CN101530656B - 自动式阻爆燃阻火器 - Google Patents
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Abstract
一种自动式阻爆燃阻火器，属于化工机械技术领域。其特征是该阻火器包括感光元件、控制电路、执行机构、滑动阻火芯机构、动力机构和复位机构，感光元件由光导纤维、金属垫及上下部密封垫组成；控制电路的电控模盒里包含硅光电二极管、单片机以及复位机构为手动时使用的信号发射器，单片机对来自硅光电二极管和信号发射器的电信号进行检测接收计时并控制外内电控卡点的开启；执行机构为内外电控卡点；滑动阻火芯机构由阻火芯和阻火器壳体组成；动力机构为大弹簧等爆发性动力源；复位机构包括金属锁链、定转轴、动转轴和动力源。本发明的有益效果是该装置不仅能在有火时熄灭火焰，实现阻火的目的，而且在无火时对气体的阻力几乎为零。
Description
技术领域
本发明属于化工机械技术领域，涉及一种防止管道内可燃气体爆燃的阻火装置。
背景技术
管路中可燃气体爆炸造成的工业事故时有发生，直接影响正常生产和人身安全，为此人们研究了大量的技术和装置来防止和抑制可燃气体燃烧爆炸，对管内可燃气体燃烧爆炸过程的研究形成了较为系统的理论，抑制可燃气的燃烧也有很多方法和技术，目前主要的办法就是在管路中安装阻火器。阻火器的构造一般是由丝网或金属板等而成，由法兰连接安装在管路中间，利用在缝隙流道内火焰会窒息熄灭的机理从而实现阻燃的目的。
丝网结构的阻火器是将多层金属丝网垂直于气体流向放置管路中，因其体积小、重量轻、淬熄性能好，成为了最常用的阻火结构。多层丝网结构抑制管内火焰的传播时，对某一多层丝网结构，只能淬熄低于某一传播速度的火焰，若火焰传播速度高于这一临界值，火焰就会通过该丝网结构继续向下游传播。临界淬熄速度(能够被淬熄的最大火焰速度)与该多层丝网几何参数条件存在直接关系。通常多层丝网结构的目数越大、层数越多、金属丝直径越粗，临界淬熄速度越大。即在单位体积的空间里，丝网金属所占的比率越大，火焰越容易淬熄。
金属板结构的阻火器主要是平板式的，即多个金属板平行于气体流向安装在管路连接处，其原理同样是狭缝淬熄。因此平板间距为与临界淬熄速度直接相关的几何参数，间距越大，临界淬熄速度越小，所需淬熄距离(火焰淬熄前走过的平板长度)也越长。国际上定义了MESG(最大试验安全距离)来表征不同可燃气的淬熄性质，其意义是一定燃烧气体通过25mm的平板长度实现淬熄的最大平板间距。对于不同的可燃气其最大安全间距也不同。实际设计中只要保证平板间距在MESG以下就能保证阻火功能(一般平板阻火器的平板长度都大于25mm)。
然而，不管是丝网阻火器还是金属板阻火器，在管道输送气体过程中其产生的阻力损失是很大的。因为气体始终要流过阻火器的缝隙结构，这就造成了一定的送气阻力，而这在无火时是不必要的。短时间内这种阻力所造成的能量损耗可能不太明显，但气体输送往往是成年累月日夜不停的，这样能量的损失就大大增加。随着世界能源的匮乏和人类技术的进步，一种在有火时有效拦截，无火时送气通畅的阻火器势在必行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自动式阻爆燃阻火器，该装置由阻火芯与外壳滑动结合，形成一种动态机构。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
本阻火器主要由感光元件、控制电路、执行机构、滑动阻火芯机构、动力机构和复位机构组成。
感光元件由光导纤维、金属垫片以及上下部密封垫组成；控制电路由电控模盒、连接导线组成，电控模盒里包含硅光电二极管、电池、单片机、复位机构为手动时使用的信号发射器，单片机对来自硅光电二极管和信号发射器的电信号进行检测、接收、计时并控制内外电控卡点和信号发射器的开启；执行机构为内、外电控卡点，该电控卡点包括铁杆、小弹簧和通电线圈；滑动阻火芯机构由阻火芯和阻火器壳体组成；动力机构为爆发性动力源，使用大弹簧等；复位机构包括金属锁链、定转轴、动转轴和动力源，动力源采用电机或外置手柄摇杆。
感光元件与电控模盒的硅光电二极管一端相连，硅光电二极管另一端与单片机相连，单片机的其他插口与外内电控卡点和信号发射器相连。
工作中，感光元件利用光导纤维接受火焰产生的光信号，输送至电控模盒中，利用其中的硅光电二极管将光信号转变成电信号，单片机给出通电指令，电控卡点收缩，使滑动阻火芯机构弹出阻火芯，“关闭”管路。当感光元件探测无火，控制电路给出指令，电动或手动的复位机构启动，将阻火芯复位至管路外侧，备用。
由于测火原理和反应动作时间的需要，本阻火器的安装位置必须保证阻火方向的管路在一定长度上无转弯无引火源，一般采用为3至5米的长度。
本发明的效果和益处是该装置不仅能在有火时熄灭火焰，实现阻火的目的，而且在无火时几乎达到零阻力。在正常操作条件下，阻火芯置于管路通道外侧，气体可畅通无阻的通过阻火装置；在前方出现火焰时，阻火芯迅速响应，“关闭”管路通道，实现阻火作用。完成火焰信号的探测以及快速响应的关闭动作。对于不会频繁出现爆燃情况的气体输送管道，自动式阻火器可以以小的装置启动电能消除传统阻火器对长时间的输送气体的能量损耗。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明的感光元件的局部放大图。
图3为本发明的仰视图。
图4为金属垫(迎光面及背光面)。
图5为电控卡点结构图。
图6为电控模盒示意图。
图7为线路连接示意图。
图中：1输气管道；2电控模盒；3封盖；4阻火芯；5阻火器壳体；6手柄摇杆；7大弹簧；8定转轴；9动转轴；10感光元件；11外电控卡点；14内电控卡点；12滑道；13金属锁链；15金属垫片；16光导纤维；17上部密封垫；18下部密封垫；19小弹簧；20铁杆；21壳壁；22通电线圈；23电池；24硅光电二极管；25单片机；26确定按钮；27信号发射器；28导线。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
实施例以手动复位机构为例，阻火器壳体、封盖、阻火芯材料为铝。
图1所示状态为正常情况下阻火芯4停滞在管路两侧。
图2中，光导纤维16固定在金属垫片15里，并用上部密封垫17密封，一侧感光一侧导出引入电控模盒2。
当管路中有火焰产生，感光元件10接受光信号并通过光导纤维16传入电控模盒2，通过电控模盒2转换成电信号；激发外电控卡点11收缩，阻火芯4弹出，沿滑道12关闭管道，同时被内电控卡点14卡住，见图3的右侧部分。
火焰熄灭后光信号消失，电控模盒2开始计时，若干秒后认定无火信号发射器27发出信号，通知技术人员。技术人员来到现场，按下电控模盒2上的确定按钮26，信号发射器27停止信号，同时单片机得到反馈信号命令内电控卡点14收缩，技术人员通过手柄摇杆6将动转轴9推入封盖3的链壳层，并与定转轴8对接，即动转轴9由图3所示的左侧状态变为右侧状态；摇动摇杆6使动转轴9转动，将金属锁链13缠起来，阻火芯4压缩大弹簧7直至其回到原位；外电动卡点11自动卡住阻火芯4，动转轴9抽至起始位置，以备下一次阻火，见图1、图3的左侧部分。
Claims (1)
1.一种自动式阻爆燃阻火器，包括感光元件、控制电路、执行机构、滑动阻火芯机构、动力机构和复位机构，其特征在于：
感光元件由光导纤维(16)、金属垫片(15)以及上下部密封垫片(17、18)组成；控制电路由电控模盒(2)、连接导线(28)组成，电控模盒(2)里包含硅光电二极管(24)、电池、单片机(25)、复位机构为手动时使用的信号发射器(27)，单片机(25)对来自硅光电二极管(24)和信号发射器(27)的电信号进行检测、接收、计时并控制外电控卡点(11)、内电控卡点(14)的开启；执行机构为外电控卡点(11)、内电控卡点(14)，该电控卡点包括铁杆(20)、小弹簧(19)和通电线圈(22)；滑动阻火芯机构由阻火芯(4)和阻火器壳体(5)组成；动力机构为爆发性动力源；复位机构包括金属锁链(13)、定转轴(8)、动转轴(9)和动力源，动力源采用电机或外置手柄摇杆；
感光元件与电控模盒(2)的硅光电二极管(24)一端相连，硅光电二极管(24)另一端与单片机(25)相连，单片机的其他插口与外电控卡点(11)、内电控卡点(14)和信号发射器(27)相连；
爆发性动力源使用大弹簧(7)。
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