CN109373025A - 一种内凹式阻燃式防爆阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种内凹式阻燃式防爆阀，包括阀盖、阀盘、阀座、锥形弹簧、密封圈、阻燃片、内阻燃环、外阻燃环和螺栓，所述的阀盖和阀座之间安装有内阻燃环和外阻燃环，所述的内阻燃环和外阻燃环之间安装有1片以上的圆环形阻燃片；所述的圆环形阻燃片上安装有若干个扰流柱，所述的扰流柱包括迎风面和背风面；所述的扰流柱的迎风面为内凹式结构，或所述的扰流柱的背风面为内凹式结构，或所述的扰流柱的迎风面和背风面均为内凹式结构；所述的前一排的扰流柱位于后一排相邻两个扰流柱的间隙的前方中心，且所述的后一排相邻两个扰流柱的间隙小于所述的前一排的扰流柱的宽度。本发明的内凹式阻燃式防爆阀具有结构紧凑、传热效率高、火焰淬熄速度快、且性能稳定、模块化设计和便于维护的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种内凹式阻燃式防爆阀，特别涉及一种甲类可燃气体爆燃火焰的内凹式阻燃式防爆阀。
背景技术
防爆阀是工业上广泛应用的一种安全设备，用于输送可燃气体的管道系统、油气回收系统和可燃气体排放系统等领域，以免发生爆炸事故。如船舶行业，船舶长时间的连续工作，导致柴油机曲轴箱内各部件局部过热，产生的热量使曲轴箱内来自润滑油的微粒和活塞环的漏气形成极易燃烧的油雾混合气体。当油雾混合气达到一定浓度、且温度达到引爆混合气的温度时，就引起曲轴箱爆炸。曲轴箱爆炸非常容易导致船舶火灾。一旦发生船舶火灾，造成的人员伤亡、船舶和货物等的直接经济损失，和救援投入的人力物力财力、水域污染、沉船占用航道和码头等间接经济损失，都非常巨大。因此，国际船级社颁发了新规IACS UR M66明确规定，自2008年7月1日起，安装在新建船上的柴油机防爆阀，必须带阻燃结构，确保阻燃器外部没有出现燃烧情况。中国船级社（CCS）入级建造处也在2008年的总第038号通函中明确，将采用IACS UR M66文件。
石油、煤矿和化学等行业通常采用波纹型、圆管型、狭缝型阻火器或防爆阀来阻止燃烧和爆炸。然后，上述阻燃器或防爆阀中，火焰都需要传播很长一段距离，才能淬熄而熄灭火焰，从而导致阻火器体积庞大、淬熄灭焰效率低等问题。
发明内容
本发明的目的是为解决石油、煤矿和化学等行业常用的阻燃器或防爆阀存在体积庞大、淬熄灭焰效率低的问题，提出一种结构紧凑、传热效率高、火焰淬熄速度快、且性能稳定、模块化设计和便于维护的内凹式阻燃式防爆阀。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种内凹式阻燃式防爆阀，包括阀盖、阀盘、阀座、锥形弹簧、密封圈、阻燃片、内阻燃环、外阻燃环和螺栓，所述的阀盖和阀座之间安装有内阻燃环和外阻燃环，所述的内阻燃环和外阻燃环之间安装有1片以上的圆环形阻燃片；所述的圆环形阻燃片上安装有若干个扰流柱，所述的扰流柱包括迎风面和背风面；所述的扰流柱的迎风面为内凹式结构，或所述的扰流柱的背风面为内凹式结构，或所述的扰流柱的迎风面和背风面均为内凹式结构；所述的前一排的扰流柱位于后一排相邻两个扰流柱的间隙的前方中心，且所述的后一排相邻两个扰流柱的间隙小于所述的前一排的扰流柱的宽度。
所述的内凹式结构采用三角形内凹、梯形内凹、弧形内凹中的一种。
所述的两个扰流柱之间的间隙形成爆燃火焰的流道；且所述的圆环形阻燃片沿圆环中心的内环向外环方向形成燃烧火焰流动方向；所述的扰流柱的宽度沿爆燃火焰流动方向逐渐增大。
所述的阻燃片上开设有四个螺栓安装孔。
所述的阻燃片和阻燃片之间沿扰流柱安装方向同向叠加安装得到单个三维阻燃通道。
所述的阻燃片和阻燃片之间沿扰流柱安装方向两两相对叠加安装得到单个三维阻燃通道。
所述的锥形弹簧的一端安装在阀盖上，另一端紧压在阀盘上。
所述的阀盘与所述的阀座之间通过密封圈密封。
所述的内阻燃环和外阻燃环上开设有1个以上用于打散爆燃火焰的小孔。
本发明的有益效果是：
1）扰流柱迎风面的内凹式结构，增大了扰流柱迎风面的传热面积；同时，内凹式结构延长了气流的流经路径，降低了扰流柱迎风面附近气流的速度，延长了气流与扰流柱迎风面的传热时间，从而提高了爆燃火焰和扰流柱迎风面的传热性能，加速了火焰淬熄。
2）扰流柱背风面的内凹式结构，增大了扰流柱迎背风面的传热面积；同时，背风面的内凹式结构，使背风面区域存在负压区，使气流低速回流，形成涡流，从而降低了扰流柱背风面气流的速度，延长了气流与扰流柱背风面的传热时间，最终提高了爆燃火焰和扰流柱迎风面的传热性能，加速了火焰淬熄。
3）根据具体使用环境的不同，可将迎风面或背风面或两个面同时内凹式结构设计，内凹式结构可设计为三角形内凹，或梯形内凹，或弧形内凹，组合形式多种多样，从而可以满足不同工况的使用要求，增强适用性。
4）爆燃火焰经过被内阻燃环打散成无数小火焰后再进入阻燃片，极大降低了阻燃难度，提高阻燃成功率。
5）本发明的内凹式阻燃式防爆阀，结构紧凑、传热效率高、火焰淬熄速度快、且性能稳定、模块化设计和便于维护。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中阻燃片的结构示意图；
图3是实施例1中扰流柱迎风面三角形内凹式结构示意图；
图4是实施例1中扰流柱迎风面梯形内凹式结构示意图；
图5是实施例1中扰流柱迎风面弧形内凹式结构示意图；
图6是实施例2中扰流柱背风面三角形内凹式结构构示意图；
图7是实施例2中扰流柱背风面梯形内凹式结构示意图；
图8是实施例2中扰流柱背风面弧形内凹式结构示意图；
图9是实施例3中扰流柱迎风面和背风面三角形内凹式结构示意图；
图10是实施例3中扰流柱迎风面和背风面梯形内凹式结构示意图；
图11是实施例3中扰流柱迎风面和背风面弧形内凹式结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1-5所示，本实施例的一种内凹式阻燃式防爆阀，包括阀盖1、阀盘2、阀座3、锥形弹簧4、密封圈5、阻燃片6、内阻燃环7、外阻燃环8和螺栓9，其特征在于：所述的阀盖1和阀座3之间安装有内阻燃环7和外阻燃环8，所述的内阻燃环7和外阻燃环8之间安装有1片以上的圆环形阻燃片6；所述的圆环形阻燃片6上安装有若干个扰流柱61，所述的扰流柱61包括迎风面62和背风面63；所述的扰流柱61的迎风面62为内凹式结构，所述的前一排的扰流柱61位于后一排相邻两个扰流柱61的间隙64的前方中心，且所述的后一排相邻两个扰流柱61的间隙64小于所述的前一排的扰流柱61的宽度。
所述的内凹式结构采用三角形内凹（如图3所示）、或梯形内凹（如图4所示）、或弧形内凹（如图5所示）。
所述的两个扰流柱61之间的间隙64形成爆燃火焰的流道；且所述的圆环形阻燃片6沿圆环中心的内环向外环方向形成燃烧火焰流动方向；所述的扰流柱61的宽度沿爆燃火焰流动方向逐渐增大。
所述的阻燃片6上开设有四个螺栓安装孔65。
所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向同向叠加安装得到单个三维阻燃通道，或所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向两两相对叠加安装得到单个三维阻燃通道。
所述的锥形弹簧4的一端安装在阀盖1上，另一端紧压在阀盘2上。
所述的阀盘2与所述的阀座3之间通过密封圈5密封。
所述的内阻燃环7和外阻燃环8上开设有1个以上用于打散爆燃火焰的小孔。
安装时，所述的两片阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向同向叠加安装得到单个三维阻燃通道。或者所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向两两相对叠加安装得到单个三维阻燃通道。安装于内阻燃环7、外阻燃环8之间的环形空间中，然后通过螺栓9将阀盖1、阀座3和阻燃片6连接固定。
本实施例内凹式阻燃式防爆阀工作时，爆燃火焰将阀盘2顶开，并在阀盘2的导流作用下，冲入内阻燃环7，然后被打散成无数小火焰后，进入阻燃片6。阻燃片6上设置有若干扰流柱61，爆燃火焰首先与扰流柱迎风面换热。扰流柱迎风面的内凹式结构，增大了扰流柱迎风面的传热面积；同时，内凹式结构延长了气流的流经路径，降低了扰流柱61迎风面附近气流的速度，延长了气流与扰流柱迎风面的传热时间，从而提高了爆燃火焰和扰流柱迎风面的传热性能，加速了火焰淬熄。然后，爆燃火焰流经扰流柱61两侧，并与两侧壁面换热。然后爆燃火焰与扰流柱61的背风面换热。最终，爆燃火焰经过层层扰流柱后，火焰熄灭，最后经过外阻燃环8排放到系统外。本实施例的内凹式阻燃式防爆阀具有结构紧凑、传热效率高、火焰淬熄速度快、且性能稳定、模块化设计和便于维护的特点。
实施例2
如图1，2，6-8所示，本实施例的一种内凹式阻燃式防爆阀，包括阀盖1、阀盘2、阀座3、锥形弹簧4、密封圈5、阻燃片6、内阻燃环7、外阻燃环8和螺栓9，其特征在于：所述的阀盖1和阀座3之间安装有内阻燃环7和外阻燃环8，所述的内阻燃环7和外阻燃环8之间安装有1片以上的圆环形阻燃片6；所述的圆环形阻燃片6上安装有若干个扰流柱61，所述的扰流柱61包括迎风面62和背风面63；所述的扰流柱61的背风面63为内凹式结构；所述的前一排的扰流柱61位于后一排相邻两个扰流柱61的间隙64的前方中心，且所述的后一排相邻两个扰流柱61的间隙64小于所述的前一排的扰流柱61的宽度。
所述的内凹式结构采用三角形内凹（如图6所示）、梯形内凹（如图7所示）、弧形内凹（如图8所示）。
所述的两个扰流柱61之间的间隙64形成爆燃火焰的流道；且所述的圆环形阻燃片6沿圆环中心的内环向外环方向形成燃烧火焰流动方向；所述的扰流柱（61）的宽度沿爆燃火焰流动方向逐渐增大。
所述的阻燃片6上开设有四个螺栓安装孔65。
所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向同向叠加安装得到单个三维阻燃通道，或所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向两两相对叠加安装得到单个三维阻燃通道。
所述的锥形弹簧4的一端安装在阀盖1上，另一端紧压在阀盘2上。
所述的阀盘2与所述的阀座3之间通过密封圈5密封。
所述的内阻燃环7和外阻燃环8上开设有1个以上用于打散爆燃火焰的小孔。
安装使，所述的两片阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向同向叠加安装得到单个三维阻燃通道。或者所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向两两相对叠加安装得到单个三维阻燃通道。安装于内阻燃环7、外阻燃环8之间的环形空间中，然后通过螺栓9将阀盖1、阀座3和阻燃片6连接固定。
内凹式阻燃式防爆阀工作时，爆燃火焰将阀盘2顶开，并在阀盘2的导流作用下，冲入内阻燃环7，然后被打散成无数小火焰后，进入阻燃片6。阻燃片6上设置有若干扰流柱61，爆燃火焰首先与扰流柱迎风面换热。然后爆燃火焰与扰流柱61的背风面换热。扰流柱61背风面的内凹式结构，增大了扰流柱迎61背风面的传热面积；同时，背风面的内凹式结构，使背风面区域存在负压区，使气流低速回流，形成涡流，从而降低了扰流柱背风面气流的速度，延长了气流与扰流柱背风面的传热时间，最终提高了爆燃火焰和扰流柱迎风面的传热性能，加速了火焰淬熄。最终，爆燃火焰经过层层扰流柱后，火焰熄灭，最后经过外阻燃环8排放到系统外。本实施例的内凹式阻燃式防爆阀具有结构紧凑、传热效率高、火焰淬熄速度快、且性能稳定、模块化设计和便于维护的特点。
实施例3
如图1，2，9-11所示，本实施例的一种内凹式阻燃式防爆阀，包括阀盖1、阀盘2、阀座3、锥形弹簧4、密封圈5、阻燃片6、内阻燃环7、外阻燃环8和螺栓9，其特征在于：所述的阀盖1和阀座3之间安装有内阻燃环7和外阻燃环8，所述的内阻燃环7和外阻燃环8之间安装有1片以上的圆环形阻燃片6；所述的圆环形阻燃片6上安装有若干个扰流柱61，所述的扰流柱61包括迎风面62和背风面63；所述的扰流柱61的迎风面62和背风面63均为内凹式结构；所述的前一排的扰流柱61位于后一排相邻两个扰流柱61的间隙64的前方中心，且所述的后一排相邻两个扰流柱61的间隙64小于所述的前一排的扰流柱61的宽度。
所述的内凹式结构采用三角形内凹（如图9所示）、或梯形内凹（如图10所示）、或弧形内凹（如图11所示）。
所述的两个扰流柱61之间的间隙64形成爆燃火焰的流道；且所述的圆环形阻燃片6沿圆环中心的内环向外环方向形成燃烧火焰流动方向；所述的扰流柱（61）的宽度沿爆燃火焰流动方向逐渐增大。
所述的阻燃片6上开设有四个螺栓安装孔65。
所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向同向叠加安装得到单个三维阻燃通道。
所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向两两相对叠加安装得到单个三维阻燃通道。
所述的锥形弹簧4的一端安装在阀盖1上，另一端紧压在阀盘2上。
所述的阀盘2与所述的阀座3之间通过密封圈5密封。
所述的内阻燃环7和外阻燃环8上开设有1个以上用于打散爆燃火焰的小孔。
安装使，所述的两片阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向同向叠加安装得到单个三维阻燃通道。或者所述的阻燃片6和阻燃片6之间沿扰流柱61安装方向两两相对叠加安装得到单个三维阻燃通道。安装于内阻燃环7、外阻燃环8之间的环形空间中，然后通过螺栓9将阀盖1、阀座3和阻燃片6连接固定。
内凹式阻燃式防爆阀工作时，爆燃火焰将阀盘2顶开，并在阀盘2的导流作用下，冲入内阻燃环7，然后被打散成无数小火焰后，进入阻燃片6。阻燃片6上设置有若干扰流柱61，爆燃火焰首先与扰流柱迎风面换热。扰流柱迎风面的内凹式结构，增大了扰流柱迎风面的传热面积；同时，内凹式结构延长了气流的流经路径，降低了扰流柱61迎风面附近气流的速度，延长了气流与扰流柱迎风面的传热时间，从而提高了爆燃火焰和扰流柱迎风面的传热性能，加速了火焰淬熄。然后，爆燃火焰流经扰流柱61两侧，并与两侧壁面换热。最后，爆燃火焰与扰流柱61的背风面换热。扰流柱61背风面的内凹式结构，增大了扰流柱迎61背风面的传热面积；同时，背风面的内凹式结构，使背风面区域存在负压区，使气流低速回流，形成涡流，从而降低了扰流柱背风面气流的速度，延长了气流与扰流柱背风面的传热时间，最终提高了爆燃火焰和扰流柱迎风面的传热性能，加速了火焰淬熄。最终，爆燃火焰经过层层扰流柱后，火焰熄灭，最后经过外阻燃环8排放到系统外。本实施例的内凹式阻燃式防爆阀具有结构紧凑、传热效率高、火焰淬熄速度快、且性能稳定、模块化设计和便于维护的特点。
Claims (9)
1.一种内凹式阻燃式防爆阀，包括阀盖(1)、阀盘(2)、阀座(3)、锥形弹簧(4)、密封圈(5)、阻燃片(6)、内阻燃环(7)、外阻燃环(8)和螺栓(9)，其特征在于：所述的阀盖(1)和阀座(3)之间安装有内阻燃环(7)和外阻燃环(8)，所述的内阻燃环(7)和外阻燃环(8)之间安装有(1)片以上的圆环形阻燃片(6)；所述的圆环形阻燃片(6)上安装有若干个扰流柱(61)，所述的扰流柱(61)包括迎风面(62)和背风面(63)；所述的扰流柱(61)的迎风面(62)为内凹式结构，或所述的扰流柱(61)的背风面(63)为内凹式结构，或所述的扰流柱(61)的迎风面(62)和背风面(63)均为内凹式结构；所述的前一排的扰流柱(61)位于后一排相邻两个扰流柱(61)的间隙(64)的前方中心，且所述的后一排相邻两个扰流柱(61)的间隙(64)小于所述的前一排的扰流柱(61)的宽度。
2.如权利要求1所述的一种内凹式阻燃式防爆阀，其特征在于：所述的内凹式结构采用三角形内凹、梯形内凹、弧形内凹中的一种。
3.如权利要求1所述的一种内凹式阻燃式防爆阀，其特征在于：所述的两个扰流柱(61)之间的间隙(64)形成爆燃火焰的流道；且所述的圆环形阻燃片(6)沿圆环中心的内环向外环方向形成燃烧火焰流动方向；所述的扰流柱(61)的宽度沿爆燃火焰流动方向逐渐增大。
4.如权利要求1所述的一种内凹式阻燃式防爆阀，其特征在于：所述的阻燃片(6)上开设有四个螺栓安装孔(65)。
5.如权利要求1所述的一种内凹式阻燃式防爆阀，其特征在于，所述的阻燃片(6)和阻燃片(6)之间沿扰流柱(61)安装方向同向叠加安装得到单个三维阻燃通道。
6.如权利要求1所述的一种内凹式阻燃式防爆阀，其特征在于，所述的阻燃片(2)和阻燃片(2)之间沿扰流柱(3)安装方向两两相对叠加安装得到单个三维阻燃通道。
7.如权利要求1所述的一种内凹式阻燃式防爆阀，其特征在于，所述的锥形弹簧(4)的一端安装在阀盖(1)上，另一端紧压在阀盘(2)上。
8.如权利要求1所述的一种内凹式阻燃式防爆阀，其特征在于，所述的阀盘(2)与所述的阀座(3)之间通过密封圈(5)密封。
9.如权利要求1所述的一种内凹式阻燃式防爆阀，其特征在于，所述的内阻燃环(7)和外阻燃环(8)上开设有1个以上用于打散爆燃火焰的小孔。
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