CN112943997A - 一种粉尘爆炸主动隔爆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉尘爆炸主动隔爆装置，涉及粉尘防爆技术领域，包括壳体，所述壳体设有第一管端和第二管端，所述第一管端和所述第二管端均连通所述壳体内部；翻板部件，包括设置在所述壳体内的隔爆翻板；推拉部件，包括安装在所述壳体内的活塞筒以及可在所述活塞筒内进行活塞运动的活塞杆，所述活塞杆连接所述隔爆翻板；以及轰爆部件，包括装有混合可燃性气体的轰爆管，所述轰爆管连通所述活塞筒，所述轰爆管动作，以使所述活塞杆推动所述隔爆翻板闭合所述第二管端。通过各部件的协同作用，在粉尘爆炸发生后，主动将隔爆翻板闭合在第二管端，及时有效地将爆炸火焰的传播途径切断，达到了粉尘爆炸减灾控制的目的。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘防爆技术领域，特别涉及一种粉尘爆炸主动隔爆装置。
背景技术
粉尘爆炸是涉可燃粉企业潜在的安全挑战，特别是爆炸发生时，火焰通过输运管道向连通生产工艺和装备传播过程中，粉尘爆炸会受到约束条件的变化增强其爆炸破坏性，给涉爆企业带来较为难以接受的经济损失。从爆炸减灾的角度来讲，在爆炸发生初期，能够有效地把爆炸限制在一个有限的可控范围内的思路是现实可行的。然而，近年来，破坏性较大的粉尘爆炸灾害事故仍时有发生，主要原因在于我国爆炸防护产品在关键技术方面与国外先进国家比较，仍存在一定的差距。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种粉尘爆炸主动隔爆装置，实现了粉尘爆炸发生时，通过及时有效切断连通管道火焰传播的途径，从而实现粉尘爆炸减灾控制的目的。
根据本发明实施例的粉尘爆炸主动隔爆装置，包括壳体，所述壳体设有第一管端和第二管端；翻板部件，包括设置在所述壳体内的隔爆翻板，所述第一管端和所述第二管端均连通所述壳体内部；推拉部件，包括安装在所述壳体内的活塞筒以及可在所述活塞筒内进行活塞运动的活塞杆，所述活塞杆连接所述隔爆翻板；以及轰爆部件，包括装有混合可燃性气体的轰爆管，所述轰爆管连通所述活塞筒，所述轰爆管动作，以使所述活塞杆推动所述隔爆翻板闭合所述第二管端。
作为上述方案的进一步改进，所述轰爆管固定在所述壳体外侧，所述轰爆管包括防爆风扇、强点火电极以及缩径管，所述防爆风扇和所述强点火电极均安装在所述轰爆管的一端，所述缩径管设置在所述轰爆管的另一端，所述缩径管连通所述活塞筒。
作为上述方案的进一步改进，所述轰爆管内靠近所述缩径管处设有阻火器。
作为上述方案的进一步改进，所述缩径管通过耐压导管连通所述活塞筒，所述缩径管与所述耐压导管的连接处设有弱密封隔层。
作为上述方案的进一步改进，所述轰爆部件还包括设置在所述壳体外的氧气剂罐和可燃气罐，所述氧气剂罐和所述可燃气罐均通过管道连通所述轰爆管。
作为上述方案的进一步改进，所述轰爆管上设有用于监测混合可燃性气体压力的压力传感器以及用于监测混合可燃性气体浓度的浓度传感器。
作为上述方案的进一步改进，所述推拉部件还包括真空抽取组件，所述真空抽取组件包括固定在所述壳体外的排气管，所述排气管连通所述活塞筒，所述排气管与所述活塞筒之间依次设有第一真空泵、电磁阀以及压力传感器。
作为上述方案的进一步改进，所述翻板部件还包括支撑架和旋转轴，所述旋转轴两端连接在所述壳体内，所述支撑架的端部固定在所述旋转轴上，所述隔爆翻板固定在所述支撑架，所述隔爆翻板可绕所述旋转轴旋转，所述活塞杆铰接所述支撑架。
作为上述方案的进一步改进，所述翻板部件又包括安装在旋转轴上的所述限位杆以及用于固定约束所述限位杆的限位器，所述限位器固定在所述壳体内部。
作为上述方案的进一步改进，所述轰爆部件又包括固定在所述壳体外的废气收纳罐，所述废气收纳罐通过管道连通所述轰爆管，所述废气收纳罐与所述轰爆管之间的管道上设有第二真空泵。
基于上述技术方案，本发明实施例至少具有以下有益效果：上述技术方案中，壳体设有第一管端和第二管端，活塞筒和隔爆翻板均安装在壳体内，活塞杆可在活塞筒内进行活塞运动，活塞杆与隔爆翻板连接，轰爆管连通活塞筒，正常工作时，活塞杆将隔爆翻板拉住，隔爆翻板成一定的角度张开，粉尘气流能从第二管端进入壳体，然后从第一管端流出，爆炸产生时，爆炸火焰从第一管端蔓延至壳体过程中触发轰爆管，轰爆管内的混合可燃性气体被点燃产生轰爆反应，轰爆冲击波依次从轰爆管传播至活塞筒，进一步地，活塞杆在冲击波的作用下快速及时地推动隔爆翻板闭合第二管端。本发明基于爆轰发生时会瞬时产生高温高压的爆轰产物的原理，轰爆反应产生的冲击波的速度比爆炸火焰的传播速度快，能在爆炸火焰蔓延至第二管端之前，冲击波先作用于活塞杆上主动关闭隔爆翻板，防止爆炸火焰传播至爆炸的下游，通过将连通管端火焰传播的途径及时有效地切断，从而实现粉尘爆炸减灾控制的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1是本发明实施例的结构透视图一；
图2是本发明实施例的正视图；
图3是本发明实施例的结构透视图二，其中，出示了壳盖；
图4是本发明实施例的结构剖视图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1，本实施例的粉尘爆炸主动隔爆装置包括壳体110、翻板部件、推拉部件以及轰爆部件，其中，壳体110设有第一管端和第二管端，第一管端和第二管端均连通壳体110内部，粉尘气流从第二管端进入壳体110内，第一管端通过第一法兰管120连接围包体，第一管端上设有用于检测爆炸火焰的火焰传感器以及用于检测爆炸压力的压力传感器；翻板部件包括设置在壳体110内的隔爆翻板310，隔爆翻板310能与第二管端贴合闭合，隔爆装置正常工作时，隔爆翻板310不闭合第二管端，以便粉尘气流流入围包体；推拉部件包括安装在壳体110内的活塞筒410以及可在活塞筒410内进行活塞运动的活塞杆420，活塞杆420连接隔爆翻板310，通过推拉部件提供牵拉力作用于活塞杆420上，以便维持正常状态下隔爆翻板310处于打开状态；轰爆部件包括装有混合可燃性气体的轰爆管210，轰爆管210连通活塞筒410，当围包体发生爆炸时，爆炸火焰和冲击波从围包体传播至第一法兰管120，火焰传感器和压力传感器被触发，控制终端对爆炸发生的信号做出反应，促使轰爆管210动作，轰爆管210内的可燃性混合气体被点燃，轰爆管210内发生轰爆反应瞬时产生高温高压的爆轰产物，高压状态的轰爆波从轰爆管210产生，依次传播至活塞筒410后作用于活塞杆420，活塞杆420被轰爆波推动，以使活塞杆420推动隔爆翻板310闭合第二管端，在爆炸火焰蔓延至第二管端之前将连通处关闭。通过爆轰波的高压驱动活塞杆420，爆炸发生时，及时主动将爆炸火焰的传播途径切断，从而实现粉尘爆炸减灾控制的目的。
本实施例中，如图1和图2所示，轰爆管210固定在壳体110外侧，轰爆管210包括防爆风扇212、强点火电极213以及缩径管211，防爆风扇212和强点火电极213均安装在轰爆管210的一端，未发生爆炸时，长时间放置的可燃性混合气体静止后会产生分层现象，通过在轰爆管210的一端设置防爆风扇212，保持轰爆管210内的可燃性混合气体均匀混合、处于可触发状态，需说明的是，防爆风扇212以一定频率隔一定时间段后开启进行混合可燃性气体扰动混合，缩径管211设置在轰爆管210的另一端，缩径管211连通活塞筒410。爆炸发生时，爆炸信号传输到轰爆管210，触发强点火电极213对可燃性混合气体进行强点火，使得轰爆管210内的可燃性混合气体瞬间达到轰爆状态，越过层流燃烧、火焰加速及爆燃转爆轰的前端演化状态，瞬时产生高压的产生轰爆波，轰爆波从轰爆管210的一端爆发式冲向另一端传播，最后作用于活塞杆420上，缩径管211的设计可以增强轰爆波的强度，缩径管211与轰爆管210连接的部分管径大于连通活塞筒410部分的管径，有效将轰爆波的传播速度和威力扩大，以便能迅速推动活塞杆420。其中，轰爆管210内靠近缩径管211处设有阻火器，阻火器用来阻止轰爆反应产生的火焰蔓延至活塞筒410，并能承受相应的机械和热力作用，流动阻力小，易于清洗和更换，避免活塞筒410内产生回火现象。
本实施例中，如图2所示，缩径管211通过耐压导管250连通活塞筒410，缩径管211与耐压导管250的连接处设有弱密封隔层，通过设置该弱密封隔层，能将可燃性混合气体限制在轰爆管210内，避免活塞筒410内产生爆炸破坏零部件，该弱密封隔层还能承受一定的负压，当轰爆反应产生时，轰爆波能瞬时击穿弱密封隔层，不影响轰爆波向活塞筒410传播。
其中，轰爆部件还包括设置在壳体110外的氧气剂罐220和可燃气罐230，氧气剂罐220和可燃气罐230均通过管道连通轰爆管210。爆轰管210内的混合可燃气是通过氧气剂罐220和可燃气罐230进行配气得到，氧气剂罐220以及可燃气罐230两者与爆轰管210连通的管道上均设置电磁阀和流量计。通过流量计的控制可以为爆轰管210内配适当浓度的混合可燃气环境，进一步地，氧气剂罐220以及可燃气罐230的底部均设置压力表260和阀门导管270。压力表260的设置是用于监测罐体内的压力，罐体内放置的气体压力超出罐体所能承受的压力或压力不足时，无法对爆轰管210内进行可燃混合气的配气。氧气剂罐220和可燃气罐230的带阀门导管的设计主要是用于将氧化剂气体和可燃气体分别充装入对应的罐体内。
再者，轰爆管210上设有用于监测混合可燃性气体压力的压力传感器以及用于监测混合可燃性气体浓度的浓度传感器。通过压力传感器将混合可燃性气体压力检测出来并转换成电信号，通过浓度传感器将混合可燃性气体的浓度检测出来并转换成电信号，压力传感器和浓度传感器持续将轰爆管210内的可燃性混合气体状态通过电信号传输给控制终端，当发现可燃性混合气体的压力值和浓度值未达到预设的额定值时，表明可燃性混合气体不足以进行轰爆反应，此时控制终端发出触发信号，触发氧气剂罐220和可燃气罐230动作，将氧化剂气体和可燃气体协调充入轰爆管210内，使得爆轰管210内的可燃混合气始终保持在额定的浓度和微负压状态。
作为本实施例的优选方案，推拉部件还包括真空抽取组件440，真空抽取组件440包括固定在壳体110外的排气管442，排气管442连通活塞筒410，排气管442与活塞筒410之间依次设有第一真空泵、电磁阀以及压力传感器。需说明的是，推拉部件又包括连接管430，连接管430和壳体110之间通过密封轴承连接固定，活塞筒410固定在连接管430上，活塞筒410连通连接管430，连接管430的一端连通耐压导管250，连接管430的另一端连通排气管442，第一真空泵、电磁阀以及压力传感器位于连接管430与排气管442之间，通过真空泵将连接管430与活塞管410内的空气抽走，使内部达到负压状态，在负压的作用下活塞杆420收缩，与活塞杆420连接的隔爆翻板310被牵拉，推拉部件内的负压加上粉尘气流的通风风压与隔爆翻版310的开启角度具有一定的函数关系，因此，根据隔爆翻板310所需的开启角度，通过电磁阀、压力传感器以及真空泵三者协同工作，使推拉部件内达到一定的负压，确保隔板翻板310不与第二管端闭合并保持规定的张开角度，保持装置处于通气状态。
参照图1和图4，翻板部件还包括支撑架330，翻板部件还包括支撑架330和旋转轴320，旋转轴320两端连接在壳体110内，支撑架330的端部固定在旋转轴320上，隔爆翻板310固定在支撑架330，隔爆翻板310可绕旋转轴320旋转，活塞杆420铰接支撑架330，以便活塞杆420收缩或伸展时，带动隔爆翻板310绕旋转轴320旋转，实现隔爆翻板310与第二管端贴合或分开。进一步的，翻板部件又包括安装在旋转轴320上的限位杆350以及用于固定约束限位杆350的限位器340，限位器340固定在壳体110内部，隔爆翻板310旋转开闭时，限位杆350跟随旋转轴320转动，当隔爆翻板310闭合第二管端后，限位器340约束限位杆350，因限位杆350连接旋转轴320，旋转轴320被完全固定，确保爆炸发生后隔爆翻板310与第二管端一直维持闭合的状态。
在其它的一些实施例中，轰爆部件又包括固定在壳体110外的废气收纳罐240，废气收纳罐240通过管道连通轰爆管210，废气收纳罐240与轰爆管210之间的管道上设有第二真空泵。当爆炸火焰被完全阻隔后，通过启动第二真空泵，将轰爆管210内的轰爆废气抽入废气收纳罐240进行储存，避免轰爆管210、连接管430以及活塞筒410内部长期处于高压状态，有效保护各零部件的使用寿命，为方便对隔爆装置进行维修，如图3所示，壳体110上还设置一个可拆卸的壳盖130。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：包括
壳体(110)，所述壳体(110)设有第一管端和第二管端，所述第一管端和所述第二管端均连通所述壳体(110)内部；
翻板部件，包括设置在所述壳体(110)内的隔爆翻板(310)；
推拉部件，包括安装在所述壳体(110)内的活塞筒(410)以及可在所述活塞筒(410)内进行活塞运动的活塞杆(420)，所述活塞杆(420)连接所述隔爆翻板(310)；以及
轰爆部件，包括装有混合可燃性气体的轰爆管(210)，所述轰爆管(210)连通所述活塞筒(410)，所述轰爆管(210)动作，以使所述活塞杆(420)推动所述隔爆翻板(310)闭合所述第二管端。
2.根据权利要求1所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述轰爆管(210)固定在所述壳体(110)外侧，所述轰爆管(210)包括防爆风扇(212)、强点火电极(213)以及缩径管(211)，所述防爆风扇(212)和所述强点火电极(213)均安装在所述轰爆管(210)的一端，所述缩径管(211)设置在所述轰爆管(210)的另一端，所述缩径管(211)连通所述活塞筒(410)。
3.根据权利要求2所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述轰爆管(210)内靠近所述缩径管(211)处设有阻火器。
4.根据权利要求2所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述缩径管(211)通过耐压导管(250)连通所述活塞筒(410)，所述缩径管(211)与所述耐压导管(250)的连接处设有弱密封隔层。
5.根据权利要求1所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述轰爆部件还包括设置在所述壳体(110)外的氧气剂罐(220)和可燃气罐(230)，所述氧气剂罐(220)和所述可燃气罐(230)均通过管道连通所述轰爆管(210)。
6.根据权利要求5所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述轰爆管(210)上设有用于监测混合可燃性气体压力的压力传感器以及用于监测混合可燃性气体浓度的浓度传感器。
7.根据权利要求1至6中任一所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述推拉部件还包括真空抽取组件(440)，所述真空抽取组件(440)包括固定在所述壳体(110)外的排气管(442)，所述排气管(442)连通所述活塞筒(410)，所述排气管(442)与所述活塞筒(410)之间依次设有第一真空泵、电磁阀以及压力传感器。
8.根据权利要求1至6中任一所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述翻板部件还包括支撑架(330)和旋转轴(320)，所述旋转轴(320)两端连接在所述壳体(110)内，所述支撑架(330)的端部固定在所述旋转轴(320)上，所述隔爆翻板(310)固定在所述支撑架(330)，所述隔爆翻板(310)可绕所述旋转轴(320)旋转，所述活塞杆(420)铰接所述支撑架(330)。
9.根据权利要求8所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述翻板部件又包括安装在旋转轴(320)上的所述限位杆(350)以及用于固定约束所述限位杆(350)的限位器(340)，所述限位器(340)固定在所述壳体(110)内部。
10.根据权利要求1所述的粉尘爆炸主动隔爆装置，其特征在于：所述轰爆部件又包括固定在所述壳体(110)外的废气收纳罐(240)，所述废气收纳罐(240)通过管道连通所述轰爆管(210)，所述废气收纳罐(240)与所述轰爆管(210)之间的管道上设有第二真空泵。
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