piastre 305, ed in I15148-IT/MM

corrispondenti fori passanti formati (sempre in successione circonferenziale) in prossimità del perimetro della seconda piastra 405, di chiusura, e della seconda flangia di estremità 225.

Al di sopra della seconda piastra 405, di chiusura, può essere montata la 5 copertura parapioggia 235, sostanzialmente consistente in un elemento a forma di calotta di diametro preferibilmente maggiore del diametro del blocco arrestafiamma 230, cioè del diametro esterno delle prime piastre 305. Per il montaggio della copertura parapioggia 235 (quando prevista) è vantaggioso sfruttare i medesimi tiranti 320 già utilizzati per il serraggio a pacco delle piastre prime 305 e seconda 10 405 e dei distanziali 410 che formano il blocco arrestafiamma 230. Come accennato in precedenza, la previsione della copertura parapioggia 235 non è peraltro indispensabile, in quanto la seconda piastra 405, di chiusura. già esplica funzioni di parapioggia, impedendo la penetrazione di gocce di pioggia entro il corpo cavo 205. Eventualmente, la dimensione in pianta (ad esempio il diametro) della seconda 15 piastra 405, di chiusura, può essere maggiorata rispetto alla dimensione in pianta (ad esempio, il diametro esterno) delle prime piastre 305.

Il blocco arrestafiamma 230 così costituito dà origine ad un passaggio interno 417 (centrale, nell’esempio) per i fluidi (vapori o gas) provenienti ad esempio dal serbatoio 105, passaggio interno 417 definito dalle aperture formate nella regione 20 interna al perimetro esterno delle prime piastre 305. Il passaggio 417 si estende lungo l’asse X (direzione di impilaggio delle prime piastre 305 e della seconda piastra 405), è chiuso alla sommità dalla seconda piastra 405, di chiusura, e da esso si diparte una pluralità di passaggi radiali. Detti passaggi radiali sono trasversali, ad esempio sostanzialmente ortogonali all’asse X, ed essendo definiti dalle 25 intercapedini, create dai distanziali 410, fra le varie coppie di prime piastre 305 adiacenti (ed eventualmente dall’intercapedine fra la prima piastra 305 alla sommità della pila e la seconda piastra 405, di chiusura).

Lo spessore dei distanziali 410, e quindi la distanza fra due prime piastre 305 adiacenti (ed, eventualmente, fra la prima piastra 305 alla sommità della pila e la 30 seconda piastra 405, di chiusura), cioè a dire l'altezza (lungo la direzione X) delle intercapedini, sono progettati in modo tale che una eventuale fiamma 420 che si I15148-IT/MM

genera esternamente al blocco arrestafiamma 230 non si propaghi all’interno del corpo cavo 205 grazie all’azione di estinzione (“quenching”) determinata dalla cessione di calore dalla fiamma 420 alle prime piastre 305 ed alla seconda piastra 405 del blocco arrestafiamma 230.

5 Vantaggiosamente, anche in presenza di fiamme 330 stazionarie (c.d.

“endurance burning”), ovverosia fiamme che non si estinguono dopo breve tempo ma si mantengono per un tempo indefinito, non è necessario prevedere sistemi di apertura della copertura parapioggia 235 (ove eventualmente prevista) per sfogare il calore generato: come schematizzato in Figura 4, la fiamma 420 non si localizza alla 10 sommità del blocco arrestafiamma 230 (cosa che invece accade negli arrestatori di fiamma CMR), quindi la fiamma non si localizza nella zona coperta dalla copertura parapioggia 235 (che impedirebbe lo sfogo del calore), bensì tutt’intorno al blocco arrestafiamma 230.

In accordo con una forma di realizzazione della soluzione proposta nel 15 presente documento, le prime piastre 305 (tutte, o almeno alcune delle prime piastre 305 della pila) sono realizzate in modo avere una porzione, situata fra il loro perimetro esterno e l'almeno una apertura nella regione interna al perimetro esterno, avente conducibilità termica minore rispetto alla conducibilità termica del materiale (come menzionato in precedenza, per esempio, acciaio, acciaio inox, acciaio 20 speciale) di cui sono costituite le prime piastre 305 stesse.

Ad esempio, come visibile nella Figura 3, tale porzione a ridotta conducibilità termica è costituita da una o più scanalature 325 formate in una porzione delle prime piastre 305 intermedia fra il perimetro esterno 315 e l'apertura 320. Nell'esempio qui considerato, le scanalature 325 sono profonde quanto lo 25 spessore delle prime piastre 305, cioè trapassano le prime piastre 305 da parte a parte, ma nulla vieta di realizzare scanalature di minore profondità. Sempre nell'esempio qui considerato, le scanalature 325 sono una successione circonferenziale di scanalature a forma di settore di corona circolare, reciprocamente distanziate da porzioni 330 del materiale (ad esempio acciaio) costitutivo delle prime 30 piastre 305. Le scanalature 325 rappresentano una porzione a ridotta conducibilità termica in quanto il ponte d'aria a cui esse danno origine ha una conducibilità termica I15148-IT/MM

minore di quella che avrebbe una porzione piena di materiale.

La previsione, nelle prime piastre 305, della suddetta porzione a ridotta conducibilità termica permette di abbattere la trasmissione di calore dalla regione esterna delle prime piastre 305, prossima al loro perimetro esterno, verso la regione 5 più interna delle stesse. Ciò è importante poiché anche in conseguenza di un notevole riscaldamento della porzione periferica esterna delle prime piastre 305, causata dalla fiamma 420, la parte interna delle prime piastre 305, con cui i vapori infiammabili 115 esalanti dal fluido contenuto nel serbatoio 105 entrano in contatto, non raggiunge temperature tali da incendiare i vapori stessi. La robustezza di un 10 dispositivo di protezione, quale ad esempio il dispositivo di fine linea 130, a siffatte condizioni operative è anche una delle prove di omologazione che un dispositivo di protezione deve superare. In particolare, nelle prove di "endurance burning" viene fatto fluire attraverso il dispositivo di protezione un flusso continuo di determinati fluidi (appartenenti a classi di pericolosità diverse in funzione dell'applicazione cui il 15 dispositivo di protezione è destinato), e viene innescata una fiamma all'esterno del dispositivo di protezione (come la fiamma 420 di Figura 4). Il flusso di gas, e di conseguenza la fiamma, viene mantenuto per un certo lasso di tempo, tipicamente 2 ore, e mediante sensori di temperatura si verifica che il dispositivo di protezione raggiunga e mantenga una condizione di equilibrio termico, con la temperatura 20 all'interno del dispositivo di protezione che sale fino a raggiungere e mantenere una certa temperatura, inferiore a quella che determinerebbe la propagazione della fiamma all'interno del dispositivo di protezione stesso. Trascorso tale lasso di tempo, il flusso di gas viene interrotto e, di conseguenza, la fiamma 420 si estingue per mancanza di combustibile, ma il venir meno del flusso di gas (al quale il blocco 25 arrestafiamma 230 cedeva parte del calore) può causare un aumento della temperatura della parte interna del blocco arrestafiamma stesso, al punto da innescare una fiamma nella parte a monte del dispositivo di protezione. Grazie alla previsione, nelle prime piastre 305, della suddetta porzione a ridotta conducibilità termica, si riduce il calore trasmesso dalla regione esterna delle prime piastre 305, prossima al 30 loro perimetro esterno, verso la regione più interna delle stesse, e di conseguenza la temperatura all'interno del dispositivo di protezione sale meno, anche dopo I15148-IT/MM

l'interruzione del flusso di fluido.

Le variabili costruttive che determinano la composizione del blocco arrestafiamma 230 sono poche e semplici, e si riassumono nelle seguenti: spessore delle prime piastre 305, distanza fra le prime piastre 305 adiacenti nella pila 5 (eventualmente, distanza fra la prima piastra 305 alla sommità della pila e la seconda piastra 405, di chiusura), larghezza delle prime piastre 305, diametro esterno delle prime piastre 305, numero di prime piastre 305 impilate a formare il pacco, materiale delle prime piastre 305.

La scelta dei valori di tali variabili costruttive dipende dal fluido della 10 specifica applicazione di interesse e dalle condizioni operative del fluido stesso nella applicazione considerata (ad esempio, pressione e temperatura all’interno del serbatoio 105).

In particolare, la distanza fra le prime piastre 305 adiacenti nella pila (ed eventualmente fra la piastra 305 alla sommità della pila e la seconda piastra 405, di 15 chiusura) può essere dell’ordine di grandezza del valore del parametro noto come MESG (“Maximum Experimental Safe Gap”) relativo al particolare fluido di interesse per la specifica applicazione di volta in volta considerata. Il parametro MESG è definito nella normativa ISO 16852, che rappresenta la norma di riferimento per il test degli arrestatori di fiamma. Ad esempio, la norma di riferimento stabilisce 20 che il valore del MESG per fluidi di classe IIA (ad esempio il propano) è di 0,9 mm, il valore del MESG per fluidi di classe IIB3 (ad esempio l’etilene) è di 0,65 mm, ed il valore del MESG per fluidi di classe IIC (ad esempio l’idrogeno) è di 0,5 mm. Dato lo specifico fluido della applicazione di interesse, la distanza fra le prime piastre 305 adiacenti nella pila (ed eventualmente fra la prima piastra 305 alla sommità della pila 25 e la seconda piastra 405 di chiusura) è vantaggiosamente scelta in modo da essere minore o al più uguale al valore del MESG stabilito dalla norma per quel fluido.

Il numero di prime piastre 305 da impilare per formare il blocco arrestafiamma 230 dipende invece dalla massima perdita di carico accettabile. Aumentando il numero di prime piastre 305 nella pila diminuiscono le perdite di 30 carico.

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Ad esempio, utilizzando prime piastre 305 a forma di corona circolare come quelle mostrate nelle figure, aventi diametro interno di 200 mm per un fluido di classe IIA si possono avere circa 60 prime piastre 305 distanziate l’una dall’altra di circa 0,9 mm, se si desidera avere un passaggio pieno, cioè senza riduzione della 5 sezione di passaggio del gas. Raddoppiando il numero di prime piastre 305, si dimezza la perdita di carico.

Il blocco arrestafiamma 230 descritto in precedenza, oltre che su un dispositivo di protezione di fine linea 130, può essere applicato ad altri dispositivi di protezione, ad esempio dispositivi per la protezione di serbatoi 105 destinati a 10 contenere liquidi infiammabili 110, quali petrolio o suoi derivati, e che esalano vapori infiammabili 115.

Ad esempio, uno o più blocchi arrestafiamma 230 possono essere montati su valvole di sovrapressione/depressione (dispositivi di protezione valvolari concepiti per impedire la deformazione dei serbatoi causata da un eccessivo 15 aumento/diminuzione della pressione interna ai serbatoi stessi, ad esempio in conseguenza del riempimento/svuotamento dei serbatoi con i liquidi che essi sono destinati a contenere), valvole di respirazione (dispositivi di protezione valvolari che combinano le funzioni delle valvole di sovrapressione e delle valvole di depressione), dispositivi di protezione in linea mono- o bi-direzionali (dispositivi di 20 protezione impiegati ad esempio in condutture di impianti petrolchimici, chimici, farmaceutici eccetera, e più in generale ogniqualvolta si è in presenza di fluidi -vapori o gas - infiammabili, per permettere il flusso del fluido ma impedire la trasmissione - propagazione - di una eventuale fiamma da un tratto della conduttura ad un altro tratto della conduttura, fiamma che può ad esempio verificarsi in presenza 25 di una deflagrazione o detonazione entro la conduttura).

Varie modifiche possono essere apportate alle forme di realizzazione di blocco arrestafiamma 230 descritte in precedenza.

Ad esempio, i distanziali 410, anzichè essere parti separate dalle prime piastre 305 (e dalla seconda piastra 405), possono essere formati in un sol pezzo con le 30 prime piastre 305 (ed eventualmente con la seconda piastra 405), prevedendo un I15148-IT/MM

ispessimento del materiale delle prime piastre 305 (ed eventualmente della seconda piastra 405), e/o una opportuna deformazione/imbutitura delle prime piastre 305 (ed eventualmente della seconda piastra 405), in modo da formare sorte di bugne adeguatamente sporgenti, ad esempio in corrispondenza dei fori 310. Ad esempio, 5 come mostrato nelle Figure 5 e 6, possono essere formate bugne 505 sporgenti da una faccia delle prime piastre 305 (ed eventualmente della seconda piastra 405), oppure sporgenti da entrambe le facce delle prime piastre 305. Le bugne 505 possono ad esempio essere formate in corrispondenza dei fori 310; per esempio, come mostrato nelle Figure 5 e 6, è possibile prevedere coppie di bugne 505 in 10 corrispondenza di ciascun foro 310, ad esempio da lati opposti del foro 310 stesso.

Altre disposizioni delle bugne 505 sono peraltro possibili. Si sottolinea che nulla vieta di applicare le bugne 505 anche alle piastre di un blocco arrestafiamma del tipo descritto in WO 2015/091747 (quindi non necessariamente in combinazione con la soluzione proposta nel presente documento).

15 Le prime piastre 305, la seconda piastra 405 e/o i distanziali 410 possono essere realizzati in modo da definire, una volta impilati, intercapedini genericamente trasversali, anche non strettamente ortogonali all’asse X. In particolare, le prime piastre 305 non necessariamente hanno superficie piana.

Inoltre, le prime piastre 305 possono avere forme diverse dalla forma di 20 corona circolare, ad esempio possono avere forme ellissoidali, quadrate, rettangolari, romboidali, a stella, lobate. Più in generale, le prime piastre 305 possono essere delle piastre di qualsivoglia forma in pianta, aventi un perimetro esterno ed almeno una apertura nella regione interna al perimetro.

In alternativa alle (o in combinazione con le) scanalature 325, possono essere 25 previsti molteplici fori (passanti o meno) nel materiale delle prime piastre 305.

Come ulteriore alternativa, le prime piastre 305 possono essere realizzate in modo da avere una porzione, ad esempio una banda intermedia fra il perimetro esterno 315 e l'apertura 320, in materiale a ridotta conducibilità termica rispetto al rimanente materiale, ad esempio un materiale refrattario.

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Claims (1)

1. I15148-IT/MM RIVENDICAZIONI 1. Blocco arrestafiamma (230) per dispositivi di protezione contro la propagazione di fiamme, comprendente: - almeno una prima piastra (305) avente un perimetro esterno ed 5 almeno una apertura in una regione interna al perimetro esterno; - una seconda piastra (405) di chiusura impilata su detta almeno una prima piastra (305) lungo una direzione di impilaggio (X), e tra detta almeno una prima piastra (305) e detta seconda piastra (405), almeno una intercapedine trasversale a detta direzione di impilaggio (X), 10 caratterizzato dal fatto che detta almeno una prima piastra (305) comprende una porzione (325), situata fra il perimetro esterno e l'almeno una apertura, avente conducibilità termica ridotta, minore rispetto alla conducibilità termica del materiale di cui è costituita la rimanente porzione della prima piastra (305). 15 2. Blocco arrestafiamma secondo la rivendicazione 1, in cui detta porzione (325) dell'almeno una prima piastra (305) avente conducibilità termica ridotta comprende almeno una interruzione del materiale di cui è costituita la prima piastra (305). 20 3. Blocco arrestafiamma secondo la rivendicazione 2, in cui detta interruzione di materiale comprende almeno una scanalatura che attraversa la prima piastra (305). 4. Blocco arrestafiamma secondo la rivendicazione 1, in cui detta porzione 25 (325) dell'almeno una prima piastra (305) avente conducibilità termica ridotta comprende una porzione della prima piastra in un materiale avente conducibilità termica minore rispetto al materiale di cui è costituita la rimanente porzione della prima piastra (305). I15148-IT/MM 5. Blocco arrestafiamma secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una prima piastra (305) comprende una pluralità di prime piastre (305) impilate l’una sull’altra lungo detta direzione di impilaggio (X) e 5 reciprocamente distanziate mediante rispettivi distanziali (315;505) per definire, fra coppie adiacenti di prime piastre (305) di detta pluralità, una pluralità di dette intercapedini. 6. Blocco arrestafiamma secondo una qualunque delle rivendicazioni 10 precedenti, in cui la seconda piastra (405) è distanziata dalla almeno una prima piastra (305) mediante almeno un distanziale. 7. Blocco arrestafiamma secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui detti distanziali comprendono rondella, ranelle, rosette, porzioni ispessite di materiale 15 della almeno una prima piastra (305) e/o della seconda piastra (310), parti imbutite (505) della almeno una prima piastra (305) e/o della seconda piastra (405). 8. Blocco arrestafiamma secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una prima piastra (305) e detta seconda piastra (405) 20 sono serrate a pacco. 9. Blocco arrestafiamma secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima piastra (305) è a forma di cornice quadrangolare, particolarmente, quadrata o rettangolare o romboidale, ellissoidale, a stella, lobata 25 quadrangolare o di corona circolare, e preferibilmente detta seconda piastra (405) è di forma corrispondente alla forma della prima piastra, in particolare di forma discoidale o quadrata. I15148-IT/MM 10. Dispositivo di protezione contro incendi e/o esplosioni, comprendente almeno un blocco arrestafiamma secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di protezione comprende almeno uno fra: un dispositivo di protezione di fine linea, un dispositivo di protezione in linea, una 5 valvola di sovrapressione, una valvola di depressione, una valvola di respirazione, per la protezione contro la propagazione di fiamme in presenza di deflagrazioni o detonazioni. * * * * *