CN108519031B - 一种带有双重泄爆功能的泄爆结构 - Google Patents

一种带有双重泄爆功能的泄爆结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有双重泄爆功能的泄爆结构，并与被动泄爆技术相结合，形成双重泄爆,进一步提高了泄爆装置的可靠性。本装置的创新部分主要是将主动泄爆和被动泄爆两种泄爆模式相结合，通过传感器探测起爆起始阶段的压力信号和氧气浓度信号，将信号输入中心控制单元STM32中以触发直线步进电机进行线性运动，从而驱动泄爆活塞盖开启，压力从泄爆口泄放。当主动泄爆系统失效，未及时打开泄爆活塞时，则泄爆活塞会在泄爆压力的驱动下打开，完成泄爆后，在泄爆弹簧的作用下自动复位。为了减少泄爆过程中泄爆口二次爆炸的问题，本发明在泄爆装置外围设计了外部网状的泄爆口，对泄爆压力的泄放起到了缓冲的作用，减少二次爆炸发生后对设备的破坏。

Description

一种带有双重泄爆功能的泄爆结构
技术领域
本发明属于安全装置中减少爆炸压力的缓冲减震装置的技术领域，具体说是一种带有双重泄爆功能的泄爆结构。
背景技术
目前泄爆技术大多都是在爆炸发生后，通过爆炸引起的的冲量和产生的压力来启动泄爆装置，比如说泄爆门或者爆破片，弹簧式泄爆阀等等，这种泄放爆炸压力的方法为被动泄爆法。被动泄爆技术的优点主要是不需要外加动力使泄爆装置打开，节省能源，设计合理的被动泄爆装置能够简单有效的达到泄爆要求，但是被动泄爆技术存在很多不稳定因素，不能提前控制一些突发情况，比如泄爆装置的出现卡死故障，泄爆弹簧出现故障引起压力进一步的升高等，从而导致爆炸事故的产生，因此研究一款既能保持被动泄爆技术的优势又具有主动泄爆的优良监控性能的泄爆装置是对工业的防爆水平的提高有一定的意义。
现有的泄爆技术中主动泄爆的方法是通过超前检测探测爆炸起始阶段的信息,将该信号输入到中心控制单元用以触发泄爆执行机构泄放爆炸压力,实施泄爆，但是当主动泄爆系统失效时，整个泄爆系统便失效，在此情况下不能有效的泄爆和排除安全隐患。
发明内容
为克服现有的技术缺陷，本发明提出了一种主动泄爆和被动泄爆相结合的一种新型的泄爆装置。
本装置是由传感器2、驱动泄爆活塞盖3开启，压力从泄爆口11。泄爆弹簧4、网状的泄爆口10、5泄爆活塞导杆，6泄爆盖板，97连接主动泄爆执行装置的机构，8泄爆螺栓，9泄爆口，10外围保护栏的压力泄放口主要组成。
发明的主要创新点是双重泄爆机制，实际工况中，主动泄爆能保证超前量开启泄爆装置，使泄爆过程中可控性调整量增加，而被动泄爆可以保证在主动泄爆失效的情况下依然能完成泄爆过程。
为了解决上述的技术问题，本申请采用的技术方案是：
通过传感器2探测起爆起始阶段的压力信号和氧气浓度信号，将信号输入中心控制单元STM32中以触发直线步进电机进行线性运动，从而驱动泄爆活塞盖3开启，压力从泄爆口11泄放。当主动泄爆系统失效，未及时打开泄爆活塞时，则泄爆活塞会在泄爆压力的驱动下打开，完成泄爆后再泄爆弹簧4的作用下自动复位。为了减少泄爆过程中泄爆口二次爆炸的问题，本发明在泄爆装置外围设计了网状的泄爆口10，对泄爆压力的泄放起到了缓冲的作用，减少二次爆炸发生后对设备的破坏。
当主动泄爆系统失效，未及时打开泄爆活塞时，则泄爆活塞会在泄爆压力的驱动下打开，装置设置了3根泄爆导杆5，能够保证在被动泄爆的状况下装置不会失去稳定性，梯形的泄爆活塞的设计也能使泄爆气流合理均匀的扩散出去，发明的泄爆口11和泄爆口10呈交错式分布，充分的进行了压力的缓冲，减少了发生二次爆炸的概率，并且使压力冲击波更合理的泄放出去，完成泄爆后再泄爆弹簧4的作用下自动复位，中心控制单元也有复位程序，辅助泄爆口精确复位，并保证密封性。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图；
图2是本发明的整体外部三维视图；
图3是去除泄爆围栏的内部的三维视图；
图4是氧气传感器和压力传感器检测到的信号输入到中央控制单元处理逻辑执行图；
图中，1是密封圈，2是压力氧气传感器，3是梯形泄爆活塞，4是泄爆弹簧，5是泄爆活塞导杆，6是泄爆盖板，7是连接主动泄爆执行装置的机构，8是泄爆螺栓，9是泄爆口，10是外围保护栏的压力泄放口，11是内部的压力泄放口。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明提供的一种带有双重泄爆功能的泄爆结构包括套装在一起的被动泄爆结构和主动泄爆结构，所述被动泄爆结构和主动泄爆结构同轴套装，通过传感器采集泄爆信号并发送给电机驱动主动泄爆结构和被动泄爆结构依次沿轴向平移，打开泄爆装置泄爆。
所述主动泄爆结构包括内部泄爆缸，所述内部泄爆缸为管状，其内部中空，内部设有若干泄爆导杆5，所述泄爆导杆5沿内部泄爆缸轴向方向设置，两端固定于所述内部泄爆缸的端面上，所述内部泄爆缸一端中部为主泄爆口；所述泄爆导杆5上套有泄爆弹簧4，所述内部泄爆缸侧壁上开有若干内部泄爆口11；所述主泄爆口内安装泄爆装置，内部泄爆缸另一端连接电机。
所述被动泄爆结构包括套装于内部泄爆缸外部的泄爆围栏；所述泄爆围栏的侧壁开有若干压力泄放口10；所述内部泄爆口11与压力泄放口10相交错设置。
所述主泄爆口为圆形泄爆口，所述内部泄爆口11和压力泄放口10矩形。
所述压力泄放口10为由若干压力泄放单元以矩阵形式排列组合而成。
所述泄爆装置为一泄爆活塞，所述泄爆活塞盖为梯形状与所述泄爆导杆5相连接，所述泄爆导杆5穿过一固定的活塞盖。
如图3所示，内部泄爆口11在泄爆活塞缸上呈环形排布，共4个内部泄爆口11，所述泄爆活塞缸端部设有法兰盘。所述传感器安装在法兰盘的外壁上。梯形状的泄爆活塞的厚度小于内部泄爆缸厚度减去内部压力泄放口(11)的口径。
该泄爆结构的控制流程如图4所示，通过传感器2探测起爆起始阶段的压力信号和氧气浓度信号，将信号输入中心控制单元STM32中,处理器将信号进行处理，当腔内压力和氧气浓度到达阈值马上输出信号至步进电机，触发直线步进电机进行线性运动，从而驱动泄爆活塞盖3开启，压力从泄爆口11泄放，外部的泄爆围栏对压力进行缓冲，再进行二次泄爆，压力从外部泄爆围栏的泄爆口10中泄放出去，大大的减少了二次爆炸对泄爆外部环境的影响。所述主动泄爆结构包括内部泄爆活塞，所述内部泄爆活塞为管状，其内部中空，内部设有若干泄爆导杆5，所述泄爆导杆5沿内部泄爆活塞轴向方向设置，两端固定于所述内部泄爆活塞的端面上；所述泄爆导杆5上套有泄爆弹簧4，所述内部泄爆活塞侧壁上开有若干内部泄爆口11。
当主动泄爆系统失效，未及时打开泄爆活塞时，则泄爆活塞会在泄爆压力的驱动下打开，装置设置了3根泄爆导杆5，能够保证在被动泄爆的状况下装置不会失去稳定性，梯形的泄爆活塞的设计也能使泄爆气流合理均匀的扩散出去，发明的内部泄爆口11和外部泄爆口10呈交错式分布，充分的进行了压力的缓冲，减少了发生二次爆炸的概率，并且使压力冲击波更合理的泄放出去，完成泄爆后再泄爆弹簧4的作用下自动复位，中心控制单元也有复位程序，辅助泄爆口精确复位，并保证密封性。
中心控制单元的进行的操作如下；
（1）开始，初始化硬件；
（2）系统自身检测，若出现故障则报警系统开启，检测正常则继续接受氧气传感器和压力传感器的信号；
（3）当氧气浓度低于最低点火浓度则返回继续检测；
（4）当氧气浓度高于最低点火浓度，马上开启报警系统，提示氧气浓度已到点火浓度；
（5）若同时检测到压力超过阙值，马上开启主动泄爆装置，并继续对容器内压力进行检测；
（6）当检测到压力已经降低到指定值，马上向执行器发信号关闭泄爆装置；
（7）结束泄爆过程。

Claims (7)

1.一种带有双重泄爆功能的泄爆结构，其特征在于，所述泄爆结构包括内部泄爆缸，所述内部泄爆缸为管状，其内部中空，内部设有若干泄爆导杆（5），所述泄爆导杆（5）沿内部泄爆缸轴向方向设置，两端固定于所述内部泄爆缸的端面上，所述内部泄爆缸一端中部为主泄爆口；所述泄爆导杆（5）上套有泄爆弹簧（4），所述内部泄爆缸侧壁上开有若干内部泄爆口（11）；所述主泄爆口内安装泄爆装置，内部泄爆缸另一端连接电机；所述泄爆结构还包括套装于内部泄爆缸外部的泄爆围栏；所述泄爆围栏的侧壁开有若干压力泄放口（10）；所述内部泄爆口（11）与压力泄放口（10）相交错设置；
当泄爆缸内压力和氧气浓度到达阈值，输出信号至电机，触发电机进行线性运动，从而驱动泄爆装置开启，压力从内部泄爆口（11）泄放；
如果未及时通过电机打开泄爆装置，则泄爆装置在泄爆压力的驱动下打开。
2.根据权利要求1所述的一种带有双重泄爆功能的泄爆结构，其特征在于，所述主泄爆口为圆形泄爆口，所述内部泄爆口（11）和压力泄放口（10）为矩形。
3.根据权利要求1所述的一种带有双重泄爆功能的泄爆结构，其特征在于，所述压力泄放口（10）为由若干压力泄放单元以矩阵形式排列组合而成。
4.根据权利要求1所述的一种带有双重泄爆功能的泄爆结构，其特征在于，所述泄爆装置为一泄爆活塞，所述泄爆活塞盖为梯形状与所述泄爆导杆（5）相连接，所述泄爆导杆（5）穿过一固定的活塞盖。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种带有双重泄爆功能的泄爆结构，其特征在于，内部泄爆口（11）在泄爆活塞缸上呈环形排布，共4个内部泄爆口（11），所述泄爆活塞缸端部设有法兰盘。
6.根据权利要求5所述的一种带有双重泄爆功能的泄爆结构，其特征在于，所述传感器安装在法兰盘的外壁上。
7.根据权利6所述的一种带有双重泄爆功能的泄爆结构，其特征在于，梯形状的泄爆活塞的厚度小于内部泄爆缸厚度减去内部泄爆口(11)的口径。
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