抑制液態(tài)烴的汽化、燃燒和熱輻射的泡沫玻璃系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，包括至少一個(gè)錐形的泡沫玻璃塊，具有在至少一個(gè)錐形泡沫玻璃塊頂面上設(shè)置的錐形蓋。該無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)允許從系統(tǒng)上表面到底部的排水。這種排水對(duì)例如下雨的環(huán)境條件，以及易燃液體在系統(tǒng)頂面溢出的事件都是有利的。因此，該系統(tǒng)不僅將屏蔽任何位于系統(tǒng)下方的易燃液體，而且也能夠?qū)⒖赡芤绯龅较到y(tǒng)頂面的易燃液體迅速排入到較低的表面。
【專利說明】抑制液態(tài)烴的汽化、燃燒和熱輻射的泡沬玻璃系統(tǒng)
[0001]交叉引用相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)是提交于2011年3月4日的未決美國專利申請(qǐng)第13/040,673號(hào)的根據(jù)35U.S.C.§120的部分繼續(xù)申請(qǐng)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文，其權(quán)利要求根據(jù)35 U.S.C.§119(e)享受提交于2010年3月5日的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/310,915號(hào)的在先申請(qǐng)日，其公開的內(nèi)容通過引用并入本文。本申請(qǐng)根據(jù)35 U.S.C.§119(e)同時(shí)要求享有提交于2013年10月2日的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/885831號(hào)的在先申請(qǐng)日，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。
[0003]背景
[0004]烴類火災(zāi)是危險(xiǎn)的，并且往往是災(zāi)難性的工業(yè)事件。根據(jù)燃料的種類，這些火災(zāi)可達(dá)到極高的溫度，從而導(dǎo)致燃燒材料的泄漏、擴(kuò)散，設(shè)備的災(zāi)難性損壞和對(duì)人類生命的潛在危害。
[0005]泡沫玻璃可應(yīng)用于設(shè)計(jì)為容納烴類無源泄露物的區(qū)域，并在點(diǎn)燃事件前抑制汽化、火災(zāi)，并減少烴類火災(zāi)的熱輻射。這種抑制可以延長配置消防措施的必要的時(shí)間，有可能挽救生命和對(duì)相鄰設(shè)備的損害。
[0006]泡沫玻璃作為一種隔熱材料的作用眾所周知。泡沫玻璃是一種對(duì)火焰、濕氣、害蟲和霉菌生長具有高阻抗的無機(jī)閉孔材料。泡沫玻璃在過去通過許多專利所公開的方法制備，如美國專利第2255238、2322581、和2156457號(hào)。該現(xiàn)有技術(shù)給出了用于熱絕緣的泡沫玻璃塊的制造。如本領(lǐng)域中已知的一個(gè)普通技術(shù)，該方法包括將粉末狀的玻璃材料與一種泡沫劑混合，并用粉末狀混合物部分地填滿一個(gè)模具。模具被加熱，直到粉末狀混合物軟化、聚結(jié)并且泡沫劑在混合物中反應(yīng)產(chǎn)生蜂窩狀結(jié)構(gòu)，從而生產(chǎn)泡沫玻璃基材。然后將該基材退火并切割或修整成所需的形狀，在其他生產(chǎn)方法中，泡沫玻璃被允許快速冷卻，以產(chǎn)生聚集體狀的產(chǎn)品。
[0007]泡沫玻璃具有許多理想特性，包括尺寸穩(wěn)定性、低密度、低熱導(dǎo)率和高抗壓強(qiáng)度。由于泡沫玻璃是無機(jī)的，并主要由玻璃制造，它具有在延長的時(shí)期內(nèi)衰減熱輻射和耐火的自然特性。泡沫玻璃被指定在許多工業(yè)應(yīng)用中，如管道和容器的絕緣，以及在許多建筑隔熱應(yīng)用中。泡沫玻璃隔熱性能部分歸因于泡沫玻璃的耐火和保護(hù)設(shè)備免受熱損害的能力。由于泡沫玻璃是閉孔的和輕質(zhì)的，它在大多數(shù)液體包括水、液態(tài)天然氣(LNG)和油上漂浮。例如在二戰(zhàn)期間，泡沫玻璃被用于在海港內(nèi)布置漂浮網(wǎng)以防止敵方潛艇自由進(jìn)入。最近，泡沫玻璃的浮力和防火性能使其成為了石油沸溢和火災(zāi)抑制系統(tǒng)的理想組分。
[0008]泡沫玻璃已被用于各種應(yīng)用，如管道和容器的絕緣，以限制火災(zāi)引起的機(jī)械系統(tǒng)的損害。這些是針對(duì)防止未受保護(hù)的設(shè)備有可能受外部熱事件導(dǎo)致?lián)p害的主要的保護(hù)措施，不被用來減弱烴類火災(zāi)，限制烴類火災(zāi)的熱輻射，以及減少烴類的汽化/點(diǎn)燃風(fēng)險(xiǎn)。
[0009]因此，本發(fā)明的實(shí)施例使用泡沫玻璃以提供一種改進(jìn)的產(chǎn)品和方法，以減弱易燃液體火災(zāi)，限制火災(zāi)的熱輻射，以及降低烴類的汽化/點(diǎn)燃風(fēng)險(xiǎn)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種應(yīng)用泡沫玻璃控制烴類火災(zāi)，限制烴類火災(zāi)的熱輻射，并減少汽化/點(diǎn)燃風(fēng)險(xiǎn)的方法。
[0011]泡沫玻璃塊在點(diǎn)燃事件之前被無源地布置以提供控制。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括在設(shè)計(jì)成包含烴類泄露物的區(qū)域內(nèi)直接放置泡沫玻璃。因此，該產(chǎn)品可用于對(duì)液體如液化天然氣(LNG)，液化石油氣(LPG)，或任何其他相關(guān)的易燃液體提供安全保障。
[0012]分散在烴類火災(zāi)表面上的一種易浮的玻璃制品將降低與火有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。相對(duì)于舊系統(tǒng)中使用的小立方體/片材的泡沫玻璃，本系統(tǒng)給出1)更好地覆蓋易燃液體，以使其很難接觸到火焰和2)外形/頂面覆蓋層對(duì)排水和允許一般的維護(hù)工作而言是重要的。特別是，泡沫玻璃具有如下有利性能:[〇〇13] ?它是一種“固體泡沫”，用作漂浮的屏障隔絕燃燒液體表面。[〇〇14] ?它是一種不易燃的材料。
[0015] ?泡沫玻璃浮在大多數(shù)易燃液體池表面。它與池的深淺無關(guān)，正確應(yīng)用時(shí)能提供持續(xù)的覆蓋。
[0016] ?它有一個(gè)完全閉孔結(jié)構(gòu);其結(jié)果是，接觸過程中不會(huì)吸收液體。[〇〇17] ?它的結(jié)構(gòu)在火焰溫度下是穩(wěn)定的，并且重新施用或進(jìn)一步覆蓋維護(hù)通常是不需要的。
[0018] ?它防水，不透水氣，耐酸，容易切割成形。它具有高抗壓強(qiáng)度，并且也具有尺寸穩(wěn)定性。
[0019] ?泡沫玻璃可以容易地布置成適合所需覆蓋區(qū)域的形狀。
[0020]實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，與沒有被施加材料的烴類火災(zāi)相比，泡沫玻璃材料顯著減少了外部目標(biāo)和觀察者接收的輻射通量。這在一個(gè)填充了烴類的實(shí)驗(yàn)基地周圍布置的輻射計(jì)中得到了顯示。在針對(duì)泡沫玻璃塊的試驗(yàn)中，無論從視覺還是從輻射計(jì)的觀測中都能夠確認(rèn)燃燒的嚴(yán)重程度被大大降低，火焰的高度和體量比自由燃燒的烴類火災(zāi)顯著減??；因此，火災(zāi)的熱反饋被減弱，以致延緩甚至完全阻止了燃燒。當(dāng)熱量穿過燃料的最上層轉(zhuǎn)移時(shí)，與沒有泡沫玻璃材料的等效試驗(yàn)相比滲透量是最少的。
[0021]附圖的簡要說明
[0022]為了清楚地理解本發(fā)明和便于實(shí)施，將結(jié)合以下附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行表述，其中相同的附圖標(biāo)記指代相同或類似的元件，其中附圖被納入并構(gòu)成說明書的一部分，其中: [0〇23]圖la、lb和lc分別不處了由泡沫玻璃塊和金屬蓋構(gòu)成的一種獨(dú)立模塊的的透視圖，端視圖和側(cè)視圖。
[0024]圖1d和le示出了多個(gè)獨(dú)立模塊裝配在一起的透視圖和側(cè)視圖。[〇〇25]圖2a示出了由泡沫玻璃塊和金屬蓋構(gòu)成的一種獨(dú)立模塊。[〇〇26]圖2b示出了具有孔的自排水連接器。[〇〇27]圖2c和2d分別示出了由自排水連接器連接到一起的兩個(gè)獨(dú)立模塊的透視圖和俯視圖。[〇〇28]圖2e和2f分別示出了由自排水連接器連接到一起的多個(gè)模塊的透視圖和俯視圖。
[0029]圖3a，3b和3c分別示出了由具有連續(xù)的金屬片的單個(gè)泡沫玻璃塊連接成一排泡沫玻璃塊的透視圖、側(cè)視圖和俯視圖。
[0030]圖3d和3e分別示出了類似圖3a至3c中示出的兩排單個(gè)的泡沫玻璃塊的透視圖和放大視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0031]應(yīng)當(dāng)理解，為了清楚的理解本發(fā)明，本發(fā)明的附圖和描述已被簡化以描述相關(guān)部件，詳細(xì)描述將參照附圖在下文中提供。
[0032]本發(fā)明涉及一種使用泡沫玻璃塊抑制液態(tài)烴的汽化、燃燒和熱輻射的方法。泡沫玻璃塊在點(diǎn)燃事件之前被無源地布置以提供控制和降低風(fēng)險(xiǎn)。雖然本文的描述針對(duì)烴類火災(zāi)，但本領(lǐng)域的一名普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些方法不僅適用于液態(tài)烴，還適用于所有其它的可燃物。
[0033]泡沫玻璃是以玻璃為主要材質(zhì)，在其中包含大量完全閉孔的氣泡以形成一種比實(shí)心玻璃制品密度更低的材質(zhì)。泡沫玻璃的密度通?？梢越橛谌^每立方英尺上至最終需要在其中漂浮的燃料的密度(密度可能不同)。泡沫玻璃的密度和油之間的差異越大，泡沫玻璃的漂浮性就會(huì)越好，給系統(tǒng)提供的保護(hù)就越大。
[0034]泡沫玻璃將會(huì)是閉孔的，這樣才不會(huì)因?yàn)槲杖剂蠈?dǎo)致泡沫玻璃在燃料中下沉而使過早系統(tǒng)失效。泡沫玻璃可以是塊狀、片狀、層狀或優(yōu)選為錐形構(gòu)型。單個(gè)的塊優(yōu)選為在長度或?qū)挾壬喜怀^幾英尺，并且厚度不超過十二英寸。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多個(gè)塊可以使用粘合劑或機(jī)械緊固件被構(gòu)造成一大片，或被特殊編造放置在一個(gè)包含泄露物的區(qū)域。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，泡沫玻璃設(shè)置有用于提高耐候性和控制火焰的表面涂層。這些涂層可以包括但不限于，金屬、抗UV聚合物、和/或膨脹材料。如金屬，是不易燃的， 允許工人行走在表面上，并且提供了一種簡單的環(huán)境保護(hù)方法。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)示于圖la_3e。這種無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)允許從系統(tǒng)上表面到底部的排水。該排水設(shè)計(jì)對(duì)例如下雨的環(huán)境條件，以及易燃液體在系統(tǒng)頂面溢出的事件都是有利的。因此，這樣的設(shè)計(jì)不僅將屏蔽任何位于系統(tǒng)下方的易燃材料，而且也能夠?qū)⒖赡芤绯龅较到y(tǒng)頂面的任何易燃液體迅速排入到較低的表面。因此，這種無源式系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常適合于從包含大量液化天然氣(LNG)泄漏物的礦井到用于中型散裝容器(IBCs)溢出的小型容器的任何應(yīng)用。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用錐形泡沫玻璃塊的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)可用金屬加蓋，如薄規(guī)格的鋁或不銹鋼。錐形塊允許溢出的易燃液體更容易地在泡沫玻璃的表面下流動(dòng)。本申請(qǐng)中的錐形是指其兩個(gè)表面遠(yuǎn)離具有上部高度的中線到下部高度向下傾斜的一種構(gòu)型。該加蓋系統(tǒng)可以是一個(gè)大片以覆蓋多個(gè)塊或單個(gè)塊大小的蓋。如金屬，是不易燃的， 允許工人行走在表面上，并且提供了一種簡單的環(huán)境保護(hù)方法。該金屬可以使用粘合劑或密封劑連接到泡沫玻璃塊上，以確保易燃材料不會(huì)夾在材料之間。
[0038]如圖la-le所示，本發(fā)明的實(shí)施例包括使用金屬表面，以協(xié)助排水，同時(shí)也為其免受環(huán)境或表面上的活動(dòng)，如除雪提供保護(hù)。圖la-lc示出了由泡沫玻璃塊12和蓋子14組成的獨(dú)立模塊10。圖ld-le示出了由獨(dú)立模塊10裝配在一起形成的連續(xù)片材模塊16的實(shí)施方式。 如圖la和lc-le所示，每個(gè)泡沫玻璃塊12下方的底座18優(yōu)選與通過連接條20與蓋子14相連接。蓋子14、底座18和連接條20優(yōu)選是金屬的。帶有連接條20的底座18也可用于下面描述的實(shí)施方式中。在本實(shí)施例和下面討論的實(shí)施例中，獨(dú)立模塊可具有單層或多層泡沫玻璃。 [〇〇39]圖2a_2f示出了用自動(dòng)排水連接器22來連接蓋子14的一個(gè)實(shí)施例。圖2a示出了由泡沫玻璃塊12和金屬蓋子14形成的獨(dú)立模塊11。圖2b示出了該矩形的自動(dòng)排水連接器22， 并且向其縱向中線24向下傾斜，以通過沿著中線24間隔開的多個(gè)孔26來促進(jìn)排水。圖2c和 2d示出了兩個(gè)獨(dú)立模塊11與自動(dòng)排水連接器22連接在一起。圖2e和2f示出了多個(gè)模塊11用自動(dòng)排水連接器22連接在一起。
[0040]圖3a_3e示出了獨(dú)立的泡沫玻璃塊12，其具有由連續(xù)的蓋子15連接的多個(gè)泡沫玻璃塊12。蓋子15具有與一排錐形玻璃塊12相對(duì)應(yīng)的交替的成排傾斜形狀。蓋子15上的孔27延伸穿過整個(gè)塊，以允許當(dāng)液體從泡沫玻璃塊12上面排下來時(shí)進(jìn)行排水。
[0041]如上所示，已知的本發(fā)明的各實(shí)施例包括了系統(tǒng)的布置以實(shí)施無源保護(hù)。通過無源的放置，易浮的泡沫玻璃材料在點(diǎn)燃事件之前被放置在設(shè)計(jì)為包含烴類泄露物的區(qū)域，在那里它會(huì)留存到直到溢出發(fā)生的時(shí)間。泡沫玻璃會(huì)浮在燃料的表面，從而降低了烴類火災(zāi)的汽化/點(diǎn)燃風(fēng)險(xiǎn)，并限制火災(zāi)的熱輻射。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)可能的運(yùn)用例子如下:
[0042]?該無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)在點(diǎn)燃之前被放置在設(shè)計(jì)為包含烴類泄露物的區(qū)域。
[0043].該無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)可包含防止塊體不會(huì)被直接放置在容器盆底部的系統(tǒng)。一個(gè)例子可以包括直接安裝到塊體上的金屬支架。
[0044]盡管本發(fā)明被描述為一種在特定的實(shí)施例中的應(yīng)用，但本領(lǐng)域的一名普通技術(shù)人員，以此為教導(dǎo)，可以得到不脫離所要求保護(hù)的發(fā)明的精神或不超出所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍的另外的實(shí)施例和變型。因此，可以理解的是，在本文中以舉例的方式提供附圖和描述只是為了便于本發(fā)明的理解，而不應(yīng)被解釋為限制其范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，包括:至少一個(gè)錐形泡沫玻璃塊；具有設(shè)置在所述至少一個(gè)泡沫玻璃塊的頂部上的錐形蓋。2.如權(quán)利要求1所述的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在每個(gè)所述至少 一個(gè)泡沫玻璃塊的底部上的底座。3.如權(quán)利要求2所述的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一個(gè)連接條帶連 接所述蓋和所述底座。4.如權(quán)利要求3所述的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓋，底座和至少一個(gè)連 接條帶是金屬的。5.如權(quán)利要求1所述的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，其特征在于，在至少一個(gè)泡沫玻璃塊的每 個(gè)上具有一個(gè)蓋；還包括連接相鄰的蓋的自排水連接器。6.如權(quán)利要求5所述的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，其特征在于，具有至少一個(gè)排水孔的每個(gè) 自排水連接器具有向下傾斜的錐形形狀。7.如權(quán)利要求1所述的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)錐形蓋覆蓋多個(gè)泡沫玻 璃塊。8.如權(quán)利要求7所述的無源式火災(zāi)抑制系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)錐形蓋均具有排水孔。
【文檔編號(hào)】A62C3/06GK105992616SQ201480055058
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2014年10月2日
【發(fā)明人】B·A·斯塔保弗, S·R·巴杰
【申請(qǐng)人】匹茲堡康寧有限公司