CN109046611A - 一种用于锤式破碎机的防爆装置 - Google Patents

Abstract

一种用于锤式破碎机的防爆装置，安装于锤式破碎机破碎锤壳体处，包括折叠式罩型主体结构以及能够与压力表、真空泵和惰性气体储罐相连接的阀门组。折叠式罩型主体结构由阻燃防撞层外层以及由外扩型折片和人字形中空抓地折片结构组成的一体化内层构成。折叠式结构以破碎锤头轴线为中心，沿顺时针或逆时针360度展开并通过密封卡具锁紧密封。两控阀门组使人字形中空抓地折片结构内部形成负压，保证折叠式罩型主体结构的底部与硬路面牢牢贴合，封闭形成折叠式罩型主体结构内部空间；三控阀门组排空折叠式罩型主体结构内部空间的空气并使之充满惰性气体，有效解决了破碎机的破碎锤头对硬路面进行破拆时产生的火花而引发的爆炸问题。

Description

一种用于锤式破碎机的防爆装置

技术领域

本发明涉及一种用于锤式破碎机的防爆装置，即一种能够连接真空泵、惰性气体储罐和压力表，以折叠式内外双层结构为主体并带有控制阀门组的装置。该防爆装置利用螺纹安装于破碎机破碎锤壳体处，通过调整螺纹安装位置进行升降，用于地下油气管道泄漏情况下，在需要使用锤式破碎机对硬路面进行破碎拆除时，用来构建局部阻燃环境，防止破碎锤与硬路面撞击产生的火花燃爆外泄出来的可燃气体，属于石油天然气储运工程技术领域。

背景技术

采用冲击形式破碎物料的锤式破碎机以种类繁多、能耗低、结构简单、操作维护容易等优点被广泛应用于矿山、建筑、冶金等领域。其中，路面锤式破碎机已成为油气储运工程中对水泥、沥青、混凝土等硬路面进行局部破拆和维护操作的必不可少的设备。

石油天然气储运工程中，大多数油气管道被埋设于地下。城市地下油气管道又常常以暗渠的方式，即在油气管道上方铺设混凝土盖板或路面。然而，当维护或更换造成油气泄漏的已破损管道时，锤式破碎机的锤头在使用过程中与管道上方铺设的混凝土盖板或路面发生撞击产生的火花一旦暴露于处于极限爆炸浓度范围的可燃气氛中就会产生爆炸，造成生命和财产损失。因此，防爆已成为处于油气泄漏时可燃气氛中的硬路面破拆工程中亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种用于锤式破碎机的防爆装置，其能够有效防止破碎机锤头与硬路面在撞击过程中产生的火花引发路面下方泄漏出的可燃气体发生爆炸，进而保证下方埋设有油气管道的路面破拆工程安全实施。

本发明解决其技术难题所采用的技术方案是：

将锤式破碎机破碎锤头上部的破碎锤壳体表面加工有外螺纹，与防爆装置的折叠式主体结构上部连接件的内螺纹相连接。折叠式主体结构以破碎锤头轴线为中心沿圆周被360度展开后，通过密封圈与其上部连接件进行密封。被360度展开的折叠式主体结构呈罩型，通过带密封垫的密封卡具将其折叠单元的折片对接面密封锁紧，其内部构建了破碎锤头区域阻燃环境空间。该防爆装置包括折叠式主体结构以及能够与真空泵、惰性气体储罐、压力表相连接的阀门组，阀门组分别为两控阀门组和三控阀门组。

上述破碎锤壳体表面外螺纹的长度为30~50厘米，保证防爆装置的罩型主体结构沿破碎锤头轴向移动的高度范围为30~50厘米。

上述防爆装置的主体结构上部连接件为高强度钢或金属合金材料，带有内螺纹。内螺纹与破碎锤壳体表面外螺纹相匹配，以保证防爆装置的主体结构与锤壳体牢固连接。主体结构上述密封圈为橡胶、硅胶或高分子复合塑性材料，安装在防爆装置主体结构与其上部连接件之间。密封圈顶面与主体结构上部连接件的横断面紧密贴合，密封圈底面与360度展开后的罩型主体结构各折叠单元折片龙骨位置及龙骨间部分紧密贴合，配合通过密封胶脂达到完全密封。

上述防爆装置的主体结构通过其上部连接件与破碎机锤壳体进行螺纹连接，通过螺纹组装位置调解主体结构与破碎锤头的相对高度，其调整范围即破碎锤壳体表面外螺纹的长度30~50厘米。

上述防爆装置的折叠式主体结构由折叠单元构成，各折叠单元为内、外两层，外层细分为上、下两个不同折片结构，且与其内层折片结构呈一体式。防爆装置主体结构未展开前呈折叠式，展开后呈罩型。折叠单元外层上部为曲线形、折线形、类折线形的外扩型高强度钢或金属合金折片结构，以破碎锤轴线为中心沿圆周方向被360度展开；折叠单元外层下部为橡胶、硅胶或高分子复合塑性的人字形中空抓地折片结构，与外层上部各外扩型折片结构对应，同样以破碎锤轴线为中心沿圆周方向被360度展开。而且，外层下部的中空抓地折片结构亦呈折叠式，其折叠单元呈折曲线形、折线形、或类折线形，沿外层上部各折片龙骨方向能够被不同程度地拉伸或压缩。折叠单元内层为2~4cm厚硅胶或高分子复合塑性材料的阻燃防撞层，其形状与主体结构外层内腔吻合，亦呈折片结构，同样以破碎锤轴线为中心沿圆周方向被360度展开，用以屏蔽破碎锤头与硬路面撞击中产生的瞬间火花，同时减小破拆操作过程中产生的碎石对罩型主体结构的撞击损伤。

上述防爆装置的折叠式主体结构的各折叠单元折片彼此连接，仅存在一处对接缝，即两个折片对接端面。将折片对接端面以破碎锤头轴线为中心，沿圆周方向360度展开后，即围成罩型破拆操作空间，两个折片对接端面用带有密封垫的密封卡具锁紧密封。未展开时的折叠式主体结构除具有节省空间，携带和安装方便的优点外，最主要的是通过调整主体结构折叠单元各折片沿圆周方向展开的疏密程度来控制破拆过程中以破碎锤头为中心的密封性空间的直径范围。当硬路面为斜平面或破碎锤头非垂直角度破拆路面时，不同程度地调整展开后的罩型主体结构折叠单元伸入上述密封圈的长度以及罩型主体结构折叠单元外层下部人字形中空抓地折片的疏密程度，使罩型主体结构的底面与硬路面的斜平面角度保持一致。因此，破碎锤锤头对硬路面破拆操作过程中始终保持防爆装置展开后的罩型主体结构的底面与硬路面表面形成贴合状态。

上述两控阀门组贯穿于防爆装置折叠式主体结构外层下部的人字形中空抓地折片结构中，所有连接缝均密封处理。两控阀门组接口均朝向防爆装置主体结构外侧，阀门组一端直通口插入人字形中空抓地折片结构中。一个阀门与压力表和真空泵相连接，另一个阀门作为进气阀。当折叠式主体结构各折叠单元折片以破碎锤头轴线为中心，沿圆周方向被360度展开并用带有密封垫的密封卡具锁紧密封后，关闭进气阀，开启连接真空泵的阀门并通过压力表进行控制，人字形中空抓地折片结构内部形成负压状态进而牢牢抓住路面并使展开后的罩型主体结构形成密封性空间。待路面破拆操作安全完成后，关闭连接真空泵的阀门并开启进气阀，使人字形中空抓地结构内部进入空气，解除抓地密封功能。

上述三控阀门组贯穿于防爆装置主体结构上部连接件及主体结构折叠单元外层上部的外扩型折片结构和内层阻燃防撞层中，所有连接缝均密封处理。三控阀门组接口均朝向防爆装置主体结构外侧，阀门组另一端直通口与主体结构连通。其中一个阀门与压力表和真空泵相连接，另一个阀门与压力表和惰性气体储罐相连接，第三个阀门作为排气阀。当两控阀门组操作完成使展开后的罩型主体结构与地面形成密封性空间后，关闭三控阀门组中的排气阀，开启与压力表和真空泵相连接的阀门，排出罩型主体结构内部的空气后，关闭该阀门并开启与压力表和惰性气体储罐相连接的阀门。惰性气体充满防爆装置罩型主体内部密封性空间后，即可进行破拆操作。当破拆进行至与路面下可燃气体接触的临界点，即使破碎锤与硬路面撞击产生瞬时火花，也会因为惰性气体完全包围而不能引发燃烧，有效防止了爆炸的发生。若路面破拆的临界点有大量可燃气体溢出，通过压力表实时调控排气阀的开关。待路面破拆操作安全完成后，关闭与压力表和惰性气体储罐相连接的阀门并开启排气阀，亦能够对灰尘、可燃气体和惰性气体进行回收。

本发明以折叠式内外双层结构为主体的防爆装置通过其上部连接件与破碎机的破碎锤壳体进行螺纹连接。通过调整螺纹连接的位置、展开后的罩型主体结构各折叠单元折片展开的疏密程度以及罩型主体结构局部折叠单元伸入密封圈的长度来控制该防爆装置的安装高度，以破碎锤头为中心的密封性空间的直径范围以及罩型主体结构底面的倾斜度。通过阀门组控制以保证该防爆装置内部的密封性、内部空气的排出及惰性气体的充满。该防爆装置结构简单，效果明显，易于安装和实际应用，极具技术推广前景。

附图说明

图1是未展开的折叠式防爆装置示意图。

图2是展开后的呈罩型的折叠式防爆装置示意图

图3是展开后的呈罩型的折叠式防爆装置A-A剖面结构图。

图中：1.破碎锤壳体，2.主体结构上部连接件，3.密封圈，4.外扩型折片结构，5.人字形中空抓地折片结构，6. 阻燃防撞层，7.密封卡具，8. 外扩型折片密封垫，9. 抓地折片结构密封垫，10. 阻燃防撞层密封垫，11. 破碎锤头，12. 阀门Ⅰ，13. 阀门Ⅱ，14. 阀门Ⅲ，15. 阀门Ⅳ，16. 阀门Ⅴ。

具体实施方式

本发明实施例中防爆装置主体结构上部连接件为高强度钢或金属合金材料。

本发明实施例中防爆装置主体结构折叠单元的外层上部为曲线形、折线形、类折线形的外扩型高强度钢或金属合金折片。

本发明实施例中防爆装置主体结构折叠单元的外层下部为人字形橡胶、硅胶或高分子复合塑性中空抓地折片结构，折片呈曲线形、折线形、类折线形。

本发明的实施例：

一种用于锤式破碎机的未展开的折叠式防爆装置示意图如附图1所示，图中破碎锤头（11）及锤式破碎机的破碎锤壳体（1）为锤式破碎机部件，非本发明防爆装置部件。本发明防爆装置的折叠式主体结构通过主体结构上部连接件（2）与破碎锤壳体（1）进行螺纹安装和连接。螺纹安装位置应保证主体结构底面与硬路面表面良好贴合。密封圈（3）位于主体结构上部连接件（2）与主体结构外层上部外扩型折片结构（4）之间，起到密封作用。位于上部的外扩型折片结构（4）与位于下部的人字形中空抓地折片结构（5）为两种材料，与位于内层的阻燃防撞层（6）共同构成防爆装置主体结构的折叠单元。折叠式主体结构各折叠单元中的外扩型折片结构（4）、人字形中空抓地折片结构（5）以及阻燃防撞层6的折片对接端面，以破碎锤头（11）轴线为中心沿圆周方向被360度展开后，与另一折片对接端面相连接并用密封卡具（7）锁紧，两个折片对接端面之间通过外扩型折片密封垫（8）、抓地折片结构密封垫（9）和阻燃防撞层密封垫（10) 密封。

被360度展开后的罩型防爆装置示意图如附图2所示。防爆装置主体结构各折叠单元的外层上部外扩型折片结构(4）与外层下部人字形中空抓地折片结构（5）呈一体化。

被360度展开后的罩型防爆装置A-A剖面结构图如附图3所示，阀门组为防爆装置中的非主体结构。阀门Ⅰ（12）、阀门Ⅱ（13）组成两控阀门组，阀门组另一端直通口插入防爆装置主体结构的外层下部中空抓地折片结构（5）中，所有间隙均密封。阀门Ⅰ（12）为进气阀，阀门Ⅱ（13）与压力表和真空泵相连接。关闭阀门Ⅰ（12）并开启阀门Ⅱ（13），使防爆装置罩型主体结构外层下部的人字形中空抓地折片结构（5）内部形成负压进而牢牢抓住路面，并使罩型主体结构形成密封性空间。阀门Ⅲ（14）、阀门Ⅳ（15）和阀门Ⅴ（16）组成三控阀门组，阀门组另一端直通口插入防爆装置主体结构上部连接件（2）、密封圈（3）、主体结构外层上部的外扩型折片结构（4）和内层阻燃防撞层（6）中，所有间隙均密封。阀门Ⅲ（14）与压力表和惰性气体储罐相连接，阀门Ⅳ（15）与压力表和真空泵相连接，阀门Ⅴ（16）为排气阀。当两控阀门组操作完成后，使折罩型主体结构形成密封空间，关闭阀门Ⅴ（16）并开启阀门Ⅳ（15），排出罩型主体结构内部的空气后，关闭阀门Ⅳ（15）并开启阀门Ⅲ（14）。罩型主体内部密封空间内充满的惰性气体阻绝了空气和可燃气体的接触，有效防止了爆炸的发生。阀门Ⅴ（16）调控气体的排放保证了罩型主体结构内部的安全压力，同时对罩型主体结构内部密封空间的灰尘、可燃气体和惰性气体进行回收。待路面破拆操作安全完成且后，关闭启阀门Ⅱ（13）并开启阀门Ⅰ（12），使罩型主体结构外层下部中空抓地折片结构（5）内部进入空气，解除其抓地密封功能，之后罩型主体结构被折叠恢复原状，再将防爆装置从锤式破碎机的破碎锤壳体（1）拆卸下来。

Claims (8)

1.一种用于锤式破碎机的防爆装置，安装于锤式破碎机的破碎锤壳体上，是一种由主体结构和非主体结构单元组成的装置，非主体结构包括主体结构上部连接件、两控阀门组和三控阀门组。

2.根据权利要求1所述的一种用于锤式破碎机的防爆装置，其特征是：装置主体结构和非主体结构一体化，无需另行组装，对锤式破碎机的锤壳体进行安装时仅通过主体结构上部连接件的内螺纹进行连接即可，安装和拆卸简单，易于实施操作。

3.根据权利要求1所述的一种用于锤式破碎机的防爆装置，其特征是：所述的主体结构上部连接件为高强度钢或金属合金材料，其螺纹连接可在锤壳体表面外螺纹的长度为30~50厘米的范围内调整，破碎机破碎锤头在硬路面破拆下伸操作过程中均能通过螺纹安装位置的调整保证整体防爆装置的底面始终贴合硬路面。

4.根据权利要求1所述的一种用于锤式破碎机的防爆装置，其特征是：所述的主体结构以多个折叠单元构成，主体结构在安装和拆卸时呈折叠式，所占空间小，易于安装和拆卸，主体结构被安装后，在锤式破碎机破拆运行时被展开呈罩型，当所有间隙被密封后，罩型主体结构内部是以破碎机破碎锤头轴线为中心的完全密封空间。

5.根据权利要求4所述的一种用于锤式破碎机的防爆装置，其特征是：所述的主体结构折叠单元分为内、外两层，折叠单元外层细分为上、下两个不同折片结构，且与其内层折片结构呈一体式，折叠单元外层上部为曲线形、折线形、类折线形的外扩型高强度钢或金属合金折片结构，折叠单元外层下部为橡胶、硅胶或高分子复合塑性的人字形中空抓地折片结构，人字形中空抓地折片结构亦呈折叠式，其折叠单元呈折曲线形、折线形、或类折线形，沿折叠单元外层上部各折片龙骨方向能够被不同程度地拉伸或压缩，折叠单元内层为2~4cm厚硅胶或高分子复合塑性材料的阻燃防撞层，其形状与主体结构外层内腔吻合，亦呈折片结构，用以屏蔽破碎锤头与硬路面撞击中产生的瞬间火花，同时减小破拆操作过程中产生的碎石对罩型主体结构的撞击损伤。

6.根据权利要求4所述的一种用于锤式破碎机的防爆装置，其特征是：所述的主体结构折叠单元各折片沿圆周方向展开的疏密程度用以调整破拆操作过程中以破碎锤头为中心的密封性空间的直径范围，当硬路面为斜平面或破碎锤头非垂直角度破拆路面时，不同程度地调整展开后的罩型主体结构折叠单元伸入密封圈的长度以及罩型主体结构折叠单元外层下部人字形中空抓地折片结构的疏密程度，保证罩型主体结构的底面与硬路面的斜平面角度保持一致，即保持罩型主体结构底面与硬路面表面呈贴合状态。

7.根据权利要求1所述的一种用于锤式破碎机的防爆装置，其特征是：所述的两控阀门组位于防爆装置主体结构外层下部的人字形中空抓地折片结构中，所有连接缝均密封处理，其中一个阀门与压力表和真空泵相连接，另一个阀门作为进气阀，连接真空泵的阀门保证人字形中空抓地折片结构内部形成负压，进而牢牢抓住路面并使展开后的罩型主体结构形成密封性空间，待路面破拆操作安全完成后，进气阀保证人字形中空抓地结构内部进入空气，进而解除抓地密封功能。

8.根据权利要求1所述的一种用于锤式破碎机的防爆装置，其特征是：所述的三控阀门组位于防爆装置主体结构上部连接件及主体结构折叠单元外层上部的外扩型折片结构和内层阻燃防撞层中，所有连接缝均密封处理，其中一个阀门连接真空泵，一个阀门连接惰性气体储罐，第三个阀门作为排气阀，连接真空泵的阀门用以实现罩型主体结构内部空气的完全排出，连接惰性气体储罐的阀门用以实现罩型主体结构内部始终充满惰性气体，排气阀调控罩型主体结构内部封闭空间气体的排放以确保封闭空间的安全压力，同时对罩型主体结构内部空间的灰尘、可燃气体和惰性气体进行回收。