CN115228007A - 一种耐烧型阻火器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐烧型阻火器，包括：外壳，所述外壳包括第一壳体和设置在所述第一壳体的下端的第二壳体；固定安装在所述第一壳体和所述第二壳体之间的阻火组件，所述阻火组件包括水冷换热器；用于控制所述水冷换热器的入水口通入冷水的控制系统；其中，所述控制器能够在所述第一壳体内和/或所述第二壳体内发生燃爆而使温度超过预定温度时控制所述入水口通入冷水，通入的冷水流入所述水冷换热器并从其出水口流出，从而将爆炸燃烧产生的热量带走。
Description
技术领域
本发明属于防爆装置技术领域，具体涉及一种耐烧型阻火器。
背景技术
当今社会，人类对石油化工产品的依赖程度越来越大，油气已经取代煤炭成为我国主要能源。然而，在油气储运场合发生爆燃事故屡见不鲜，这对油气储运提出很高的要求。阻火器是一种能够阻止火焰在设备、管道间蔓延传播的装置，常见阻火器由外壳、阻火盘和附件组成，主要为了预防油气储运过程中的爆炸事故。
目前，现有的阻火器的种类较多，按照火焰传播速度分为阻爆燃型和阻爆轰型。阻爆燃型阻火器能够阻止以亚音速传播的爆炸火焰通过，阻爆轰型阻火器能阻止以冲击波超音速传播的爆炸火焰传播。因此，在传统观念里，阻火器具备耐烧功能，然而德国PTB按照USCG标准分别对管道阻爆轰阻火器和阻爆燃阻火器依照垂直和水平安装位置进行了耐烧实验(阻火器末端直接面向大气)，通过实验发现，阻爆轰阻火器最多耐烧不超过30分钟，阻爆燃阻火器最多耐烧不超过9分钟。然而，对于如呼吸阀阻火器的一些场合来说，根据国际标准NPFA67-2019，全天候呼吸阀耐烧时间不低于2小时，这导致常见的传统耐烧型阻火器无法满足这些场合的使用。目前国内应用在储罐或者管道中的阻火器都不具备耐烧2小时的要求。
因此，亟需研制一种能够避免储罐火灾爆炸的发生，保障人身和财产安全的耐烧型阻火器。
发明内容
针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种耐烧型阻火器，该耐烧型阻火器在一端发生爆炸工况下将耐烧阻火器的燃烧热量快速带走，从而避免耐烧阻火器一端发生爆炸燃烧时燃烧产生的热量传递至耐烧阻火器的另一端，阻止了爆炸火灾覆盖范围的扩大，非常有利于保障可燃气体存储设备的安全。
为此，根据本发明提供了一种耐烧型阻火器，包括：外壳，所述外壳包括第一壳体和设置在所述第一壳体的下端的第二壳体；固定安装在所述第一壳体和所述第二壳体之间的阻火组件，所述阻火组件包括水冷换热器；用于控制所述水冷换热器的入水口通入冷水的控制系统；其中，所述控制器能够在所述第一壳体内和/或所述第二壳体内发生燃爆而使温度超过预定温度时控制所述入水口通入冷水，通入的冷水流入所述水冷换热器并从其出水口流出，从而将爆炸燃烧产生的热量带走。
在一个实施例中，所述控制系统包括设置在水冷换热器的入水口的电磁阀、用于控制所述电磁阀开启或关闭的控制器、分别设置在所述第一壳体和所述第二壳体上的温度传感器和温度变送器，所述控制器分别与所述电磁阀、所述温度传感器和所述温度变送器连接。
在一个实施例中，所述水冷换热器包括水冷环形壳体和布置在所述水冷环形壳体内侧的水冷管，所述水冷环形壳体包括轴向间隔开分布的上环形体和下环形体，所述水冷管的两端分别与所述上环形体和所述下环形体连通，所述入水口与所述上环形体连通，所述出水口与所述下环形体连通，在发生燃爆工况下，来自所述入水口的冷水流入所述上环形体，再进入所述水冷管，通过所述水冷管进入所述下环形体，进而通过所述出水口排出。
在一个实施例中，所述水冷管以分层方式布置在所述水冷环形壳体的内侧，每层水冷管平行分布且在相邻的水冷管之间形成间隙，相邻层的所述水冷管之间的间隙错开分布，可燃气体能够从所述水冷管之间的间隙穿过。
在一个实施例中，所述入水口和所述出水口设置成在径向上相对分布。
在一个实施例中，所述上环形体和下环形体通过两个分隔块形成固定连接，两个所述分隔块径向相对分布，且两个所述分隔块与所述入水口和所述出水口在周向上错开设置。
在一个实施例中，所述上环形体和所述下环形体均通过法兰连接方式分别与所述第一壳体和所述第二壳体形成固定连接。
在一个实施例中，所述阻火组件还包括分别设置在所述水冷换热器的上下两端的第一耐烧阻火芯和第二耐烧阻火芯，正常工况下，可燃气体从所述第二壳体的入口端进入所述第二壳体的内部，并依次穿过所述第二耐烧阻火芯、所述水冷换热器和所述第一耐烧阻火芯而进入所述第一壳体的内部，进而从所述第一壳体的出口端流出。
在一个实施例中，所述第一壳体和所述第二壳体均构造成锥形结构，且在所述第一壳体的下端设有第一安装槽，在所述第二壳体的上端设有第二安装槽，所述第一耐烧阻火芯和第二耐烧阻火芯分别安装在所述第一安装槽和所述第二安装槽中。
在一个实施例中，所述第一耐烧阻火芯和所述第二耐烧阻火芯均通插销对应安装在所述第一安装槽和所述第二安装槽中。
在一个实施例中，所述第一壳体的出口端设有出口法兰，所述第二壳体的入口端设有入口法兰。
在一个实施例中，所述第一耐烧阻火芯和所述第二耐烧阻火芯均采用不锈钢波纹板卷盘制作而成，并且所述不锈钢波纹板之间形成有间隙，在所述间隙内喷涂有邻苯二甲腈隔热涂料。
与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
根据本发明的耐烧阻火器具有良好的耐烧性能，其采用的阻火组件能够持续耐火烧2小时以上，在耐烧阻火器的一端发生爆炸工况下，阻火组件的水冷换热器能够在外壳内的温度达到预定温度时迅速反应，从而将耐烧阻火器的燃烧热量快速带走，能够有效避免耐烧阻火器一端发生爆炸燃烧时燃烧产生的热量传递至耐烧阻火器的另一端，阻止了爆炸火灾覆盖范围的扩大，非常有利于保障可燃气体存储设备的安全。阻火组件的第一耐烧阻火芯和第二耐烧阻火芯均采用不锈钢波纹板卷盘制作而成，其具有良好的耐烧能力，这使阻火组件能够进一步阻止耐烧阻火器一端发生爆炸燃烧时爆炸火焰传播到耐烧阻火器另一端，从而有效保障可燃气体存储设备的安全。此外，耐烧阻火器通过控制系统能够实时检测耐烧阻火器是否发生爆炸燃烧事故，并能够根据温升值自动控制电磁阀开启，从而保障水冷换热器能够及时反应，快速工作，以便将耐烧阻火器的燃烧热量快速带走，这大大缩短了水冷换热器的反应时间，显著提高了耐烧阻火器的可靠性。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行说明。
图1示意性地显示了根据本发明的耐烧型阻火器的结构。
图2是图1中C区域的放大图。
图3示意性地显示了图1所述耐烧型阻火器中的水冷换热器的结构。
图4是图3中沿线A-A的剖视图。
图5是图3中沿线B-B的剖视图。
图6显示了图1所示耐烧型阻火器的测试装置。
在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
下面通过附图来对本发明进行介绍。
在本申请中，需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“上端”、“下端”等均是针对所参照的附图1而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。
图1示意性地显示了根据本发明的耐烧型阻火器100的结构。如图1所示，耐烧型阻火器100包括外壳、阻火组件2和控制系统8，外壳包括第一壳体11和设置在第一壳体11的下端的第二壳体12，阻火组件2设置在第一壳体11和第二壳体12之间。阻火组件2包括水冷换热器3，以及分别设置在水冷换热器3的上下两端的第一耐烧阻火芯4和第二耐烧阻火芯5。水冷换热器3的入水口31与消防水管6连通，水冷换热器3的出水口32与污水管7连通。阻火组件2具备良好的耐烧能力和隔热能力，在耐烧型阻火器100的一端发生燃爆时，阻火组件2能够避免爆炸火焰和高温传播到耐烧型阻火器100另一端。并且，水冷换热器3在发生燃爆时能够通过控制系统8控制冷水迅速流进水冷换热器3内，并将传递至水冷换热器3中的热量迅速带走，避免热量的集聚，从而避免耐烧阻火器100一端发生爆炸燃烧时热量传递至另一端，有效阻止了爆炸火灾覆盖范围的扩大，阻止了爆炸火灾的发生，保障了油气存储设备的安全。
根据本发明的耐烧型阻火器100能够适用于油气储罐呼吸阀。耐烧型阻火器100能够在发生爆炸工况时通过热交换方式迅速带走爆炸产生的热量，有效避免热量堆积，并且有效阻止爆炸端的热量传递至耐烧型阻火器100的另一端，非常有利于保障油气存储设备的安全。
如图1所示，外壳1包括第一壳体11和设置在第一壳体11的下方的第二壳体12。在一个实施例中，第一壳体11和第二壳体12均构造成锥形结构。优选地，第一壳体11和第二壳体12设置成相同结构，且对称分布。第一壳体11和第二壳体12的大开口端相对接并与阻火组件2形成固定连接，从而使第一壳体11的小开口端处于上方，而使第二壳体12的小开口端处于下方。
根据本发明的一个实施例，第一壳体11的小开口端作为第一壳体11的出口端111，即耐烧型阻火器100的出口端。并且，在第一壳体11的出口端111固定连接有出口法兰112，出口法兰112用于与其他设备固定连接。第二壳体12的小开口端作为第二壳体12的入口端121，即耐烧型阻火器100的入口端。并且，在第二壳体12的入口端121固定连接有入口法兰122，入口法兰122用于与其他设备固定连接。在一个实施例中，出口法兰112通过焊接方式固定连接在第一壳体11的出口端111。入口法兰122通过焊接方式固定连接在第二壳体12的入口端121。
根据本发明，如图2所示，在第一壳体11的下端固定连接有圆筒状结构，从而在圆筒状结构的径向内侧形成第一安装槽113。同样地，在第二壳体12的上端页固定连接有圆筒状结构，从而在圆筒状结构的径向内侧形成第二安装槽123。阻火组件2中的第一耐烧阻火芯4和第二耐烧阻火芯5分别对应安装在第一安装槽113和第二安装槽123中。
在一个实施例中，第一耐烧阻火芯4和第二耐烧阻火芯5均通插销(未示出)对应安装在第一安装槽113和第二安装槽123中。优选地，第一耐烧阻火芯4与第一安装槽113过盈配合，第二耐烧阻火芯5与第二安装槽123过盈配合。第一耐烧阻火芯4的下端面与阻火组件2中的水冷换热器3的上端接触，第二耐烧阻火芯5的上端面与水冷换热器3的下端接触。
根据本发明，第一耐烧阻火芯4和第二耐烧阻火芯5设置成相同。下面以第一耐烧阻火芯4为例进行介绍。第一耐烧阻火芯4构造成圆盘状，第一耐烧阻火芯4采用不锈钢波纹板卷盘制作而成，并且不锈钢波纹板之间形成有细小的间隙，在间隙内喷涂有邻苯二甲腈隔热涂料。聚邻苯二甲腈隔热涂料在受到高温时，聚邻苯二甲腈表面形成热绝缘炭层，热绝缘炭层达到1000℃才会分解。这种结构能够显著增强第一耐烧阻火芯4和第二耐烧阻火芯5的隔热性能，使得阻火组件2能够耐火烧2小时以上，能够进一步避免火焰及高温从耐烧型阻火器100的一侧传递至另一侧，有效阻止爆炸火灾的发生，非常有利于保障设备的安全。
图3至图5显示了水冷换热器的结构。如图3和图4所示，水冷换热器3包括水冷环形壳体33和布置在水冷环形壳体33的径向内侧的水冷管34。水冷环形壳体33包括沿轴向(图4中的竖向方向)间隔开分布的上环形体331和下环形体332，上环形体331和下环形体332为两个单独的环形通道，两者相互独立。优选地，水冷换热器3整体采用不锈钢材质制成。水冷管34的两端分别与上环形体331和下环形体332连通。水冷换热器3的入水口31设置在上环形体331上，且入水口31与上环形体331连通。入水口31设置成沿上环形体331径向向外伸出，以便于与消防水管6连通。而水冷换热器3的出水口32设置在下环形体332上，且出水口32与下环形体332连通。出水口32设置成沿下环形体332的径向向外伸出，以便于与污水管7连通。在一个实施例中，水冷换热器3的入水口31通过螺纹与消防水管6形成固定连接，出水口32通过螺纹与污水管7形成固定连接。
在一个实施例中，水冷换热器3的入水口31和出水口32设置成在径向上相对分布。这样有利于消防水管6和污水管7的连接。
根据本发明，水冷管34是一条连续的水管。如图5所示，水冷管34以分层方式布置在水冷环形壳体33的内侧。每层水冷管平行分布且在相邻的水冷管之间形成间隙，相邻层的水冷管之间的间隙错开分布。同时，相邻层之间也留有间隙，从而在水冷管之间形成了间隙通道。可燃气体能够从水冷管之间的间隙通道穿过，从而进行换热降温。
在图5所示实施例中，水冷管34例如可分三层进行布置，每层的水冷管均平行分布，并且设置成沿着水冷换热器3的入水口31和出水口32的方向延伸。由此，在每层的相邻的水冷管之间形成间隙。例如，图5中从下往上依次可分为第一层、第二层和第三层，第二层的水冷管布置在第一层的相邻水冷管之间形成的间隙的正上方，同样地，第三层的水冷管布置在第二层的相邻水冷管之间形成的间隙的正上方。由此，使得相邻层的水冷管之间的间隙错开分布，从而在水冷管34之间形成间隙通道。水冷管34的这种布置方式能够显著增加可燃气体与水冷管34的接触面积，非常有利于提高水冷换热器3的换热效率，提高了耐烧型阻火器100的耐烧性能。
根据本发明，如图3和图5所示，上环形体331和下环形体332通过两个分隔块35形成固定连接。两个分隔块35径向相对分布，且两个分隔块35与水冷换热器3的入水口31和出水口32在周向上错开设置。分隔块35的上下两端分别与上环形体331和下环形体332固定连接。分隔块35具有一定的厚度，从而使上环形体331和下环形体332间隔开分布，以在上环形体331和下环形体332之间形成用于布设多层水冷管34的空间。
在发生燃爆工况下，消防水管6内的冷水通过水冷换热器3的入水口31进入上环形体331，进入上环形体331进而通过水冷管34的一端进入水冷管34，并沿着呈多层布设的水冷管34流动，进入水冷管34内的冷水能够对穿过水冷管34之间的间隙通道的可燃气体传递的爆炸热量进行热交换，从而吸收热量，并在吸收热量后从水冷管34的另一端进入下环形体332，进而通过水冷换热器3的出水口32流入污水管7并排出。在燃爆工况下，消防水管6内的冷水连续不断地通入水冷换热器3内，不断地吸收热量，能够将传递至水冷换热器3中的热量迅速带走，避免热量的集聚，避免了耐烧阻火器100的一端发生爆炸燃烧时热量传递至耐烧阻火器100的另一端，有效阻止了爆炸火灾覆盖范围的扩大。
根据本发明，如图2和图3所示，在水冷换热器3的上环形体331的径向外侧设有法兰36，法兰36上设有多个在周向上均布的螺栓孔361。同样地，在水冷换热器3的下环形体332的径向外侧也设有法兰36，法兰36上设有多个在周向上均布的螺栓孔361。水冷换热器3的入水口31和出水口32处于上环形体331和下环形体332的相应的法兰36之间。同时，在第一壳体11的下端的径向外侧设有第一连接法兰114，第一连接法兰114上设有多个安装孔(未示出)。第一连接法兰114上的安装孔能够与上环形体331的法兰36上的螺栓孔361对应，并安装螺栓螺母组件9，从而使第一壳体11与水冷换热器3的上环形体331形成固定连接。同样地，在第二壳体12的上端的径向外侧设有第二连接法兰124，第二连接法兰124上设有多个安装孔(未示出)。第二连接法兰124上的安装孔能够与下环形体332的法兰36上的螺栓孔361对应，并安装螺栓螺母组件9，从而使第二壳体12与水冷换热器3的下环形体332形成固定连接。水冷换热器3的这种连接结构能够保证其稳定地连接于第一壳体11和第二壳体12之间，且其拆装快捷方便。
根据本发明，如图1所示，控制系统8包括设置在水冷换热器3的入水口31处的电磁阀81、用于控制电磁阀81开启或关闭的控制器82、分别设置在第一壳体11和第二壳体12上的温度传感器83和温度变送器84，温度传感器83和温度变送器84分别用于检测第一壳体11和第二壳体12内的温度。控制器82分别通过信号线与电磁阀81、温度传感器83和温度变送器84形成信号连接。在一个实施例中，电磁阀81通过螺纹固定连接在水冷换热器3的入水口31于消防水管6之间。温度传感器83和温度变送器84均通过螺纹固定连接在第一壳体11和第二壳体12上。
在正常工况下，可燃气体从第二壳体12的入口端121进入第二壳体12的内部，并依次穿过阻火组件2的第二耐烧阻火芯5、水冷换热器3和第一耐烧阻火芯4而进入第一壳体11的内部，进而从第一壳体11的出口端111流出。
在发生燃爆工况下，第一壳体11和/或第二壳体12内的温度上升，控制器8在温度传感器83和/或温度变送器84的检测温度超过预定温度时控制电磁阀81开启，使消防水管6内的冷水流入水冷换热器3，从而将爆炸燃烧而传递至水冷换热器3中的热量以热交换的方式带走。预定温度例如可以设置为60℃。当然，可以理解，预定温度可以根据不同的应用场景进行设置。由此，通过水冷换热器3能够将耐烧阻火器100的燃烧热量快速带走，避免耐烧阻火器100一端发生爆炸燃烧时燃烧产生的热量传递至耐烧阻火器100的另一端，阻止了爆炸火灾覆盖范围的扩大。
根据本发明的耐烧阻火器100在使用时需要对其阻火性能及其效果进行测试。图6示意性地显示了耐烧阻火器100的测试装置200的结构。如图6所示，测试装置200包括燃烧气缓冲罐204，燃烧气缓冲罐204的出口端通过管线与耐烧阻火器100的入口端121连通，在耐烧阻火器100的入口端121附件设有火焰传感器207。燃烧气入口端201通过管线与燃烧气缓冲罐204的入口端连通，在燃烧气入口端201与燃烧气缓冲罐204之间的管线上设有关断阀门203，关断阀门203用于控制燃烧气入口端201与燃烧气缓冲罐204之间的连通或关闭。在燃烧气入口端201与关断阀门203之间设有流量计202，流量计202用于监测从燃烧气入口端201进入燃烧气缓冲罐204的可燃气体流量。燃烧气缓冲罐204还设有用于显示燃烧气缓冲罐204内部压力的压力表206。燃烧气缓冲罐204还通过管线连接有爆破片205。
根据本发明的耐烧阻火器100能够应用于不同油气燃料储罐，用于连接在储罐呼吸阀上，其适用性强，适用范围广。下面以耐烧阻火器100应用于不同的油气燃料储罐为例进行介绍。
实施例一：
在实施例一中，耐烧阻火器100应用于DN200汽油储罐呼吸阀上。在正常工作时，汽油油气从第二壳体12的入口端121进入耐烧阻火器100的第二壳体12的内部，然后穿过阻火组件2的第二耐烧阻火芯5，进而进入形成于水冷换热器3的水冷管34之间的间隙通道，而穿过水冷换热器3，穿过水冷换热器3的汽油油气进而穿过第一耐烧阻火芯4而进入第一壳体11的内部，最终汽油油气从第一壳体11的出口端111流出，从而流出耐烧阻火器100。由此，实现汽油油气从耐烧阻火器100的一端至另一端。
在将耐烧阻火器100连接到DN200汽油储罐呼吸阀出口管端之前，对耐烧阻火器100进行耐火测试。按图5所示的测试装置200对应用在DN200汽油储罐呼吸阀出口的耐烧阻火器100进行耐火测试。将汽油油气与空气混合气引入至燃烧气入口端201，打开关断阀门203，在耐烧阻火器100顶端点火，使耐烧阻火器100顶端汽油油气持续燃烧。点火后5秒温度传感器83检测到第一壳体11内的温度达到62℃，控制器82控制电磁阀81开启，消防水管6内的冷水流入水冷换热器3中，水冷换热器3能够将第一耐烧阻火芯4传递至水冷换热器3中的热量迅速带走。耐烧阻火器100在汽油油气燃烧的2小时过程中，测试装置200下端的火焰传感器207一直没有检测到火焰，温度变送器5的温度值从开始的28℃，最终温度达到45℃，证明汽油储罐的耐烧呼吸阀上耐烧阻火器100能够满足耐火烧2小时的要求，满足国际标准。因此，根据本发明的耐烧阻火器100能够适用于DN200汽油储罐呼吸阀。
实施例二：
在实施例二中，耐烧阻火器100应用于DN150苯储罐呼吸阀上。在正常工作时，苯气体从第二壳体12的入口端121进入耐烧阻火器100的第二壳体12的内部，然后穿过阻火组件2的第二耐烧阻火芯5，进而进入形成于水冷换热器3的水冷管34之间的间隙通道，而穿过水冷换热器3，穿过水冷换热器3的苯气体进而穿过第一耐烧阻火芯4而进入第一壳体11的内部，最终苯气体从第一壳体11的出口端111流出，从而流出耐烧阻火器100。由此，实现苯气体从耐烧阻火器100的一端至另一端。
在将耐烧阻火器100连接到DN150苯储罐呼吸阀上之前，对耐烧阻火器100进行耐火测试。按图5所示的测试装置200对应用在DN150苯储罐呼吸阀上出口的耐烧阻火器100进行耐火测试。将苯气体与空气混合气引入至燃烧气入口端201，打开关断阀门203，在耐烧阻火器100顶端点火，使耐烧阻火器100顶端苯气体持续燃烧。点火后4.7秒温度传感器83检测到第一壳体11内的温度达到65℃，控制器82控制电磁阀81开启，消防水管6内的冷水流入水冷换热器3中，水冷换热器3能够将第一耐烧阻火芯4传递至水冷换热器3中的热量迅速带走。耐烧阻火器100在苯气体燃烧的2小时过程中，测试装置200下端的火焰传感器207一直没有检测到火焰，温度变送器5的温度值从开始的27℃，最终温度达到43℃，证明苯储罐的耐烧呼吸阀上耐烧阻火器100能够满足耐火烧2小时的要求，满足国际标准。因此，根据本发明的耐烧阻火器100能够适用于DN200苯储罐呼吸阀。
实施例三：
在实施例三中，耐烧阻火器100应用于DN150乙烯储罐呼吸阀上。在正常工作时，乙烯气体从第二壳体12的入口端121进入耐烧阻火器100的第二壳体12的内部，然后穿过阻火组件2的第二耐烧阻火芯5，进而进入形成于水冷换热器3的水冷管34之间的间隙通道，而穿过水冷换热器3，穿过水冷换热器3的乙烯气体进而穿过第一耐烧阻火芯4而进入第一壳体11的内部，最终乙烯气体从第一壳体11的出口端111流出，从而流出耐烧阻火器100。由此，实现乙烯气体从耐烧阻火器100的一端至另一端。
在将耐烧阻火器100连接到DN150乙烯储罐呼吸阀上之前，对耐烧阻火器100进行耐火测试。按图5所示的测试装置200对应用在DN150乙烯储罐呼吸阀上出口的耐烧阻火器100进行耐火测试。将乙烯气体与空气混合气引入至燃烧气入口端201，打开关断阀门203，在耐烧阻火器100顶端点火，使耐烧阻火器100顶端乙烯气体持续燃烧。点火后5.5秒温度传感器83检测到第一壳体11内的温度达到63℃，控制器82控制电磁阀81开启，消防水管6内的冷水流入水冷换热器3中，水冷换热器3能够将第一耐烧阻火芯4传递至水冷换热器3中的热量迅速带走。耐烧阻火器100在乙烯气体燃烧的2小时过程中，测试装置200下端的火焰传感器207一直没有检测到火焰，温度变送器5的温度值从开始的28℃，最终温度达到49℃，证明乙烯储罐的耐烧呼吸阀上耐烧阻火器100能够满足耐火烧2小时的要求，满足国际标准。因此，根据本发明的耐烧阻火器100能够适用于DN200乙烯储罐呼吸阀。
实施例四：
在实施例四中，耐烧阻火器100应用于DN100苯乙烯储罐呼吸阀上。在正常工作时，苯乙烯气体从第二壳体12的入口端121进入耐烧阻火器100的第二壳体12的内部，然后穿过阻火组件2的第二耐烧阻火芯5，进而进入形成于水冷换热器3的水冷管34之间的间隙通道，而穿过水冷换热器3，穿过水冷换热器3的苯乙烯气体进而穿过第一耐烧阻火芯4而进入第一壳体11的内部，最终苯乙烯气体从第一壳体11的出口端111流出，从而流出耐烧阻火器100。由此，实现苯乙烯气体从耐烧阻火器100的一端至另一端。
在将耐烧阻火器100连接到DN100苯乙烯储罐呼吸阀上之前，对耐烧阻火器100进行耐火测试。按图5所示的测试装置200对应用在DN100苯乙烯储罐呼吸阀上出口的耐烧阻火器100进行耐火测试。将苯乙烯气体与空气混合气引入至燃烧气入口端201，打开关断阀门203，在耐烧阻火器100顶端点火，使耐烧阻火器100顶端苯乙烯气体持续燃烧。点火后6秒温度传感器83检测到第一壳体11内的温度达到66℃，控制器82控制电磁阀81开启，消防水管6内的冷水流入水冷换热器3中，水冷换热器3能够将第一耐烧阻火芯4传递至水冷换热器3中的热量迅速带走。耐烧阻火器100在苯乙烯气体燃烧的2小时过程中，测试装置200下端的火焰传感器207一直没有检测到火焰，温度变送器5的温度值从开始的27℃，最终温度达到51℃，证明苯乙烯储罐的耐烧呼吸阀上耐烧阻火器100能够满足耐火烧2小时的要求，满足国际标准。因此，根据本发明的耐烧阻火器100能够适用于DN100苯乙烯储罐呼吸阀。
实施例五：
在实施例四中，耐烧阻火器100应用于DN80甲苯储罐呼吸阀上。在正常工作时，甲苯气体从第二壳体12的入口端121进入耐烧阻火器100的第二壳体12的内部，然后穿过阻火组件2的第二耐烧阻火芯5，进而进入形成于水冷换热器3的水冷管34之间的间隙通道，而穿过水冷换热器3，穿过水冷换热器3的甲苯气体进而穿过第一耐烧阻火芯4而进入第一壳体11的内部，最终甲苯气体从第一壳体11的出口端111流出，从而流出耐烧阻火器100。由此，实现甲苯气体从耐烧阻火器100的一端至另一端。
在将耐烧阻火器100连接到DN80甲苯储罐呼吸阀上之前，对耐烧阻火器100进行耐火测试。按图5所示的测试装置200对应用在DN80甲苯储罐呼吸阀上出口的耐烧阻火器100进行耐火测试。将甲苯气体与空气混合气引入至燃烧气入口端201，打开关断阀门203，在耐烧阻火器100顶端点火，使耐烧阻火器100顶端甲苯气体持续燃烧。点火后7秒温度传感器83检测到第一壳体11内的温度达到62℃，控制器82控制电磁阀81开启，消防水管6内的冷水流入水冷换热器3中，水冷换热器3能够将第一耐烧阻火芯4传递至水冷换热器3中的热量迅速带走。耐烧阻火器100在甲苯气体燃烧的2小时过程中，测试装置200下端的火焰传感器207一直没有检测到火焰，温度变送器5的温度值从开始的27℃，最终温度达到56℃，证明甲苯储罐的耐烧呼吸阀上耐烧阻火器100能够满足耐火烧2小时的要求，满足国际标准。因此，根据本发明的耐烧阻火器100能够适用于DN80甲苯储罐呼吸阀。
根据本发明的耐烧阻火器100具有良好的耐烧性能，其采用的阻火组件2能够持续耐火烧2小时以上，在耐烧阻火器100的一端发生爆炸工况下，阻火组件2的水冷换热器3能够在外壳内的温度达到预定温度时迅速反应，从而将耐烧阻火器100的燃烧热量快速带走，能够有效避免耐烧阻火器100一端发生爆炸燃烧时燃烧产生的热量传递至耐烧阻火器100的另一端，阻止了爆炸火灾覆盖范围的扩大，非常有利于保障可燃气体存储设备的安全。阻火组件2的第一耐烧阻火芯4和第二耐烧阻火芯5均采用不锈钢波纹板卷盘制作而成，其具有良好的耐烧能力，这使阻火组件2能够进一步阻止耐烧阻火器100一端发生爆炸燃烧时爆炸火焰传播到耐烧阻火器另一端，从而有效保障可燃气体存储设备的安全。此外，耐烧阻火器100通过控制系统8能够实时检测耐烧阻火器100是否发生爆炸燃烧事故，并能够根据温升值自动控制电磁阀81开启，从而保障水冷换热器3能够及时反应，快速工作，以便将耐烧阻火器100的燃烧热量快速带走，这大大缩短了水冷换热器3的反应时间，显著提高了耐烧阻火器100的可靠性。
最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种耐烧型阻火器，包括：
外壳，所述外壳包括第一壳体(11)和设置在所述第一壳体的下端的第二壳体(12)；
固定安装在所述第一壳体和所述第二壳体之间的阻火组件(2)，所述阻火组件包括水冷换热器(3)；
用于控制所述水冷换热器的入水口(31)通入冷水的控制系统(8)；
其中，所述控制器能够在所述第一壳体内和/或所述第二壳体内发生燃爆而使温度超过预定温度时控制所述入水口通入冷水，通入的冷水流入所述水冷换热器并从其出水口(32)流出，从而将爆炸燃烧产生的热量带走。
2.根据权利要求1所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述控制系统包括设置在水冷换热器的入水口的电磁阀(81)、用于控制所述电磁阀开启或关闭的控制器(82)、分别设置在所述第一壳体和所述第二壳体上的温度传感器(83)和温度变送器(84)，所述控制器分别与所述电磁阀、所述温度传感器和所述温度变送器连接。
3.根据权利要求1或2所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述水冷换热器包括水冷环形壳体(33)和布置在所述水冷环形壳体内侧的水冷管(34)，所述水冷环形壳体包括轴向间隔开分布的上环形体(331)和下环形体(332)，所述水冷管的两端分别与所述上环形体和所述下环形体连通，所述入水口与所述上环形体连通，所述出水口与所述下环形体连通，
在发生燃爆工况下，来自所述入水口的冷水流入所述上环形体，再进入所述水冷管，通过所述水冷管进入所述下环形体，进而通过所述出水口排出。
4.根据权利要求3所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述水冷管以分层方式布置在所述水冷环形壳体的内侧，每层水冷管平行分布且在相邻的水冷管之间形成间隙，相邻层的所述水冷管之间的间隙错开分布，可燃气体能够从所述水冷管之间的间隙穿过。
5.根据权利要求1或2所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述入水口和所述出水口设置成在径向上相对分布。
6.根据权利要求5所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述上环形体和下环形体通过两个分隔块(35)形成固定连接，两个所述分隔块径向相对分布，且两个所述分隔块与所述入水口和所述出水口在周向上错开设置。
7.根据权利要求3所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述上环形体和所述下环形体均通过法兰连接方式分别与所述第一壳体和所述第二壳体形成固定连接。
8.根据权利要求1所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述阻火组件还包括分别设置在所述水冷换热器的上下两端的第一耐烧阻火芯(4)和第二耐烧阻火芯(5)，
正常工况下，可燃气体从所述第二壳体的入口端(121)进入所述第二壳体的内部，并依次穿过所述第二耐烧阻火芯、所述水冷换热器和所述第一耐烧阻火芯而进入所述第一壳体的内部，进而从所述第一壳体的出口端(111)流出。
9.根据权利要求8所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体均构造成锥形结构，且在所述第一壳体的下端设有第一安装槽(113)，在所述第二壳体的上端设有第二安装槽(123)，所述第一耐烧阻火芯和第二耐烧阻火芯分别安装在所述第一安装槽和所述第二安装槽中。
10.根据权利要求9所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述第一耐烧阻火芯和所述第二耐烧阻火芯均通插销对应安装在所述第一安装槽和所述第二安装槽中。
11.根据权利要求1或8所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述第一壳体的出口端设有出口法兰(112)，所述第二壳体的入口端设有入口法兰(122)。
12.根据权利要求8所述的耐烧型阻火器，其特征在于，所述第一耐烧阻火芯和所述第二耐烧阻火芯均采用不锈钢波纹板卷盘制作而成，并且所述不锈钢波纹板之间形成有间隙，在所述间隙内喷涂有邻苯二甲腈隔热涂料。
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