CN104368100B - 氢氧混合气体干湿综合阻火器 - Google Patents

Abstract

一种氢氧混合气体干湿综合阻火器，解决了现有技术无法阻止氢氧混合气体回火闪爆等问题，包括利用连通管连接的母阻火罐和子阻火罐以及控制回路，其技术要点是：子阻火罐壳体顶部设置氢氧混合气体出气管，壳体底部设置防爆膜和与控制回路连接的压力传感器，母阻火罐壳体内通过不锈钢孔状阻火板隔离，由上至下分别填装阻火填料层、不锈钢毛细管层和水封层，母阻火罐壳体顶部设置安全阀连接管，壳体底部水封层侧壁分别设置氢氧混合气体入气口和与控制回路连接的液位传感器。其结构设计合理，使用安全可靠，既具有干式阻火器密封逆止阻火的功能，又可以利用水封及挡板降低火焰温度和减压，能有效地阻止氢氧混合气体在回火、闪爆、爆燃时产生的危害。

Description

氢氧混合气体干湿综合阻火器

技术领域

本发明涉及一种氢氧混合气体生产装置用防止回火装置，特别是一种防止外部火焰窜入氢氧气体发生器、管道、容器等设备，避免发生因回火、闪爆、爆炸等产生事故的氢氧混合气体干湿综合阻火器。属于燃气生产设备用安全装置。

背景技术

随着氢能经济的发展，利用电解水产生氢氧混合气体的设备，作为一种提供可再生、经济的清洁能源已普遍被人们使用，但由于氢氧混合气体的特殊性：即燃烧速度快、易闪爆、易泄露等，很容易在回火、闪爆、爆燃时产生危害，所以其应用一直受阻。因为闪爆时火焰沿着充满可燃性气体的管道传播所产生的“气体动力效应”能使燃烧更加剧烈，常常转变为爆轰，爆轰产生的爆炸波传播速度极快，目前尚没有一种安全措施能完全有效地保护设备免受爆炸波的破坏。

据专利文献报导，公告号为CN202881406U的“一种湿式直通防回火器”，公开的结构特点是：包括罐体，罐体内沿长度方向分别布置通入氢氧气的进气管、出气管，罐体内封装有水，位于罐体长度方向的一端布置排液管，出气管上设置防爆管。其有效地降低了氢氧气体的湿度，提高干燥度，同时用水降温法阻止回火。存在的主要问题是靠水降温是满足不了氢氧混合气体瞬间阻燃、防爆要求的。因为闪爆传播速度快，火焰回火时间短、温度高、压力大，能迅速穿过水封区引起主机爆鸣。

公告号为CN2649123Y的“氢氧焰充气式水封防回火装置”，公开的技术方案是：由内腔相通的水封罐和小截面积的主、副储气罐组合而成。它虽然能利用水封及挡板分气孔降低火焰温度，利用分流法减少气体冲击压力，但其结构存在的问题是挡板分气孔仍有部分火焰气体通过，只是瞬间相对压力下降，不能真正阻火。

公告号为CN2030879U的“一种干式回火防止器”，公开的结构特点是：在泄压口内侧加了只透气不透火的阻火片以及逆止阀，它是利用泄压口透气不透火及双密封逆止方式回火；公告号为CN2163662Y的“氢氧焰干式防回火器”，公开的技术方案是：在止火管的套管内设置活塞、阀杆，或在进气口增加一个球体。它是利用爆炸瞬间冲击力推动活塞止火防回火。但是，上述这两个专利技术利用泄压口泄压或推动活塞的止火速度是滞后于氢氧火焰速度的，因此是无效的。

一般普通阻火器主要是利用砂粒、卵石、玻璃球或铁屑等作为填料，或波纹金属片阻火器交叠放置的波纹金属片组成，利用具有许多细小通道或缝隙的固体材料分成许多细小的火焰流，利用传热作用使火焰流猝灭。但实验证明，其无法阻止氢氧混合气体的回火闪爆。因此，现有的阻火器亟待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢氧混合气体干湿综合阻火器，解决了现有技术无法阻止氢氧混合气体回火闪爆等问题，其结构设计合理，使用安全可靠，既具有干式阻火器密封逆止阻火的功能，又可以利用水封及挡板降低火焰温度和减压，能有效地阻止氢氧混合气体在回火、闪爆、爆燃时产生的危害。

本发明所采用的技术方案是：该氢氧混合气体干湿综合阻火器包括利用连通管相互连接的壳体内设置阻火填料的母阻火罐和子阻火罐、以及控制回路，其技术要点是：所述子阻火罐壳体顶部设置氢氧混合气体出气管，壳体底部设置防爆膜和与控制回路连接的压力传感器，母阻火罐壳体内通过不锈钢孔状阻火板隔离，由上至下分别填装絮状阻火填料层、球状阻火填料层、不锈钢毛细管层和带絮状阻火填料层的水封层，母阻火罐壳体顶部设置安全阀连接管，壳体底部水封层侧壁分别设置氢氧混合气体入气口和与控制回路连接的液位传感器。

所述控制回路是以可编程控制器为核心，并通过常用电子元件与压力传感器、液位传感器组成的控制电路。

本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明是一种集干湿综合阻火技术于一体的全新结构的阻火器，其着重针对氢氧气体混合后遇明火闪爆后，氢氧混合气体有定向爆炸的特性，采用子、母阻火罐的双重阻火器，其气体从母罐下部进入，由子罐上部出去，中间设絮状阻火填料，球状阻火填料，不锈钢孔状阻火板及不锈钢毛细管等相结合的方式，同时在子阻火器底部设防爆膜及压力传感器，一旦出口遇到闪爆会直接冲击到子阻火器底部，子阻火器底部防爆膜迅速爆开并触发压力传感器，所以其结构设计合理，使用安全可靠，既具有干式阻火器密封逆止阻火的功能，又可以利用水封及挡板降低火焰温度和减压，能有效地阻止氢氧混合气体在回火、闪爆、爆燃时产生的危害。

这种干湿综合阻火器，之所以能区别于现有的单独填料式或波纹板式阻火器，主要利用其气体定向闪爆特性，利用子、母两个阻火器的双重作用，一个作用是通过防爆膜爆裂释放多余气体，泄压、排气，一个作用是调整火焰在阻火填料中蔓延的速度，通过放大管路直径，降低气体流速及压力，再通过毛细不锈钢管实现管壁散热效应，最后达到一定的临界值便会熄灭。同时，压力传感器及时通讯控制回路实现管道泄气、断气，阻止气体继续闪爆。因此，本发明解决了现有技术无法阻止氢氧混合气体回火闪爆等问题，从而有效地防止外部火焰窜入氢氧气体生产设备、管道、容器，从根本上阻止了氢氧混合气体因回火、闪爆、爆炸等产生的事故。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明一种结构示意图；

图2是图1的俯视图。

图中序号说明：1子阻火罐壳体，2出气管，3安全阀连接座，4母阻火罐壳体，5絮状阻火填料层，6不锈钢孔状阻火板，7球状阻火填料层，8托架，9不锈钢毛细管层，10液位传感器，11入气口，12底座，13带阻火填料层的水封层，14压力传感器，15防爆膜，16石棉加泡沫阻火填料层，17连通管，18固定孔。

具体实施方式

根据图1～2详细说明本发明的具体结构。该氢氧混合气体干湿综合阻火器包括利用连通管17相互连接的子阻火罐壳体1、母阻火罐壳体4，设置在各壳体内的阻火填料，以及控制回路等部件。利用托架8和底座12上的固定孔18固定子阻火罐壳体1、母阻火罐壳体4，以防止在使用中倾斜、侧倒。

本实施例中，在子阻火罐壳体1内装填石棉加泡沫阻火填料层16，子阻火罐壳体1顶部设置氢氧混合气体出气管2，子阻火罐壳体1底部设置防爆膜15和与控制回路连接的压力传感器（采用压力为0.2MPa）14。母阻火罐壳体4内通过不锈钢孔状阻火板6隔离，由上至下分别填装絮状阻火填料层（可采用岩棉等）5，球状阻火填料层（可采用玻璃球等）7、不锈钢毛细管层9和带絮状阻火填料层5的水封层13。母阻火罐壳体4顶部设置安全阀连接管3，母阻火罐壳体4底部的水封层13侧壁分别设置氢氧混合气体入气口11和与控制回路连接的液位传感器10。

本实施例中的控制回路采用常用电路，它是以可编程控制器PLC为核心，并通过常用电子元件与压力传感器14、液位传感器10组成的控制电路。

经实测：在设备工作压力为0.04-0.05MPa情况下，气体回火、闪爆产生1MPa压力时，闪爆火焰无法通过阻火器。当闪爆火焰压力大于1MPa以上时，压力为0.2MPa的压力传感器14，保证在爆破膜爆开瞬间及时向控制回路传递压力信息。阻火器可延迟10秒闪爆，而压力传感器14在100毫秒内即可完成将信号通讯到控制回路，按设计要求“控制回路”同时断开供气管路，打开排气系统，排出管道及机器内残余气体，同时切断电源，停止产气动作，保证整机安全运转。因此，该阻火器是一种集干湿综合阻火技术于一体的全新结构的阻火器，可以全部控制回火爆燃现象，能阻止或缓解因回火产生的闪爆或爆燃，从而从根本上解决了氢氧混合气体在使用过程中安全保证问题。

Claims (2)

1.一种氢氧混合气体干湿综合阻火器，包括利用连通管相互连接的壳体内设置阻火填料的母阻火罐和子阻火罐、以及控制回路，其特征在于：所述子阻火罐壳体顶部设置氢氧混合气体出气管，壳体底部设置防爆膜和与控制回路连接的压力传感器，母阻火罐壳体内通过不锈钢孔状阻火板隔离，由上至下分别填装絮状阻火填料层、球状阻火填料层、不锈钢毛细管层和带絮状阻火填料层的水封层，母阻火罐壳体顶部设置安全阀连接管，壳体底部水封层侧壁分别设置氢氧混合气体入气口和与控制回路连接的液位传感器。

2.根据权利要求1所述的氢氧混合气体干湿综合阻火器，其特征在于：所述控制回路是以可编程控制器为核心，并通过常用电子元件与压力传感器、液位传感器组成的控制电路。