CN102337970A

CN102337970A - 防爆阀

Info

Publication number: CN102337970A
Application number: CN2010102270774A
Authority: CN
Inventors: 吴明元; 张于雅; 黄飞鹏; 张霞云
Original assignee: 711th Research Institute of CSIC
Current assignee: 711th Research Institute of CSIC
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2012-02-01

Abstract

本发明公开了一种防爆阀，包括阀座、与阀座固定连接并形成阀腔的阀盖、通过阀腔内的弹簧紧压在阀座上的阀片；所述阀腔内设置有阻燃器；所述阻燃器包括多个沿阀片的升程方向设置的阻燃片，阻燃片之间的间隙在沿阀片的升程方向是贯通的。本发明能够在最短的开启时间内达到最大的泄压，并同时将火焰完全熄灭在防爆阀内，使灭焰更迅速完全。

Description

防爆阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，具体涉及一种防爆阀。

背景技术

内燃机曲轴箱内的油雾引起爆燃后，会产生高温气焰。为此，将防爆阀安装在曲轴箱的箱体上，当发生爆震时防爆阀迅速打开，高温气焰经过阀体时进行泄压、灭焰、降温，而后立即关闭防爆阀，并保持密封，以防新鲜空气进入曲轴箱内引起二次爆燃。

中国专利申请200810061321.7公开了“一种防爆阀”，其包括面板、座板和内阻燃器，三者组成阀腔，在阀腔内设有与座板形成密封的阀板，面板与阀板之间设有弹簧，面板与座板之间还固定有外阻燃器，外阻燃器和内阻燃器均由若干片圆环状的阻燃器片正反面交替放置且层层叠加组成，阻燃器片的正面和正面相叠合后形成若干条连通阀腔和外界的通道，每条通道至少有两次弯折。

这种结构的防爆阀，在爆炸波刚开始冲击到其阀板时，阀板的升程还比较小，但这时却是爆炸压力最大、气流速度最快的时候。在这种情况下能起作用的只有在其阀板升程以下的阻燃器，不但无法将火焰完全熄灭在防爆阀内，还会造成腔内压力升高，不利于防爆阀的卸压。

另外，该阻燃器中阻燃片的正面与正面相叠合组成一个小的单元，等于每两个阻燃片才能形成一个间隙。这种阻燃器的每个空隙都比较大，且气流只能从阻燃片的一侧通过，吸热效率低，虽然每条通道至少有两次弯折，仍不能将火焰完全熄灭在防爆阀内。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防爆阀，它可以在内燃机曲轴箱内的油雾发生爆炸的情况下迅速地泄压、灭焰和降温，对曲轴箱起保护作用。

为解决上述技术问题，本发明防爆阀的技术解决方案为：

包括阀座、与阀座固定连接并形成阀腔的阀盖、通过阀腔内的弹簧紧压在阀座上的阀片；所述阀腔内设置有阻燃器；所述阻燃器包括多个沿阀片的升程方向设置的阻燃片，阻燃片之间的间隙在沿阀片的升程方向是贯通的。

所述多个阻燃片垂直于阀座。

所述阻燃器还包括内支撑圈、外支撑圈，内支撑圈和/或外支撑圈上设有均匀分布的贯通孔。所述内、外支撑圈为板网结构或钢丝网。所述内支撑圈与外支撑圈之间设有支撑筋。

所述多个阻燃片，每两个阻燃片叠加为一组；其中一个阻燃片为凹凸阻燃片，另一个阻燃片为凹凸阻燃片或者为平片；所述凹凸阻燃片上分布有多个凸点和/或凹点。所述凸点分布于凹凸阻燃片的一面或两面。

所述凹凸阻燃片上，相邻排的凸点错位排列；或者相邻排的凹点错位排列；或者相邻排的凸点与凹点和凸点均错位排列。

所述凹凸阻燃片上，同一竖排上凸点与凹点相间隔，每两个凸点之间分布有一个或多个凹点。

所述凹凸阻燃片上的凸点与凹点为两种，一种为控制间隙凸凹点，控制间隙凸凹点与另一阻燃片接触；另一种为延时凸凹点，延时凸凹点与另一阻燃片接触或不接触。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明能够在最短的开启时间内达到最大的泄压，并同时将火焰完全熄灭在防爆阀内，使灭焰更迅速完全。

本发明的阻燃片采用竖式排列的方式，阻燃片之间是上下贯通的，即阻燃器在沿阀片的升程方向是贯通的，这就使高温气焰在阀片刚开启或开启很小时的一个升程就能够沿着由下向上的阻燃片通道从底部分散到顶部，贯穿到整个阻燃器中，有利于在爆炸发生瞬间在最短的开启时间内达到最大的泄压，并同时将火焰完全熄灭在防爆阀内，使灭焰更迅速完全；火焰经过阀腔内360°分布的阻燃片之间形成的无数间隙通道，这些通道由于阻燃片上规则排布的凸点呈多次弯折路径，以此延长气流和火焰经过的时间和路程，使阻燃片充分吸热，并在此过程中通过器壁碰撞效应降低分子活性达到灭焰的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明防爆阀的剖视图；

图2是本发明的阻燃器的示意图；

图3是图2中A的局部放大图；

图4是一组阻燃片的第一实施例的示意图；

图5是一组阻燃片的第二实施例的示意图；

图6是一组阻燃片的第三实施例的示意图；

图7是本发明的阻燃片的示意图；

图8是图7的侧视图；

图9是本发明的阻燃片的另一实施例的侧视图；

图10是本发明的阻燃片的第三实施例的侧视图。

图中附图标记说明：

1为密封圈， 2为阀座，

3为阻燃器， 4为螺栓套管，

5为垫片， 6为螺栓，

7为弹簧， 8为阀片，

9为导套， 10、12为支撑圈，

11为阀盖， 13、131、132为控制间隙凸凹点，

14为延时凸凹点， 15为支撑筋，

31、32为阻燃片。

具体实施方式

如图1所示，本发明防爆阀，包括圆盘形的阀座2、阀盖11，阀盖11与阀座2形成阀腔，阀盖11与阀座2之间圆周均布有若干导套9，导套9的长度决定阀腔的高度；阀盖11通过螺栓6、垫片5与阀座2固定连接，螺栓6的螺杆穿设于螺栓套管4内；

阀腔内设有阀片8、弹簧7，弹簧7将阀片8紧压在阀座2上；阀片8与阀座2之间通过“O”型密封圈1密封，使阀在弹簧7的压紧力作用下保持密封性；导套9与阀片8之间留有狭小的间隙，以限制阀片8沿导套9的移动方向；弹簧7为圆锥压缩弹簧；

阀腔内设置阻燃器3。

如图2所示，阻燃器3包括内支撑圈10、外支撑圈12、多个阻燃片；各阻燃片沿阀座2的径向排列；阻燃片沿阀片的升程方向设置，使阻燃片之间的间隙在沿阀片的升程方向是贯通的，图2中为垂直于阀座2设置；

两个支撑圈10、12形成环形空腔，多个阻燃片沿圆周均匀排列，容置于该环形空腔内；支撑圈10、12作为固定和支撑阻燃片的框架。

支撑圈10、12上设有均匀分布的贯通孔，具有均匀分散火焰和有效控制气流流动的特性；支撑圈10、12可采用板网结构，如圆孔网或钢丝网。在不太大地增加流动阻力的情况下，能更好地利用阻燃片的冷却能力，并具有好的强度，保证在爆炸时不会产生影响性能的变形。

阀座2上设有环形嵌槽，用于固定支撑圈10、12，以防止支撑圈10、12在任何情况下产生变形，保证结构的稳定；阀盖11为向下的翻边结构，进一步确保外支撑圈12的强度，从结构上确保外支撑圈12不会产生变形。

两个支撑圈10、12之间均匀分布有多个支撑筋15，将阻燃器腔分成均匀的若干部分，降低阻燃片圆周排布的累计误差，同时增加支撑圈10、12的强度。

多个阻燃片，每两个阻燃片31、32叠加为一组；其中一个阻燃片31为凹凸阻燃片，其上规则分布有多个凸凹点，如图8所示，相邻排的凸点与凸点(或凹点)错位排列，以使气流经过时有一个弯折曲线的路径；另一个阻燃片32为平板结构，或者为与阻燃片31形状相同的凹凸阻燃片。

凹凸阻燃片的两面均规则分布有凸点，如图9所示；或者仅有一面规则分布有凸点，如图10所示。

每个阻燃片上，在同一竖排上每两个凸点之间分布有一个或多个凹点。

如图3所示，该多个凸凹点为两种，一种为控制间隙凸凹点131、132，用于控制每组阻燃片间的间隙，阻燃片之间的缝隙由凸点高度决定，控制气流经过的狭小空间；另一种为延时凸凹点14；用于引导和分散火焰或气流，延长气流在阻燃器中的时间，增加经过途径和吸热面积，从而能更好的吸热、灭焰，但不起控制间隙的作用。

两个阻燃片31、32叠加时，一个阻燃片32的控制间隙凸凹点131、132与另一个阻燃片31接触，而延时凸凹点14可以与另一个阻燃片31接触，如图4所示，也可以不接触，如图5、图6所示。

由于阻燃片为径向设置，本发明的每个阻燃片的内侧凸点和外侧凸点高度不同，但在同一个面上，呈一斜角度。本发明的控制间隙凸凹点132的高度大于控制间隙凸凹点131。安装阻燃片时，较高的控制间隙凸凹点132靠近阻燃器的外圈，较低的控制间隙凸凹点131靠近阻燃器的内圈。

如图7所示为阻燃片的一个实施例，在该实施例中，延时凸凹点14设置于阻燃片的中部；控制间隙凸凹点131、132设置于阻燃片的两边。

当凹凸阻燃片31与平片32叠加时，阻燃片31的控制间隙凸点与平片32接触，未接触部分形成间隙。由于相邻排的凸点与凸点错位排列，不仅能够形成迷宫形路径，同时又能使间隙更均匀。该结构能够节省生产成本，安装更方便。

当凹凸阻燃片31与形状相同的凹凸阻燃片32叠加时，两个凹凸阻燃片背对背安装，阻燃片31的控制间隙凸点与阻燃片32的控制间隙凸点接触，阻燃片31、32的其余部分则形成均匀缝隙；

每组阻燃片31、32的控制间隙凸凹点及延时凸凹点之间所形成的缝隙因为错位排列形成迷宫一样的流通路径，增加火焰在阻燃器内的经过时间和路径，有利于阻燃片的充分吸热，能够更有效地灭焰。

阻燃片采用冲压方式加工而成，如双面冲压，即同一片上同时有向上和向下的凸点，如图8所示，以便于相邻阻燃片31、32之间间隙的控制并保证阻燃器圆周方向上的各向均匀性，达到更好的灭焰效果的同时，亦可节省生产成本。另外，通过冲压也加强了阻燃片的机械强度，即使重复爆炸也不会发生影响性能的变形。

阻燃片也可以采用其它方式加工而成，如在平片上焊接凸点，如图9、图10所示。

本发明防爆阀通过阀座2安装在柴油机曲轴箱上，当曲轴箱压力超过规定值时，阀片8就立即开启泄压；当压力回到规定值以下时，通过弹簧7的复位作用使阀片8迅速关闭，保证柴油机的正常运行。

当柴油机处于正常工作压力下，弹簧7压紧阀片8，并通过密封圈1与阀座2保持密封，使柴油机不出现渗漏、漏油现象。

当柴油机曲轴箱突然发生爆燃时，阀片8会立即打开，采用塔型设计的圆锥压缩弹簧7达到全并圈，可以使阀片8开启到最大工作位置，此时爆炸产生的高温气焰能够经阀腔外流。

在通常情况下，阀腔内的气流密度并不相等，火焰也分布不均，并可能产生局部集中的现象。本发明的内支撑圈10能够将集中的气流和火焰打散，通过贯通孔将其切割成无数个细小的单位，使其均匀分布于整个流通壁上。

本发明的外支撑圈12又可起到进一步稳定气流的作用，使在高压气流冲击下的阀保持稳定的结构，不致产生局部过热现象，达到更迅速更完全的灭焰效果。

Claims

1.一种防爆阀，包括阀座、与阀座固定连接并形成阀腔的阀盖、通过阀腔内的弹簧紧压在阀座上的阀片；其特征在于：所述阀腔内设置有阻燃器；所述阻燃器包括多个沿阀片的升程方向设置的阻燃片，阻燃片之间的间隙在沿阀片的升程方向是贯通的。

2.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于：所述多个阻燃片垂直于阀座。

3.根据权利要求1或2所述的防爆阀，其特征在于：所述阻燃器还包括内支撑圈、外支撑圈，内支撑圈和/或外支撑圈上设有均匀分布的贯通孔。

4.根据权利要求3所述的防爆阀，其特征在于：所述内、外支撑圈为板网结构或钢丝网。

5.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于：所述多个阻燃片，每两个阻燃片叠加为一组；其中一个阻燃片为凹凸阻燃片，另一个阻燃片为凹凸阻燃片或者为平片；所述凹凸阻燃片上分布有多个凸点和/或凹点。

6.根据权利要求5所述的防爆阀，其特征在于：所述凸点分布于凹凸阻燃片的一面或两面。

7.根据权利要求5所述的防爆阀，其特征在于：所述凹凸阻燃片上，相邻排的凸点错位排列；或者相邻排的凹点错位排列；或者相邻排的凸点与凹点和凸点均错位排列。

8.根据权利要求5或7所述的防爆阀，其特征在于：所述凹凸阻燃片上，同一竖排上凸点与凹点相间隔，每两个凸点之间分布有一个或多个凹点。

9.根据权利要求5所述的防爆阀，其特征在于：所述凹凸阻燃片上的凸点与凹点为两种，一种为控制间隙凸凹点，控制间隙凸凹点与另一阻燃片接触；另一种为延时凸凹点，延时凸凹点与另一阻燃片接触或不接触。

10.根据权利要求3所述的防爆阀，其特征在于：所述内支撑圈与外支撑圈之间设有支撑筋。