CN109481881A - 用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置及火花探测熄灭方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火花探测及熄灭装置，其沿粉尘管道的输送方向包括：第一火花探测传感装置、火花熄除执行装置及第二火花探测传感装置；还包括上位机，报警系统；上位机与第一火花探测传感装置、火花熄除执行装置、第二火花探测传感装置及报警系统均连接。本发明提供的火花探测及熄灭装置，具有较强的灵敏性，能够探测到最小的火花或炽热颗粒，并在一瞬间采取应对措施，消除火灾和爆炸危险，而不必关闭传送系统或停止生产，避免经济损失的同时更保护了人身安全。向操作者报警，使故障得到尽快的处理。且能够探测较大较多的火花或炽热颗粒，通过第二火花探测传感装置在火灾和爆炸危险极大时，也能保护设备，避免更大的经济损失。

Description

用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置及火花探测熄灭方法

技术领域

本发明涉及防爆防火等安防技术领域，尤其是一种用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置和方法，还有使用前者的粉尘输送系统。

背景技术

在粉尘的传输过程经常会产生一些微小火花，若这个微小火花在除尘系统之外，通常不会造成火灾事故，但是这个火花如果没有被及时熄灭，并被吸尘管道吸入，将进入隐燃状态。当它到达除尘室由于气压回升到接近常压，将会恢复明火燃烧，而引起较大事故。

在工业生产过程中，通过管道输送粉尘等易燃易爆物质是极易发生爆炸的，爆炸造成巨大的的人身财产损失。火花本身并没有危险，但当其遇到易燃易爆粉尘时，很容易发生火灾和爆炸。微小火花是产生火灾和爆炸潜在的危险源，但微小火花的意外性、微小性决定了它们的难探测性。

粉尘火花探测及熄除系统的目的就是要从源头彻底消除引发这类火灾和爆炸的隐患。但是现有的探测、熄灭装置有的反应不灵活，自动化性能低；有的不全面，不能应对复杂工况。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种安全裕量高使用方便的火花探测及熄灭装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种火花探测及熄灭装置，沿粉尘管道的输送方向包括：设置在粉尘管道上且用于检测粉尘内火花/炽热颗粒的第一火花探测传感装置；设置在粉尘管道上且用于消除粉尘内火花/炽热颗粒的火花熄除执行装置；设置在粉尘管道上且用于检测火花熄除执行装置执行消除后的粉尘内的火花/炽热颗粒的第二火花探测传感装置；还包括上位机监控管理系统，上位机监控管理系统包括：上位机，报警系统；上位机与第一火花探测传感装置、火花熄除执行装置、第二火花探测传感装置及报警系统均连接；上位机根据第一火花探测传感装置的检测信号控制火花熄除执行装置消除粉尘管道内粉尘中的火花/炽热颗粒；并根据第二火花探测传感装置的检测信号，控制报警系统发出警报，以及控制粉尘管道上风机连接的电源断开。

优选的，上位机包括控制装置和显示屏，所述显示屏上设置有对应第一火花探测传感装置、第二火花探测传感装置、火花熄除执行装置、粉尘管道的指示灯。

优选的，火花熄除执行装置包括设置于粉尘管道内的喷头、设置于粉尘管道外的且用于向喷头输送灭火物质的增压泵以及设置于灭火物质输送路径上的电磁阀。

进一步的，喷头为防堵喷头，防堵喷头包括滑动连接的壳体和喷嘴芯，且壳体和喷嘴芯间设置弹簧；壳体内部为贯通的空腔，空腔的输入端与增压泵连通，空腔的输出端在弹簧的弹力作用下与喷嘴芯的堵头密闭贴合；增压泵提供的灭火物质压力大于弹簧弹力，使堵头与壳体脱离，空腔与粉尘管道连通。

进一步的，防堵喷头还包括导向套，喷嘴芯与导向套固定连接，喷嘴芯与导向套均穿设于空腔中，导向套与壳体滑动连接；在空腔的输出端设置有挡环，挡环内侧与导向套之间设置弹簧，挡环外侧与堵头在弹簧的弹力作用下密闭贴合；导向套包括连通空腔的输入端和输出端的通道。

优选的，第一火花探测传感装置包括沿着粉尘管道相对设置的第一探头和第二探头；第二火花探测传感装置包括沿着粉尘管道相对设置的第三探头和第四探头；火花熄除执行装置包括沿着粉尘管道相对设置的第一喷头和第二喷头。

本发明还提供一种粉尘输送系统，包括粉尘管道及设置在粉尘管道侧的风机，还包括前述的用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置。

本发明提供一种火花探测熄灭方法，使用前述的任一一种火花探测及熄灭装置，包括如下步骤：上位机接收第一火花探测传感装置发送的灭火探测信号，根据检测信号控制火花熄除执行装置执行熄灭操作；同时判断是否接收到第二火花探测传感装置发送的监控探测信号；若否，则实时获取第一火花探测传感装置发送的灭火探测信号；否则，若接收到第二火花探测传感装置发送的监控检测信号，则控制报警系统发出警报，以及切断粉尘管道的风机的电源。

优选的，还包括如下步骤：若上位机接收到操作者触发的复位指令，则控制报警系统不再发出警报，并接通粉尘管道的风机的电源。

优选的，还包括如下步骤：上位机根据检测信号控制火花熄除执行装置执行洗灭操作，显示屏上对应第一火花探测传感装置的指示灯及对应火花熄除执行装置的指示灯亮；若对应火花熄除执行装置的指示灯状态未发生切换，则发出警报。

(三)有益效果

本发明提供一种火花探测及熄灭装置，具有较强的灵敏性，能够探测到最小的火花或炽热颗粒，并在一瞬间采取应对措施，消除火灾和爆炸危险，而不必关闭传送系统或停止生产，避免经济损失的同时更保护了人身安全。向操作者报警，使故障得到尽快的处理。且能够探测较大较多的火花或炽热颗粒，通过第二火花探测传感装置在火灾和爆炸危险极大时，也能保护设备，避免更大的经济损失。

控制装置和显示屏提供了更好的人机交互，上位机可以自动执行程序，也可以更好地人机交互，及时、准确的反应运行状态，同时快速的根据操作者的指示实现设定功能。

增压泵可以提供较大压力，满足使用需求；通过控制电磁阀可以快速方便的控制灭火物质的输送与否，使用方便。

弹簧连接的壳体和喷嘴芯贴合良好，不影响粉尘管道正常使用。工作时二者脱离，灭火物质流通顺畅。

通过导向套的设计使防堵喷头结构更紧凑，将弹簧、喷嘴芯都集成到了空腔内，导向套能够保证空腔的连通性。同时喷嘴芯与挡环配合，安装方便，限位、密封效果好。

相对设置的探头检测效果更好更准确，覆盖更全面。同时系统安全性能高，在一个探头故障时仍能保证系统正常工作。相对设置的喷头可以保证灭火更完全，系统安全性能高，在一个喷头故障时，仍能保证完全灭火。

本发明提供的粉尘系统，安全性高，输送过程中出现意外可以立刻处理，

本发明提供的一种火花探测及熄灭方法适应情况广，反应迅速灵敏，安全裕量高。正常运行时生产成本低，还能保护设备，避免更大的经济损失。

只有手动复位，可以提高安全性，防止程序运行意外造成的事故。停机只需一次信号即切换状态，给粉尘管道装置的设计提供更高的灵活性，还使得停机更迅速，停机状态可以很好保证。

附图说明

图1为一种火花探测及熄灭装置的结构示意图；

图2为一种喷嘴的结构示意图；

图3为一种上位机控制系统的人机交互界面。

【附图标记说明】

1：第一探头；2：第二探头；3：第三探头；4：第四探头；5：第一喷头；6：第二喷头；7：上位机；8：风机；9：压力开关；10：电磁阀； 11：手动球阀；12：增压泵；13：壳体；14：导向套；15：喷嘴芯；16：弹性挡圈；17：弹簧。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1所示，通风除尘系统或者粉尘输送系统等，都用到的粉尘管道装置，包括粉尘管道和风机8。图1中气流方向为从左向右。

图1中粉尘管道段的左侧有相对设置的第一探头1和第二探头2，中部有相对设置的第一喷头5和第二喷头6，右侧有相对设置的第三探头3 和第四探头4。

探头设置在管道截面外周，使每个探头都可以覆盖粉尘管道的整个截面，因此左侧只设置一个第一探头1，右侧只设置一个第三探头3也是可以的。第一探头1和第二探头2组成了第一火花探测传感装置，第三探头3和第四探头4组成了第二火花探测传感装置。同时相对设置也不一定是正对设置。所有探头都和上位机7通讯连接，本例使用通讯线缆来连接探头和上位机7。

喷头也设置在管道横截面的外周，使得每个喷头都可以覆盖粉尘管道的整个截面，因此只设置一个第一喷头5也可以。

图1中两个喷头连接在同一个供液管道，实际可以分别设置单独的供液管道，每个供液管道由一个增压泵12供液。图1中使用水灭火，也可以采用其他灭火物质。

增压泵12和喷头之间，沿灭火物质的输送方向依次设置有手动球阀 11、电磁阀10和压力开关9，以上整体属于火花熄除执行装置，火花熄除执行装置与上位机7通信连接，本例中使用无线连接。压力开关9可以更好的控制管路压力，根据喷头样式、灭火需求等调节压力，配合增压泵12，可以在压力不足时自动加压。手动球阀11设置在电磁阀10之前，用于保证设备安全运行，防止电磁阀10故障造成的不良后果。

当电磁阀10和手动球阀11都处于开启状态时，压力开关9配合增压泵12可以实现对灭火物质输送的自动打压，当增压泵12提供的压力低于设置的压力时增压泵12可以自动打压。

喷头选用防堵型喷头。

如图2所示，壳体13内包括贯通的空腔，图中上端为输入端，下端为输出端。喷嘴芯15穿设在空腔内，喷嘴芯15的下端为堵头，堵头可以与空腔输出端密闭贴合。

喷嘴芯15实际可以设置在空腔之外与壳体13滑动连接，此时堵头与喷嘴芯15整体成L型并与空腔输出端密闭贴合。

图2中，喷嘴芯15相比壳体13的空腔细很多，留有足够的空间让灭火物质通过。壳体13下端包括一圈挡环，挡环外侧与堵头贴合，二者的贴合面为一个锥形面。

喷嘴芯15包括轴肩和卡槽，卡槽内安装弹性挡圈16，喷嘴芯15通过轴肩和弹性挡圈16与导向套14固定连接。导向套也设置在空腔内且与壳体13滑动连接。导向套包括上下贯通的通道，使得灭火物质可以顺利的由空腔输入端运动至输出端。

导向套14和挡环之间还设置有弹簧17。弹簧17的弹力推动喷嘴芯 15向上运动，进而堵头与挡环贴合。喷嘴芯15和挡环之间留有空隙，或者挡环包括通孔，灭火物质的压力能推动堵头即推动喷嘴芯15整体克服弹簧的弹力向下运动，堵头与壳体13脱离，灭火物质得以喷出喷头。空腔内也包括台肩，用于限制导向套14向下的运动距离，这样可以控制堵头与壳体13分离的距离，更好的约束灭火物质的喷射方向。

壳体13外部包括轴向的螺纹，输入端的螺纹与不锈钢管件连接，用于接收增压泵12压出的灭火物质；输出端的螺纹与粉尘管道连接，能固定喷头并使空腔的输出端位于粉尘管道横截面的外周，喷出的灭火物质覆盖整个截面，熄灭火花。

上位机管理系统包括上位机7、操作面板和显示屏，当然也可以使用触屏屏幕，即是操作面板，也是显示屏。还包括报警系统，报警系统包括声光报警器，还可以在显示屏上设有报警指示灯。

上位机7用来存储、运行上位机检测程序。上位机7接收操作面板的信号并向显示屏和声光报警器发出信号。上位机7还与第一火花探测传感装置、第二火花探测传感装置、火花熄除执行装置和粉尘管道装置通讯连接。其中，粉尘管道装置可以有自己的一套控制系统，但是会基于上位机7的信号有所动作。

参考图3，触摸屏幕上显示的人机交互界面包括灭火区，灭火区显示第一探头1和第二探头2分别检测到的火花个数及对应的指示灯，电磁阀和灭火物质即水流的指示灯；监控区包括第三探头3和第四探头4分别检测到的火花个数及对应的指示灯，停机指示灯、探头复位指示灯；还包括报警指示灯，报警复位、系统测试、电磁阀测试、参数设置和历史记录等按钮。

使用上述装置探测熄除火花的方法：

上位机7接收第一火花探测传感装置的灭火探测信号，以及，判断是否接收到第二火花探测传感装置的监控探测信号；

1.如果二者皆为无火花，则不发出操作信号，并实时获取第一火花探测传感装置发送的灭火探测信号；

2.如果灭火探测信号为有火花，且监控探测信号为无火花，则向显示屏发送灭火探测指示信号，向火花熄除执行装置持续发出灭火信号；并接收火花熄除执行装置回复的电磁阀信号和水流信号，再持续向显示屏发出电磁阀指示信号和水流指示信号；

3.如果监控探测信号为有火花，则向显示屏发送监控探测指示信号、报警指示信号和停机指示信号，向声光报警器发送报警信号，向粉尘管道装置发出停机信号。

以上三种情况时，设备的对应动作为：

1.粉尘管道装置正常运行，火花探测及熄灭装置无动作。

2.火花熄除执行装置的电磁阀10打开，增压泵12向第一喷头3和第二喷头4输送水。显示屏上，显示第一探头1和第二探头2监测到的火花个数，对应的指示灯亮起，随后电磁阀指示灯和水流指示灯亮起。

3.在情况2的基础上，显示屏上，显示第三探头3和第四探头4监测到的火花个数，对应的指示灯亮起，停机指示灯亮起，报警指示灯亮起。声光报警器报警，粉尘管道的风机8电源切断并停止运转。

若上位机7接收到操作者的复位指令，则控制报警系统不再发出警报，并接通粉尘管道的风机8的电源。

2或3回复到1时，各指示灯不再亮起，但是第一探头1和第二探头 2的计数个数不清零。上位机7可以形成一次记录。

为了保证设备正常使用，可以进行火花熄除执行装置自检功能：

S1，上位机7持续向火花熄除执行装置发出灭火信号，并向显示屏发出电磁阀指示信号；

S2，如果没有接收到火花熄除执行装置的任何信号，则发出报警指示信号，此时可能是增压泵12没有开启或者手动球阀11没有开启；需要人工检修并中止或终止自检；

如果接收到火花熄除执行装置的水流信号，则上位机7发出水流指示信号，说明水流正常通过，此时水流指示灯亮起；

S3，上位机7不再发出信号；

S4，如果没有接收到火花熄除执行装置的任何信号，则自检完成；

如果依旧接收到火花熄除执行装置的水流信号，则上位机7发出水流指示信号，并向控制面板发出报警指示信号，向声光报警器发出报警信号，此时可能是电磁阀10泄露，需要人工检修并中止或终止自检。

还可以对火花探测及熄灭装置整体检修，可以使用脉冲等手段在粉尘管道内产生模拟火花：

S1，上位机7接收控制面板的系统测试信号及设定时间信号，按设定时间信号生成持续时间t；

S2，上位机7接收第一火花探测传感装置的灭火探测信号和第二火花探测传感装置的监控探测信号，同时向显示屏发出第一指示信号和第二指示信号，还发出报警指示信号和报警信号，持续时间t1；此时显示屏上显示各探头的火花个数，各指示灯亮起，报警指示灯亮起，声光报警器工作；

S3，上位机7向火花熄除执行装置发出灭火信号，向控制面板发出电磁阀指示信号，持续时间t；上位机7接收火花熄除执行装置的水流信号，向显示屏发出第三指示信号也就是水流信号，持续时间t2；此时火花熄除执行装置工作，显示屏上电磁阀指示灯和水流指示灯亮起，持续时间t2；

S4，上位机7向粉尘管道装置发出停机信号；上位机7向显示屏持续发出停机指示信号和报警指示信号，向声光报警器发出报警信号；此时停机指示灯持续亮起，声光报警器持续工作，粉尘管道装置停止工作，其他相关装置也可以停止工作；

S5，上位机7接收控制面板的复位信号，不再向显示屏发出停机指示信号和报警指示信号；复位信号可以分为报警复位信号和探头复位信号，报警复位信号用于整个系统停止自检，探头复位信号用于对应的单个探头检测的花火个数清零；

上位机7向粉尘管道装置发出开机信号；

前述步骤中，t取3-10秒，通常为5秒，t1或t2等于t则进行下一步；t1或t2小于t则不进行下一步，可以发出警报。

本发明提供的火花探测及熄灭装置的自检方法，可以完善的检查设备状态。检验准确，避免设备带故障运行。也可以在设备故障时帮助操作者快速准确的找出故障点。

前述自检方法中，第一火花探测传感装置、第二火花探测传感装置和火花熄除执行装置都只包括一套工作装置，若第一火花探测传感装置同时包括第一探头1和第二探头2，则上位机7分别接收第一探头1和第二探头的灭火检测信号，第一指示信号包括分别对应第一探头1和第二探头的指示信号。第二火花探测传感装置和火花熄除执行装置同理。

在显示屏处，只要探头对应的火花个数增加，对应的指示灯就会亮。

上实施例仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置，其特征在于，沿粉尘管道的输送方向包括：

设置在粉尘管道上且用于检测粉尘内火花/炽热颗粒的第一火花探测传感装置；

设置在粉尘管道上且用于消除粉尘内火花/炽热颗粒的火花熄除执行装置；

设置在粉尘管道上且用于检测火花熄除执行装置执行消除后的粉尘内的火花/炽热颗粒的第二火花探测传感装置；

还包括上位机监控管理系统，上位机监控管理系统包括：上位机，报警系统；上位机与第一火花探测传感装置、火花熄除执行装置、第二火花探测传感装置及报警系统均连接；

上位机根据第一火花探测传感装置的检测信号控制火花熄除执行装置消除粉尘管道内粉尘中的火花/炽热颗粒；

并根据第二火花探测传感装置的检测信号，控制报警系统发出警报，以及控制粉尘管道上风机连接的电源断开。

2.如权利要求1所述的用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置，其特征在于：上位机包括控制装置和显示屏，所述显示屏上设置有对应第一火花探测传感装置、第二火花探测传感装置、火花熄除执行装置、粉尘管道的指示灯。

3.如权利要求1所述的用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置，其特征在于：火花熄除执行装置包括设置于粉尘管道内的喷头、设置于粉尘管道外的且用于向喷头输送灭火物质的增压泵以及设置于灭火物质输送路径上的电磁阀。

4.如权利要求3所述的用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置，其特征在于：喷头为防堵喷头，

防堵喷头包括滑动连接的壳体和喷嘴芯，且壳体和喷嘴芯间设置弹簧；

壳体内部为贯通的空腔，空腔的输入端与增压泵连通，空腔的输出端在弹簧的弹力作用下与喷嘴芯的堵头密闭贴合；

增压泵提供的灭火物质压力大于弹簧弹力，使堵头与壳体脱离，空腔与粉尘管道连通。

5.如权利要求4所述的用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置，其特征在于：防堵喷头还包括导向套，喷嘴芯与导向套固定连接，

喷嘴芯与导向套均穿设于空腔中，导向套与壳体滑动连接；

在空腔的输出端设置有挡环，挡环内侧与导向套之间设置弹簧，挡环外侧与堵头在弹簧的弹力作用下密闭贴合；

导向套包括连通空腔的输入端和输出端的通道。

6.如权利要求1所述的用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置，其特征在于：第一火花探测传感装置包括沿着粉尘管道相对设置的第一探头和第二探头；

第二火花探测传感装置包括沿着粉尘管道相对设置的第三探头和第四探头；

火花熄除执行装置包括沿着粉尘管道相对设置的第一喷头和第二喷头。

7.一种粉尘输送系统，包括粉尘管道及设置在粉尘管道侧的风机，其特征在于，还包括权利要求1-6任一所述的用于粉尘管道的火花探测及熄灭装置。

8.一种火花探测熄灭方法，使用如权利要求1-6任一所述的火花探测及熄灭装置，其特征在于，包括如下步骤：

上位机接收第一火花探测传感装置发送的灭火探测信号，根据检测信号控制火花熄除执行装置执行洗灭操作；

同时判断是否接收到第二火花探测传感装置发送的监控探测信号；

若否，则实时获取第一火花探测传感装置发送的灭火探测信号；

否则，若接收到第二火花探测传感装置发送的监控检测信号，则控制报警系统发出警报，以及切断粉尘管道的风机的电源。

9.如权利要求8所述的火花探测熄灭方法，其特征在于，还包括如下步骤：

若上位机接收到操作者触发的复位指令，则控制报警系统不再发出警报，并接通粉尘管道的风机的电源。

10.如权利要求8所述的火花探测熄灭方法，其特征在于，还包括如下步骤：

上位机根据检测信号控制火花熄除执行装置执行熄灭操作，显示屏上对应第一火花探测传感装置的指示灯及对应火花熄除执行装置的指示灯亮；

若对应火花熄除执行装置的指示灯状态未发生切换，则发出警报。