CN105275892A - 火炸药领域用远传无叶通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火炸药领域用远传无叶通风系统，解决了火炸药领域通风系统内容易发生火炸药粉尘或颗粒在旋转轴承和叶轮处摩擦与碰撞而引起燃爆危险的问题。本发明包括气源(1)、储气罐(2)、气管(3)、单向阀(4)、节流阀(5)、通风框(6)，所述气源(1)、储气罐(2)、单向阀(4)、节流阀(5)、通风框(6)通过气管(3)依次连接，所述气源(1)、储气罐(2)的安装位置处于非火炸药环境的安全场所，所述通风框(6)安装在火炸药环境的危险场所。本发明结构简单、能耗小，可避免火炸药领域危险场所通风系统内火炸药粉尘和颗粒与运动部件发生摩擦碰撞。

Description

火炸药领域用远传无叶通风系统

技术领域

本发明涉及一种通风系统，特别涉及一种适用于火炸药生产制造危险场所的通风系统，它包括通过气管依次连接的气源、储气罐、单向阀、节流阀、通风框。

背景技术

在火炸药材料、产品的加工、存储过程中都会涉及到严格的通风要求，一方面是火炸药生产工房和库房内会弥漫有机溶剂、炸药粉尘等危险物料，不但对操作人员的身体造成严重的伤害，还会在积累到爆炸极限后引起燃爆事故；另一方面，火炸药生产和存储过程中会因为摩擦或分解产生热量，这些热量的积累会引起火炸药产品的升温，温度的升高又会加剧火炸药产品的分解，因此火炸药工房和库房内的热量需要及时通过空气流动带走。除此之外，在某些特定的火炸药生产过程如含铝炸药的连续筛分工艺和小粒药的切粒与混同工艺都会涉及到使用通风设备将生产过程中产生的大量铝粉和炸药粉尘定向导入喷雾除尘设备或水幕除尘装置以降低工作现场的粉尘浓度，确保工作人员的身体健康和杜绝燃爆事故的发生。

然而，在火炸药领域通风设备的实际使用过程中，往往因为通风设备在长时间使用后叶片和轴承缝隙积累火炸药粉尘而无法继续安全使用，且因为传统通风设备结构复杂，清理困难，导致通风设备使用安全隐患大。甚至有些场所为杜绝摩擦碰撞引起火炸药颗粒的燃爆而停止通风设备的使用。

2011年，英国工程师戴森(Dyson)在空气叶片干手机的基础上开发出第一代无叶风扇，其基本原理是将传统风扇的动力源和出风口进行分离，将电机驱动的旋转叶轮动力源隐蔽在风扇支座下，旋转叶轮经底座进气口吸入的空气经无叶风扇叶框上的环缝排出，形成高速稳定的气流，无叶风扇叶框利用了附壁效应的空气倍增原理。第一代无叶风扇发明以来，不断得到改进和创新，如中国发明专利CN103912479A公开了一种无叶风扇，采用马达驱动风扇来产生进气流并通过无叶扇框上的喷嘴流出。针对所查阅的正式公开文献，由于无叶风扇本身没有外露的旋转叶片，机械安全系数较高，文献中在对无叶风扇的改进中主要集中在无叶扇框的形状、空气流进和流出的方式方面，来提高其效率，降低噪音。但当无叶风扇应用于火炸药等含有危险性粉尘和颗粒的场所时，由于其进风口依然处于危险环境内，危险品粉尘和颗粒依然会通过进风口与叶片、轴承等动部件接触，具有发生燃爆的可能性，限制了无叶风扇功能的发挥，也就限制了其用于火炸药领域通风系统的“无叶”优势。同时，目前文献中所涉及的无叶风扇主要为台式风扇，没有应用于通风系统的挂壁安装风扇，且流道长，气流从进气口到出气口运动方向转变超过“180°”，能量损失多。

综上，目前火炸药领域用通风系统主要存在以下问题：1)传统通风系统存在炸药粉尘或颗粒进入通风系统运动元件的旋转轴承或与通风系统内旋转叶片撞击产生火花或燃爆的问题；2)适用于火炸药通风系统的新型无叶通风系统尚未出现；3)火炸药领域通风系统的清理困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免火炸药等危险场所通风系统使用过程中危险品颗粒与通风系统叶片发生碰撞或危险品粉尘进入旋转轴承发生摩擦而引起燃爆事故。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种火炸药领域用远传无叶通风系统，包括气源、储气罐、气管、单向阀、节流阀、通风框，所述气源、储气罐、单向阀、节流阀、通风框通过气管依次连接，所述气源、储气罐的安装位置处于非火炸药环境的安全场所，所述通风框安装在火炸药环境的危险场所；

所述通风框包括进气口、出气口、内侧斜面、进风口、出风口、气体流道、封闭区域，所述气体流道为具有流线型特征的环形腔，所述进气口在通风框轴向上位于出气口和进风口之间，进气口与气体流道的外环壁面贯通，所述出气口为环缝状且与内侧斜面平行，出气方向与进风口进风方向一致，所述进风口直径小于出风口直径，形成具有一定倾斜角的内侧斜面；

所述进气口与气管口采用垫片压紧密封连接，进气口外壁面设置凹槽，凹槽内设置和进气口外壁面平齐的环形被动垫，被动垫的内径与进气口内径相同，气管口的内壁面设置环形主动垫，主动垫的外径和气管口的内径相同，主动垫的内径和被动垫的内径相同，主动垫通过弹簧连接在气管口的内壁面且能够在弹簧的作用下沿着气管口的内壁面移动。

作为本发明的一种改进，所述气源为中央气源，可以为空气压缩机或涡轮增压机，所述储气罐可经气管连接到1个或多个通风框。

作为本发明的另一种改进，所述进气口为2个、4个或者6个，呈圆周对称分布，且在通风框安装好后，任意两个连线经过通风框圆心的进气口之间的连线不处于竖直方向。

与现有技术相比，本发明的优点是：(1)无叶通风系统的气源和扇框分离，气源安装在安全环境，设有出气口的通风框安装在具有危险品粉尘的危险环境，实现了通风系统在危险品环境中没有任何产生摩擦或碰撞的运动部件，避免了火炸药粉尘或颗粒与运动部件接触的燃爆危险性；(2)缩短并优化气体流动路径，减小流动能量损失；(3)气管和进气口接头采用通气压紧密封措施，安装和拆卸过程十分方便，有利于通风系统的频繁清理；(2)可以实现中央气源供气方式，适合于具有多个通风要求的工业化场所。

附图说明

图1为本发明整体构成关系示意图。

图2为本发明的通风框工作原理示意图。

图3为本发明的气体流道截面示意图。

图4为本发明的通风框截面示意图。

图5为本发明的气管口和进气口密封截面示意图。

图6(a)和6(b)为本发明进气口布置位置截面示意图。

图中：1、气源，11、气源进气口，12、气源出气口，2、储气罐，3、气管，4、单向阀，5、节流阀，6、通风框，61、611、612、613、614、615、616进气口，62、出气口，63、内侧斜面，64、进风口，65、出风口，66、气体流道，67、后方空气，68、前方空气，69、喷出空气，70、封闭区域，71、气管口，72、主动垫，73、弹簧，74、被动垫。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

图1所示为本发明火炸药领域用远传无叶风扇整体构成关系示意图，包括气源1、储气罐2、气管3、单向阀4、节流阀5、通风框6，其中气源1、储气罐2、单向阀4、节流阀5、通风框6通过气管3依次串联，具体使用过程中，气源1、储气罐2安装在非火炸药环境的安全场所，这样就可以保证气源进气口11所吸进的空气是干净的，没有火炸药粉尘或颗粒等危险物料，同时气源1工作时产生的噪音被隔离，不会对使用场合产生噪声污染。因为气源1可以作为中央气源供多个通风框6使用，因此需考虑到不同时间段使用终端对气源1所提供气量的变化，在紧挨气源1安装一个储气罐2，气源出气口12排出的压缩气体储存在储气罐2中备用。通风框6安装在火炸药环境的危险场所，如生产车间的窗户、墙壁或通风厨上，在通风框6的进气口61前端安装节流阀5用于调节气流的大小，节流阀5前端安装单向阀4防止逆流气体带入危险物料，单向阀4可以在气管3的总管路或支路上。

如图2、图3和图4所示通风框6包括进气口61、出气口62、内侧斜面63、进风口64、出风口65、气体流道66、封闭区域70，气体流道66为具有流线型特征的环形腔，进气口61在通风框6轴向上位于出气口62和进风口64之间，这样可以缩短气体在气体流道66内的运动路径，避免气体在气体流道内发生180°的转弯，降低能量耗散。进气口61与气体流道66的外环壁面贯通，出气口62为环缝状且与内侧斜面63平行，出气方向与进风口64进风方向一致，进风口64直径小于出风口65直径，形成具有一定倾斜角的内侧斜面63。封闭区域70内并没有气体流动，用来增加通风框6整体的刚度，防止高速气流通过通风框6时引起内侧斜面63的振动。

如图2所示，通风框6的设计应用了空气放大原理，即附壁效应，或者称为CoadaEffects，仅用少量的压缩空气作为动力源，带动周围空气流动产生高压、高速气流，流量可达耗气量的50倍。从出气口62喷出的带压喷出空气69会沿着通风框6的内侧斜面63高速流动，喷出空气69的高速流动一方面会通过粘滞作用将通风框6内的气流带出，同时会在通风框6内形成低压区，导致后方空气67通过进风口64迅速补充，喷出空气69和后方空气67从出风口65喷出后，会再次带动前方空气68的迅速汇集。喷出空气69、后方空气67、前方空气68共同形成了大流量的可供用户使用的气流。

如图5所示，进气口61与气管口71采用垫片压紧密封连接，进气口61外壁面设置凹槽，凹槽内设置和进气口61外壁面平齐的环形被动垫74，被动垫74的内径与进气口61内径相同，气管口71的内壁面设置环形主动垫72，主动垫72的外径和气管口71的内径相同，主动垫72的内径和被动垫74的内径相同，主动垫72通过弹簧73连接在气管口71的内壁面且能够在弹簧73的作用下沿着气管口71的内壁面移动。在通风系统不工作时，弹簧73将主动垫72拉起，主动垫72外缘和气管口71外缘平齐，气管口71和通风框6之间可以轻松拆卸，当通风系统工作时，主动垫72在气流的推动下拉长弹簧73，主动垫72紧贴被动垫74，对进气口61和气管口71的接缝进行密封。

进一步，气源1为中央气源，可以为空气压缩机或涡轮增压机，储气罐2可经气管3连接到1个或多个通风框6。

进一步，进气口61为2个、4个或者6个，呈圆周对称分布，且在通风框6安装好后，任意两个连线经过通风框6圆心的进气口61之间的连线不处于竖直方向。即不要在通风框6的最低点设置进气口61，防止沉积的危险品颗粒进入进气口61。

实施例1

图1所示为本发明火炸药领域用远传无叶风扇整体构成关系示意图，包括气源1、储气罐2、气管3、单向阀4、节流阀5、通风框6，其中气源1、储气罐2、单向阀4、节流阀5、通风框6通过气管3依次串联，具体使用过程中，气源1、储气罐2安装在非火炸药环境的安全场所，这样就可以保证气源进气口11所吸进的空气是干净的，没有火炸药粉尘或颗粒等危险物料，同时气源1工作时产生的噪音被隔离，不会对使用场合产生噪声污染。因为气源1可以作为中央气源供多个通风框6使用，因此需考虑到不同时间段使用终端对气源1所提供气量的变化，在紧挨气源1安装一个储气罐2，气源出气口12排出的压缩气体储存在储气罐2中备用。通风框6安装在火炸药环境的危险场所，如生产车间的窗户、墙壁或通风厨上，在通风框6的进气口61前端安装节流阀5用于调节气流的大小，节流阀5前端安装单向阀4防止逆流气体带入危险物料，单向阀4可以在气管3的总管路或支路上。

如图2、图3和图4所示通风框6包括进气口61、出气口62、内侧斜面63、进风口64、出风口65、气体流道66、封闭区域70，气体流道66为具有流线型特征的环形腔，进气口61在通风框6轴向上位于出气口62和进风口64之间，这样可以缩短气体在气体流道66内的运动路径，避免气体在气体流道内发生180°的转弯，降低能量耗散。进气口61与气体流道66的外环壁面贯通，出气口62为环缝状且与内侧斜面63平行，出气方向与进风口64进风方向一致，进风口64直径小于出风口65直径，形成具有一定倾斜角的内侧斜面63。封闭区域70内并没有气体流动，用来增加通风框6整体的刚度，防止高速气流通过通风框6时引起内侧斜面63的振动。

如图2所示，通风框6的设计应用了空气放大原理，即附壁效应，或者称为CoadaEffects，仅用少量的压缩空气作为动力源，带动周围空气流动产生高压、高速气流，流量可达耗气量的50倍。从出气口62喷出的带压喷出空气69会沿着通风框6的内侧斜面63高速流动，喷出空气69的高速流动一方面会通过粘滞作用将通风框6内的气流带出，同时会在通风框6内形成低压区，导致后方空气67通过进风口64迅速补充，喷出空气69和后方空气67从出风口65喷出后，会再次带动前方空气68的迅速汇集。喷出空气69、后方空气67、前方空气68共同形成了大流量的可供用户使用的气流。

如图5所示，进气口61与气管口71采用垫片压紧密封连接，进气口61外壁面设置凹槽，凹槽内设置和进气口61外壁面平齐的环形被动垫74，被动垫74的内径与进气口61内径相同，气管口71的内壁面设置环形主动垫72，主动垫72的外径和气管口71的内径相同，主动垫72的内径和被动垫74的内径相同，主动垫72通过弹簧73连接在气管口71的内壁面且能够在弹簧73的作用下沿着气管口71的内壁面移动。在通风系统不工作时，弹簧73将主动垫72拉起，主动垫72外缘和气管口71外缘平齐，气管口71和通风框6之间可以轻松拆卸，当通风系统工作时，主动垫72在气流的推动下拉长弹簧73，主动垫72紧贴被动垫74，对进气口61和气管口71的接缝进行密封。

进一步，气源1为中央气源，可以为空气压缩机或涡轮增压机，储气罐2可经气管3连接到1个或多个通风框6。

进一步，如图6(a)所示，进气口61的设置为2个，两个进气口61呈圆周对称，图6(a)所示位置为通风框6的安装位置，两个进气口61的连线过通风框6的圆心，且该连线不处于竖直方向，而是和竖直方向具有90°的夹角。

实施例2

图1所示为本发明火炸药领域用远传无叶风扇整体构成关系示意图，包括气源1、储气罐2、气管3、单向阀4、节流阀5、通风框6，其中气源1、储气罐2、单向阀4、节流阀5、通风框6通过气管3依次串联，具体使用过程中，气源1、储气罐2安装在非火炸药环境的安全场所，这样就可以保证气源进气口11所吸进的空气是干净的，没有火炸药粉尘或颗粒等危险物料，同时气源1工作时产生的噪音被隔离，不会对使用场合产生噪声污染。因为气源1可以作为中央气源供多个通风框6使用，因此需考虑到不同时间段使用终端对气源1所提供气量的变化，在紧挨气源1安装一个储气罐2，气源出气口12排出的压缩气体储存在储气罐2中备用。通风框6安装在火炸药环境的危险场所，如生产车间的窗户、墙壁或通风厨上，在通风框6的进气口61前端安装节流阀5用于调节气流的大小，节流阀5前端安装单向阀4防止逆流气体带入危险物料，单向阀4可以在气管3的总管路或支路上。

如图2、图3和图4所示通风框6包括进气口61、出气口62、内侧斜面63、进风口64、出风口65、气体流道66、封闭区域70，气体流道66为具有流线型特征的环形腔，进气口61在通风框6轴向上位于出气口62和进风口64之间，这样可以缩短气体在气体流道66内的运动路径，避免气体在气体流道内发生180°的转弯，降低能量耗散。进气口61与气体流道66的外环壁面贯通，出气口62为环缝状且与内侧斜面63平行，出气方向与进风口64进风方向一致，进风口64直径小于出风口65直径，形成具有一定倾斜角的内侧斜面63。封闭区域70内并没有气体流动，用来增加通风框6整体的刚度，防止高速气流通过通风框6时引起内侧斜面63的振动。

如图2所示，通风框6的设计应用了空气放大原理，即附壁效应，或者称为CoadaEffects，仅用少量的压缩空气作为动力源，带动周围空气流动产生高压、高速气流，流量可达耗气量的50倍。从出气口62喷出的带压喷出空气69会沿着通风框6的内侧斜面63高速流动，喷出空气69的高速流动一方面会通过粘滞作用将通风框6内的气流带出，同时会在通风框6内形成低压区，导致后方空气67通过进风口64迅速补充，喷出空气69和后方空气67从出风口65喷出后，会再次带动前方空气68的迅速汇集。喷出空气69、后方空气67、前方空气68共同形成了大流量的可供用户使用的气流。

如图5所示，进气口61与气管口71采用垫片压紧密封连接，进气口61外壁面设置凹槽，凹槽内设置和进气口61外壁面平齐的环形被动垫74，被动垫74的内径与进气口61内径相同，气管口71的内壁面设置环形主动垫72，主动垫72的外径和气管口71的内径相同，主动垫72的内径和被动垫74的内径相同，主动垫72通过弹簧73连接在气管口71的内壁面且能够在弹簧73的作用下沿着气管口71的内壁面移动。在通风系统不工作时，弹簧73将主动垫72拉起，主动垫72外缘和气管口71外缘平齐，气管口71和通风框6之间可以轻松拆卸，当通风系统工作时，主动垫72在气流的推动下拉长弹簧73，主动垫72紧贴被动垫74，对进气口61和气管口71的接缝进行密封。

进一步，气源1为中央气源，可以为空气压缩机或涡轮增压机，储气罐2可经气管3连接到1个或多个通风框6。

进一步，如图6(b)所示进，气口61的设置为6个，6个进气口611、612、613、614、615、616呈圆周对称，图6(b)所示位置为通风框6的安装位置，进气口611、614连线过通风框6圆心，进气口612、615连线过通风框6圆心，进气口613、616连线过通风框6圆心，且该3条连线均不处于竖直方向，而是和竖直方向最小夹角为30°。

Claims (3)

1.一种火炸药领域用远传无叶通风系统，包括气源(1)、储气罐(2)、气管(3)、单向阀(4)、节流阀(5)、通风框(6)，其特征在于，所述气源(1)、储气罐(2)、单向阀(4)、节流阀(5)、通风框(6)通过气管(3)依次连接，所述气源(1)、储气罐(2)的安装位置处于非火炸药环境的安全场所，所述通风框(6)安装在火炸药环境的危险场所；

所述通风框(6)包括进气口(61)、出气口(62)、内侧斜面(63)、进风口(64)、出风口(65)、气体流道(66)、封闭区域(70)，所述气体流道(66)为具有流线型特征的环形腔，所述进气口(61)在通风框(6)轴向上位于出气口(62)和进风口(64)之间，进气口(61)与气体流道(66)的外环壁面贯通，所述出气口(62)为环缝状且与内侧斜面(63)平行，出气方向与进风口(64)进风方向一致，所述进风口(64)直径小于出风口(65)直径，形成具有一定倾斜角的内侧斜面(63)；

所述进气口(61)与气管口(71)采用垫片压紧密封连接，进气口(61)外壁面设置凹槽，凹槽内设置和进气口(61)外壁面平齐的环形被动垫(74)，被动垫(74)的内径与进气口(61)内径相同，气管口(71)的内壁面设置环形主动垫(72)，主动垫(72)的外径和气管口(71)的内径相同，主动垫(72)的内径和被动垫(74)的内径相同，主动垫(72)通过弹簧(73)连接在气管口(71)的内壁面且能够在弹簧(73)的作用下沿着气管口(71)的内壁面移动。

2.根据权利要求1所述的火炸药领域用远传无叶通风系统，其特征在于，所述气源(1)为中央气源，可以为空气压缩机或涡轮增压机，所述储气罐(2)可经气管(3)连接到1个或多个通风框(6)。

3.根据权利要求1所述的火炸药领域用远传无叶通风系统，其特征在于，所述进气口(61)为2个、4个或者6个，呈圆周对称分布，且在通风框(6)安装好后，任意两个连线经过通风框(6)圆心的进气口(61)之间的连线不处于竖直方向。