CN109059694B - 管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，包括设置在通风管道内壁上的独立可拆卸式抑爆剂仓体，抑爆剂仓体包括仓体上部结构和仓体下部结构，仓体上部结构与通风管道内壁贴合，仓体下部结构的中部设有向通风管道内部方向的凸包，且仓体下部结构的边缘与仓体上部结构拼合形成仓体中空空间，仓体中空空间内装有惰性抑爆剂。本发明利用粉尘初次爆炸产生的冲击波使抑爆剂仓体的下部膜片结构因拉伸作用而破裂，释放出仓体内预置的抑爆剂实现抑爆，避免了传感器监测过程中的时间延迟弊端，能及时有效地抑制粉尘二次爆炸，应用范围广泛，能高效地解决现有的实际问题。

Description

管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置
技术领域
本发明属于粉尘爆炸、冲击波破膜、抑爆特性等技术领域，尤其涉及一种管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，可对管道内粉尘爆炸事故作出快速反应。
背景技术
粉尘爆炸是指可燃性粉尘在助燃气体中悬浮并达到一定的浓度，在点火源作用下急剧燃烧，引起温度、压力明显跃升，从而发生的爆炸现象。某些可燃粉尘在沉积状态下与空气接触会吸附氧，在一定条件下粉尘层内温度上升，当热量不能充分散发时甚至会引起自燃，如果不及时控制，一旦遇到一定大小的能量就很有可能发生事故。集尘系统初次爆炸的冲击波将沉积的层状粉尘扬起扩散，使首次爆炸短时间内中心区形成负压区，四周的新鲜含氧空气填补进入，与粉尘云混合后被首次爆炸的火焰引燃形成二次爆炸。由于其点火源为初次爆炸火焰，能量更大，冲击波使粉尘云紊流度更高，因此二次爆炸的威力远大于单纯的气体或者粉尘爆炸产生的威力，易造成重大人员伤亡和巨额经济损失。
在工业生产中，为避免“二次爆炸”事故的发生，或安装有水喷淋系统，或有泄爆系统，此类防爆措施要么初次爆炸之后中控系统指令的信息收集和发送过程存在时间延迟，无法针对冲击波的快速传递及时中止多米诺爆炸后果，要么启动造成爆炸泄压和运行负担，因而不能科学、快速、高效抑制粉尘二次爆炸发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，避免了传感器监测过程中的时间延迟弊端，能及时有效地抑制粉尘二次爆炸，应用范围广泛，能高效地解决现有的实际问题。
本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，包括设置在通风管道内壁上的独立可拆卸式抑爆剂仓体，所述抑爆剂仓体包括仓体上部结构和仓体下部结构，所述仓体上部结构与通风管道内壁贴合，所述仓体下部结构的中部设有向通风管道内部方向的凸包，且所述仓体下部结构的边缘与仓体上部结构拼合形成一个密闭的仓体中空空间，所述仓体中空空间内装有惰性抑爆剂，所述惰性抑爆剂为惰性粉尘或惰性气体；抑爆剂仓体通过螺柱组件与通风管道内壁相连接。
所述仓体下部结构由三层互相贴合的膜片构成，其中，上下两层为不锈钢薄片，不锈钢优选316L不锈钢，316L不锈钢具有良好的焊接性能，且耐磨耐腐蚀，可适应通风除尘管道中流通气体夹杂粉尘颗粒的工作环境；中间层为聚全氟乙丙烯密封膜，作为聚四氟乙烯的改性材料，聚全氟乙丙烯具有热塑性塑料的良好加工性能，其允许使用的温度范围在-40℃～200℃，三层复合膜片用于支撑抑爆剂以及对初次爆炸的冲击波作出快速破膜反应。
所述仓体下部结构复合膜片外面两层的不锈钢薄片上设有若干道刻痕，刻痕深度为单层不锈钢薄片厚度的1/5至1/3，刻痕构成了膜片上的减弱结构可以控制复合膜片的最大承受压力；刻痕可以为连续的也可以为间断的，刻痕呈同心椭圆状分布，粉尘初次爆炸产生的冲击波可以沿着这些薄弱环节拉伸破坏复合膜片，同心椭圆的设计有助于不锈钢薄板破碎部分的脱落，最大程度的释放出抑爆剂实现抑爆。
所述通风除尘管道内发生粉尘初次爆炸，除产生较强的冲击波外，还会产生高温气流，温度上升会使不锈钢薄片的材料强度下降，进一步导致结构失效。
所述仓体下部结构形状呈类马鞍形，左右两端凸起，中间较低且呈正拱形，爆炸发生时仓体凹面处于压力系统的高压侧，复合膜片因受拉伸作用力而破裂；流线型的结构设计有助于通风除尘管道内的正常气体流通，减少积尘。
所述仓体上部结构与管壁贴合结构为与通风管道内壁相贴合的拱形结构，材料为单层316L不锈钢薄片，与仓体下部结构拼合形成一个密闭的仓体中空空间；上部表面与管壁贴合结构与管道内壁之间几乎不存在缝隙，避免正常工况下的粉尘堆积现象。
所述密闭的仓体中空空间的设计容量至少可容纳100mL抑爆剂，基于实验数据，达到抑制爆炸的要求。
基于实验数据，粉尘初次爆炸产生的冲击波压力约为0.237MPa，通风管道内的正常流通压力约为5×10-3MPa，所述抑爆剂仓体的设计临界承受压力处于两个压力值之间，则粉尘初次爆炸产生的冲击波可以有效的冲破复合膜片，释放出仓体中空空间内预置的抑爆剂实现抑爆。
所述抑爆剂仓体通过螺柱组件与通风管道内壁相连接，便于抑爆剂仓体的装配，当爆炸发生后可直接拆卸所述的螺柱组件，更换独立可拆卸式抑爆剂仓体。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、反应速度快，无需额外的传感器对管道爆炸进行监测和数据传递，利用粉尘初次爆炸产生的强大冲击波直接作用于惰性抑爆剂仓体下部表面结构，复合膜片因受到拉伸作用而破裂，及时释放出仓体内预置的惰性抑爆剂实现抑爆。
2、惰性抑爆剂仓体下部表面结构呈类马鞍形，流线型的结构设计在保证除尘管道内正常通风量的同时也尽可能的减少积尘量。
3、能准确主动喷射惰性抑爆剂，有效抑制二次爆炸。
4、惰性抑爆剂仓体为独立可拆卸结构，便于装配、拆卸和更换，维护简便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的管道及抑爆剂仓体的主视图。
图2是本发明的管道及抑爆剂仓体的俯视图。
图3是本发明的管道及抑爆剂仓体的侧视图。
图中：1、仓体下部结构，2、仓体上部结构，3、仓体中空空间，4、螺柱组件，5、通风管道。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图3所示，本发明的一种管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，包括设置在通风管道5内壁上的独立可拆卸式抑爆剂仓体，所述抑爆剂仓体包括仓体上部结构2和仓体下部结构1，所述仓体上部结构2与通风管道5内壁贴合，所述仓体下部结构1的中部设有向通风管道5内部方向的凸包，且所述仓体下部结构1的边缘与仓体上部结构2拼合形成一个密闭的仓体中空空间3，所述仓体中空空间3内装有惰性抑爆剂，所述惰性抑爆剂为惰性粉尘或惰性气体；抑爆剂仓体通过螺柱组件4与通风管道5内壁相连接。
所述仓体下部结构1由三层互相贴合的膜片构成，其中，上下两层为不锈钢薄片，不锈钢优选316L不锈钢，316L不锈钢具有良好的焊接性能，且耐磨耐腐蚀，可适应通风除尘管道中流通气体夹杂粉尘颗粒的工作环境；中间层为聚全氟乙丙烯密封膜，作为聚四氟乙烯的改性材料，聚全氟乙丙烯具有热塑性塑料的良好加工性能，其允许使用的温度范围在-40℃～200℃，三层复合膜片用于支撑抑爆剂以及对初次爆炸的冲击波作出快速破膜反应。
所述仓体下部结构1复合膜片外面两层的不锈钢薄片上设有若干道刻痕，刻痕深度为单层不锈钢薄片厚度的1/5至1/3，刻痕构成了膜片上的减弱结构可以控制复合膜片的最大承受压力；刻痕可以为连续的也可以为间断的，刻痕呈同心椭圆状分布，粉尘初次爆炸产生的冲击波可以沿着这些薄弱环节拉伸破坏复合膜片，同心椭圆的设计有助于不锈钢薄板破碎部分的脱落，最大程度的释放出抑爆剂实现抑爆。
所述通风除尘管道内发生粉尘初次爆炸，除产生较强的冲击波外，还会产生高温气流，温度上升会使不锈钢薄片的材料强度下降，进一步导致结构失效。
所述仓体下部结构1形状呈类马鞍形，左右两端凸起，中间较低且呈正拱形，爆炸发生时仓体凹面处于压力系统的高压侧，复合膜片因受拉伸作用力而破裂；流线型的结构设计有助于通风除尘管道内的正常气体流通，减少积尘。
所述仓体上部结构2与管壁贴合结构为与通风管道5内壁相贴合的拱形结构，材料为单层316L不锈钢薄片，与仓体下部结构1拼合形成一个密闭的仓体中空空间3；上部表面与管壁贴合结构与管道内壁之间几乎不存在缝隙，避免正常工况下的粉尘堆积现象。
所述密闭的仓体中空空间3的设计容量至少可容纳100mL抑爆剂，基于实验数据，达到抑制爆炸的要求。
基于实验数据，粉尘初次爆炸产生的冲击波压力约为0.237MPa，通风管道5内的正常流通压力约为5×10-3MPa，所述抑爆剂仓体的设计临界承受压力处于两个压力值之间，则粉尘初次爆炸产生的冲击波可以有效的冲破复合膜片，释放出仓体中空空间3内预置的抑爆剂实现抑爆。
所述抑爆剂仓体通过螺柱组件4与通风管道5内壁相连接，便于抑爆剂仓体的装配，当爆炸发生后可直接拆卸所述的螺柱组件4，更换独立可拆卸式抑爆剂仓体。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，其特征在于：包括设置在通风管道内壁上的独立可拆卸式抑爆剂仓体，所述抑爆剂仓体包括仓体上部结构和仓体下部结构，所述仓体上部结构与通风管道内壁贴合，所述仓体下部结构的中部设有向通风管道内部方向的凸包，且所述仓体下部结构的边缘与仓体上部结构拼合形成一个密闭的仓体中空空间，所述仓体中空空间内装有惰性抑爆剂；
所述仓体下部结构包括三层依次贴合的膜片，其中，上下两层为不锈钢薄片，中间层为聚全氟乙丙烯密封膜，且上下两层不锈钢薄片上设有若干道刻痕。
2.如权利要求1所述的管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，其特征在于：所述刻痕深度为单层不锈钢薄片厚度的1/5-1/3。
3.如权利要求2所述的管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，其特征在于：所述刻痕呈同心椭圆状分布。
4.如权利要求1所述的管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，其特征在于：所述惰性抑爆剂为惰性粉尘或惰性气体。
5.如权利要求1所述的管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，其特征在于：还包括螺柱组件，所述抑爆剂仓体通过螺柱组件固定在通风管道内壁上。
6.如权利要求1所述的管道内冲击波破膜抑制粉尘二次爆炸的装置，其特征在于：所述仓体中空空间至少可以容纳100ml的惰性抑爆剂。
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