CN114838227B - 一种弯管加固抑爆隔爆一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弯管加固抑爆隔爆一体化装置，在弯管外周套装有外管，外管内壁与弯管外壁之间构成密闭腔体，密闭腔体内填充有惰性气体或者粉尘，位于弯管两端入弯处的外管外壁上设有分别隔爆板，外管外壁上活动安装有抵靠住所述隔爆板的卡扣挡板；外管外壁上安装有内置控制电路的压力传感器，当密闭腔体内的压力超过压力传感器设定的压力阈值时，所述控制电路控制隔爆板滑落至弯管的爆炸破裂处。本发明通过在弯管外加装外管并设置隔爆板，由压力传感器感应外管与弯管之间的密闭腔体内的压力变化，控制电路控制隔爆板滑落至弯管破裂处，从而预防弯管内的爆炸冲击波携带碎片撞击临近设施而引发次生多灾种爆炸事故，提高管道运输气体的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及输气管道安全技术领域，尤其是一种弯管加固抑爆隔爆一体化装置。
背景技术
由于管道运输气体具有便捷性、运输费用成本低的优点，因此管道运输成为目前气体运输的最佳传输方式。但由于部分管道运输气体及通风除尘管内气粉两相介质的易燃性、可燃性以及管道潜在安全隐患的不确定性，使得气体的管道输送存在一定的爆炸风险性。
弯管作为特殊管道中的一种，在气体粉尘运输和收集中不可或缺，然而由于管道加工成型过程中的生产技术原因，会在日后的使用中存在风险，发生爆炸时由于自身结构的复杂性，发生爆炸时的风险性更高，危害更大。管道一旦出现泄漏，可燃气与空气混合到达爆炸极限，遇明火即发生爆炸，管道爆炸冲击波破管后携带碎片撞击临近管道，导致其他管道或设备的损坏，引发工业事故的多米诺效应。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种弯管加固抑爆隔爆一体化装置，以解决现有技术中存在的易燃易爆物质管道输送安全的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种弯管加固抑爆隔爆一体化装置，包括弯管，所述弯管外周套装有通过基座支撑的外管，所述的外管两端的弯管外壁上安装有加固吸能套层，所述的外管内壁与弯管外壁之间构成密闭腔体，位于弯管两端入弯处的外管外壁上设有分别隔爆板，外管外壁上活动安装有抵靠住所述隔爆板的卡扣挡板；
所述外管外壁上安装有内置控制电路的压力传感器，压力传感器的测量端伸入至外管与弯管之间的密闭腔体内感应压力变化，压力传感器的输出端与隔爆板相连，所述密闭腔体内的压力超过压力传感器设定的压力阈值时，所述的控制电路控制隔爆板滑落，所述的基座上安装有位于外管外侧支撑所滑落隔爆板的支撑架。
具体说，所述的外管外壁上设有轴承型活页，轴承型活页的固定端与外管外壁固定，轴承型活页的活动端与卡扣挡板固定。
进一步地，所述的控制电路包括电源、电阻及具有可动铁芯的推拉式电磁铁，压力传感器的指针作为控制电路的开关，压力传感器的压力阈值处设有挡针，所述的指针受压转动与挡针连接，所述的推拉式电磁铁设置在轴承型活页的活动端下侧，所述电源一端通过电阻与推拉式电磁铁连接，电源另一端与指针连接。
为提高外管与弯管之间的连接强度，所述的外管内壁与弯管外壁之间周向均布有支撑杆，所述支撑杆两端分别固定有呈圆弧板状结构的固定片，所述的固定片分别与弯管外壁和外管的内壁贴合固接。
进一步地，所述的支撑杆上套装有缓冲弹簧，用于减弱管道内物料输运对于管道的冲击力。
为了在发生事故高压冲破弯管后稀释和惰化可燃可爆物质，所述的外管与弯管之间形成的密闭腔体内填充有惰性气体或者粉尘。
进一步说，所述的外管外壁表面涂有防锈涂层，外管外部裹设有可吸收爆炸产生的冲击波的柔性材料。
具体说，所述的支撑架包括横杆、分别固定在横杆两端的水平撑杆以及分别固定在横杆两端向上延伸的垂直杆，所述水平撑杆内端与基座固定，横杆两端固定有向下倾斜且与基座固定的斜撑杆，水平撑杆上固定有与垂直杆相距的可卡入所滑落隔爆板的限位杆。
本发明的有益效果是：本发明通过在弯管外加装外管并设置隔爆板，由压力传感器感应外管与弯管之间的密闭腔体内的压力变化，控制电路控制隔爆板滑落至弯管破裂处，从而预防弯管内的爆炸冲击波携带碎片撞击临近设施而引发次生多灾种爆炸事故，提高管道运输气体的安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的俯视结构示意图。
图2是本发明的截面结构示意图。
图3是本发明所述控制电路的结构示意图。
图4是本发明所述支撑架的结构示意图。
图5是本发明所述隔爆板启动前的状态示意图。
图6是本发明所述隔爆板启动后的状态示意图。
图7是弯管处爆炸冲击波超压场分布图。
图中：1.弯管，2.基座，3.外管，4.加固吸能套层，5.支撑杆，6.固定片，7.缓冲弹簧，8.密闭腔体，9.防锈涂层，10.隔爆板，11.轴承型活页，12.卡扣挡板，13.压力传感器，14.电源，15.电阻，16.推拉式电磁铁，17.指针，18.挡针，19.支撑架，20.横杆，21.水平撑杆，22.垂直杆，23.斜撑杆，24.限位杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，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7所示是弯管处爆炸冲击波超压场分布图，从分布图中可以看出，在弯管1的出弯处爆炸产生的压力高于直管段，所以加装的装置的终点处应设置在基于数值模拟结果高压区域边缘，其起始点处也应设在反向冲击波传播的对称侧相同位置。
如图1～图6所示的一种弯管加固抑爆隔爆一体化装置，包括弯管1，所述弯管1外周套装有通过基座2支撑的外管3，所述的外管3两端的弯管1外壁上安装有加固吸能套层4，以加固管道、吸收爆炸能力和防止外管3滑动。
所述的外管3内壁与弯管1外壁之间周向均布有多根支撑杆5，每根支撑杆5两端分别固定有呈圆弧板状结构的固定片6，所述的固定片6分别与弯管1外壁和外管3的内壁贴合固接；每个支撑杆5上套装有可减弱管道内物料输运对管道产生的冲击力的缓冲弹簧7。
通过在外管3两端喷涂泡沫胶，使得所述的外管3内壁与弯管1外壁之间构成密闭腔体8，同时在密闭腔体8内填充惰性气体或者粉尘，在发生事故高压冲破弯管1后可以稀释和惰化可燃可爆物质，以防止引起更大的破坏事故；所述的外管3外壁表面涂有防锈涂层9，外管3外部裹设有可吸收爆炸产生的冲击波的柔性材料。
位于弯管1两端入弯处的外管3外壁上设有分别隔爆板10，所述的外管3外壁上设有轴承型活页11，轴承型活页11的固定端与外管3外壁固定，轴承型活页11的活动端固定有卡扣挡板12，密闭腔体8内压力正常时，所述隔爆板10的侧边抵靠在卡扣挡板12上。
所述的隔爆板10采用合金金属材料制作而成，隔爆板10贴合外管3一侧设有活性炭，用于吸收管道爆炸产生的冲击波，阻隔爆炸产生的碎片撞击周围设备。
所述外管3外壁上安装有内置有控制电路的压力传感器13，压力传感器13的测量端伸入至所述的密闭腔体8内感应内部的压力变化，压力传感器13的输出端与隔爆板10相连，所述密闭腔体8内的压力超过压力传感器13设定的压力阈值时，所述的控制电路控制隔爆板10滑落。
具体说，所述的控制电路包括电源14、电阻15及具有可动铁芯的推拉式电磁铁16，压力传感器13的指针17作为控制电路的开关，在设定的压力传感器13的压力阈值处设置有挡针18，所述的推拉式电磁铁16设置在轴承型活页11的活动端下侧，所述电源14一端通过电阻15与推拉式电磁铁16连接，电源14另一端与指针17的转轴连接。
所述的基座2上安装有位于外管3外侧支撑所滑落的隔爆板10的支撑架19。具体说，所述的支撑架19包括横杆20、分别固定在横杆20两端的水平撑杆21以及分别固定在横杆20两端向上延伸的垂直杆22，所述水平撑杆21内端与基座2固定，横杆20两端固定有向下倾斜且与基座2固定的斜撑杆23，水平撑杆21上固定有与垂直杆22相距的可卡入所滑落隔爆板10的限位杆24。
当压力传感器5感应密闭腔体内的压力变化后，将密闭腔体内压力变化显示为压力传感器的指针(即开关)转动，通过电流传至卡扣挡板底部的推拉式电磁铁。当密闭腔体内的压力正常时，压力传感器没有变化；当密闭腔体内的压力超过设定的阈值时，压力传感器5的指针发生转动，指针与挡针相接触时形成一闭合回路，此时设在轴承型活页的活动端下侧的推拉式电磁铁被通电，可动铁芯收回，轴承型活页的活动端带动卡扣挡板向下转动，失去对隔爆板的阻挡作用，所述隔爆板随之沿外管滑落而下卡于垂直杆与限位杆之间，最终隔爆板停留在与弯管破碎处的同一水平线位置，进行隔爆。
本发明主要具有如下特点：
1、基于工业管道尺寸、管材、管型特点搭建实验管道模型,实验测试与分析管道内爆炸冲击波传播至弯管1处监测点超压随时间变化特点；建立相同的数值模型，数值计算与分析管道内爆炸冲击波传播在弯管1处超压场分布及其随时间变化特点，得出管道薄弱环节，科学确定装置位置。
2、基于工业管道自身特点与爆炸冲击波超压动态分布特点，设计针对性的管道加固装置形状、尺寸、材料及加装方式，增加其承受弯管1处爆炸冲击波超压能力，预防管道内可燃可爆物质事故爆炸后冲击波破坏管道薄弱环节，降低和控制爆炸事故后果。
3、基于管道内输运的可燃可爆物质属性，设计针对性的惰性抑爆物质，通过在弯管1和加固的外管3之间的密闭空腔8填充惰性气体/粉尘物质的方式，在爆炸冲击波破坏弯管1薄弱环节时，预置惰性物质稀释冲击波与高速气流携带的可燃可爆物质泄漏浓度，对泄漏物质起到抑爆作用。
4、基于管道爆炸冲击波超压动态分布特点，设计内置压力传感器13并设置启动阈值，在所分析的弯管1与邻近设备之间加装隔爆板10，弯管1爆炸冲击波破管后通过超压阈值启动隔爆板10阻隔，预防弯管1处爆炸冲击波携带碎片撞击临近实施而引发次生多灾种爆炸事故。
5、本装置不影响原管道内部正常输运功能，加装于弯管1薄弱处外围，既能保证工业安全，又节约了成本，适合大规模应用。
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，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性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 (8)
1.一种弯管加固抑爆隔爆一体化装置，包括弯管，其特征是：所述弯管外周套装有通过基座支撑的外管，所述的外管两端的弯管外壁上安装有加固吸能套层，所述的外管内壁与弯管外壁之间构成密闭腔体，位于弯管两端入弯处的外管外壁上设有分别隔爆板，外管外壁上活动安装有抵靠住所述隔爆板的卡扣挡板；
所述外管外壁上安装有内置控制电路的压力传感器，压力传感器的测量端伸入至外管与弯管之间的密闭腔体内感应压力变化，压力传感器的输出端与隔爆板相连，所述密闭腔体内的压力超过压力传感器设定的压力阈值时，所述的控制电路控制隔爆板滑落，所述的基座上安装有位于外管外侧支撑所滑落隔爆板的支撑架。
2.如权利要求1所述的弯管加固抑爆隔爆一体化装置，其特征是：所述的外管外壁上设有轴承型活页，轴承型活页的固定端与外管外壁固定，轴承型活页的活动端与卡扣挡板固定。
3.如权利要求2所述的弯管加固抑爆隔爆一体化装置，其特征是：所述的控制电路包括电源、电阻及具有可动铁芯的推拉式电磁铁，压力传感器的指针作为控制电路的开关，压力传感器的压力阈值处设有挡针，所述的指针受压转动与挡针连接，所述的推拉式电磁铁设置在轴承型活页的活动端下侧，所述电源一端通过电阻与推拉式电磁铁连接，电源另一端与指针连接。
4.如权利要求1所述的弯管加固抑爆隔爆一体化装置，其特征是：所述的外管内壁与弯管外壁之间周向均布有支撑杆，所述支撑杆两端分别固定有固定片，所述的固定片分别与弯管外壁和外管的内壁贴合固接。
5.如权利要求4所述的弯管加固抑爆隔爆一体化装置，其特征是：所述的支撑杆上套装有缓冲弹簧。
6.如权利要求1所述的弯管加固抑爆隔爆一体化装置，其特征是：所述的外管与弯管之间形成的密闭腔体内填充有惰性气体或者粉尘。
7.如权利要求1所述的弯管加固抑爆隔爆一体化装置，其特征是：所述的外管外壁表面涂有防锈涂层，外管外部裹设有可吸收爆炸产生的冲击波的柔性材料。
8.如权利要求1所述的弯管加固抑爆隔爆一体化装置，其特征是：所述的支撑架包括横杆、分别固定在横杆两端的水平撑杆以及分别固定在横杆两端向上延伸的垂直杆，所述水平撑杆内端与基座固定，横杆两端固定有向下倾斜且与基座固定的斜撑杆，水平撑杆上固定有与垂直杆相距的可卡入所滑落隔爆板的限位杆。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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