CN115506408A - 一种用于管廊内爆炸的防护系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于管廊内爆炸的防护系统及方法，包括：探测器、水幕发生器安装于管廊顶板上；粉末喷射器安装于管廊竖墙上；探测器包括超压传感器、火焰传感器、识别模块和无线电磁信号发射器，其中，超压传感器和火焰传感器均与识别模块相连，识别模块还与无线电磁信号发射器相连；水幕发生器和粉末喷射器均包含有无线电磁信号接收器、气体发生电启动器和气体生成物质，气体发生电启动器与气体生成物质直接接触；水幕发生器中充有水；粉末喷射器中充有惰性粉末。本发明的有益效果是：本发明有效识别爆炸冲击波的传播方向，并快速形成雾状大气削弱爆炸冲击波的强度，降低管廊结构和内部管线设施的损伤程度。
Description
技术领域
本发明涉及抗爆防护技术领域，更确切地说，它涉及一种用于管廊内爆炸的防护系统及方法。
背景技术
城市地下综合管廊收纳通信、电力和能源管线等，有效降低了运营维护成本，并解决了传统地下管线施工时造成的“马路拉链”问题。因为城市地下综合管廊的优越性，近年来我国掀起了城市地下综合管廊的建设潮，综合管廊里程数不断提升。然而，综合管廊收纳了燃气管，也带来了燃气泄漏相关的安全问题。目前管廊燃气舱内部的防爆系统主要基于气体检测结合通风系统来防止燃气爆炸的发生，而并没有燃气爆炸发生后削弱爆炸，保护管线设备和管廊结构的防护系统。因此，目前亟需寻求一种能够管廊发生内爆炸时防护内部管线和管廊结构的防护系统。
在管廊内壁和管线外部直接铺设防护材料可以有效地防护爆炸发生后管廊结构和管线，但是其成本过高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种用于管廊内爆炸的防护系统及方法。
第一方面，提供了一种用于管廊内爆炸的防护系统，包括：探测器、水幕发生器和粉末喷射器；
其中，所述探测器安装于管廊顶板上，所述水幕发生器通过预埋铆钉安装于管廊顶板上；所述粉末喷射器通过预埋铆钉安装于管廊竖墙上；所述探测器包括超压传感器、火焰传感器、识别模块和无线电磁信号发射器，其中，所述超压传感器和火焰传感器均与所述识别模块相连，所述识别模块还与所述无线电磁信号发射器相连；所述水幕发生器和粉末喷射器均包含有无线电磁信号接收器、气体发生电启动器和气体生成物质，所述气体发生电启动器与气体生成物质直接接触；所述水幕发生器中充有水；所述粉末喷射器中充有惰性粉末。
作为优选，所述水幕发生器外壳为设有液体分散喷嘴的第一钢制容器，所述液体分散喷嘴前设有防水塞，所述第一钢制容器内设有弹性防水膜，第一钢制容器和弹性防水膜间充有水。
作为优选，所述粉末喷射器外壳为内部设有锥形定向器且外部设有易碎隔膜的第二钢制容器，所述第二钢制容器内设有弹性防水膜，所述第二钢制容器和弹性防水膜间充有惰性粉末。
作为优选，所述探测器包含两个超压传感器，两个超压传感器沿管廊长度方向布置且布置方向相反。
作为优选，所述水幕发生器和粉末喷射器间隔安装，所述水幕发生器与所述粉末喷射器之间的间距不大于50m。
第二方面，提供了一种用于管廊内爆炸的防护方法，由第一方面所述的用于管廊内爆炸的防护系统执行，包括：
S1、在管廊顶板上安装探测器与水幕发生器，并在管廊竖墙上安装粉末喷射器；
S2、管廊内发生爆炸时，探测器对爆炸冲击波传播方向上最近的水幕发生器和粉末喷射器发射无线电磁信号；
S3、水幕发生器和粉末喷射器接收所述无线电磁信号，气体发生电启动器加热气体生成物质快速生成气体，进而将水幕发生器和粉末喷射器内部的水和惰性粉末喷出。
作为优选，S2中，探测器中的识别模块根据超压传感器识别爆炸冲击波的传播方向，并通过无线电磁信号发射器对爆炸冲击波传播方向上最近的水幕发生器和粉末喷射器发射无线电磁信号。
作为优选，S2中，所述识别模块的触发信号阈值根据需求进行设置。
本发明的有益效果是：
(1)本发明有效识别爆炸冲击波的传播方向，并快速形成雾状大气削弱爆炸冲击波的强度，降低管廊结构和内部管线设施的损伤程度。
(2)本发明在管廊顶板处安装探测器，并在探测器附近安装水幕发生器和一个粉末喷射器，可以定点定向地识别爆炸的发生位置、爆炸冲击波的传播方向并快速释放水和惰性粉末形成削弱爆炸冲击波的雾状大气。
(3)本发明在使用过程中可以重复利用，原料较为便宜，模块设计简单且具有较好的批量化生产特性，探测器、水幕发生器和粉末喷射器间的逻辑控制关系明确且易于实现。
(4)本发明所提供的用于管廊内爆炸的防护系统，有效和经济地解决了管廊内部爆炸防护的问题，在模块制作和设备安装时均较为简便。
附图说明
图1为一种用于管廊内爆炸的防护系统的纵面布置图；
图2为一种用于管廊内爆炸的防护系统的横断面布置图；
图3为一种用于管廊内爆炸的防护系统的控制逻辑图；
图4为水幕发生器的结构示意图；
图5为水幕发生器触发后的示意图；
图6为粉末喷射器的结构示意图；
图7为粉末喷射器触发后的示意图；
附图标记说明：探测器1、水幕发生器2、粉末喷射器3、预埋铆钉4、超压传感器5、火焰传感器6、识别模块7、无线电磁信号发射器8、无线电磁信号接收器9、气体发生电启动器10、气体生成物质11、第一钢制容器121、第二钢制容器122、水13、防水膜14、液体分散喷嘴15、防水塞16、气体17、雾状大气18、惰性粉末19、锥形定向器20、易碎隔膜21。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
削弱爆炸冲击波是爆炸安全防护的一种方法，水和粉末形成的雾状大气对爆炸冲击波具有较好的削弱作用。因此，管廊内部发生爆炸后，在爆炸冲击波传播的路径上，通过装置人工形成雾状大气将有效削弱爆炸荷载，起到防护作用。
基于上述原理，本申请提供了一种用于管廊内爆炸的防护系统，如图1所示，包括：探测器1、水幕发生器2和粉末喷射器3；
其中，探测器1安装于管廊顶板上，如图2所示，水幕发生器2通过预埋铆钉4安装于管廊顶板上；粉末喷射器3通过预埋铆钉4安装于管廊竖墙上；如图3所示，探测器1包括超压传感器5、火焰传感器6、识别模块7和无线电磁信号发射器8，其中，超压传感器5和火焰传感器6均与识别模块7相连，识别模块7还与无线电磁信号发射器8相连；水幕发生器2和粉末喷射器3均包含有无线电磁信号接收器9、气体发生电启动器10和气体生成物质11，气体发生电启动器10与气体生成物质11直接接触，气体生成物质11受热易分解产生气体；水幕发生器2中充有水13；粉末喷射器3中充有惰性粉末19。
如图4和图5所示，水幕发生器2外壳为设有液体分散喷嘴15的第一钢制容器121，液体分散喷嘴15前设有防水塞16，第一钢制容器121内设有弹性防水膜14，第一钢制容器121和弹性防水膜14间充有水13。
如图6和图7所示，粉末喷射器3外壳为内部设有锥形定向器20且外部设有易碎隔膜21的第二钢制容器122，第二钢制容器122内设有弹性防水膜14，第二钢制容器122和弹性防水膜14间充有惰性粉末19。其中，弹性防水膜14具有较好的膨胀性。
探测器1包含两个超压传感器5，两个超压传感器5沿管廊长度方向布置且布置方向相反。比如，在管廊长度方向的两端分别为a端与b端时，一个超压传感器5按a端到b端方向布置，另一个传感器按b端到a端布置。
在一种可选的安装顺序中，水幕发生器2和粉末喷射器3间隔安装，即按照图1所示的“水幕发生器2-粉末喷射器3-水幕发生器2-粉末喷射器3”的顺序安装，并且任一水幕发生器2与其相邻的粉末喷射器3之间的间距不大于50m。
实施例2
一种用于管廊内爆炸的防护方法，由第一方面所述的用于管廊内爆炸的防护系统执行，包括：
S1、在管廊顶板上安装探测器1与水幕发生器2，并在管廊竖墙上安装粉末喷射器3；
S2、管廊内发生爆炸时，探测器1对爆炸冲击波传播方向上最近的水幕发生器2和粉末喷射器3发射无线电磁信号；
S3、水幕发生器2和粉末喷射器3接收所述无线电磁信号，气体发生电启动器10加热气体生成物质11快速生成气体17，进而将水幕发生器2和粉末喷射器3内部的水13和惰性粉末19喷出。
S2中，探测器1中的识别模块7根据超压传感器5识别爆炸冲击波的传播方向，并通过无线电磁信号发射器8对爆炸冲击波传播方向上最近的水幕发生器2和粉末喷射器3发射无线电磁信号。其中，识别模块7的触发信号阈值可根据需求进行设置。
实施例3
参照图1，在管廊顶板上间隔布置探测器1和水幕发生器2，间隔距离为25m，在竖墙上与探测器1的断面位置对应布置粉末喷射器3。参照图2，水幕发生器2和粉末喷射器3通过预埋铆钉4安装至管廊结构顶板和竖墙上。
参照图3，探测器1内设有超压传感器5、火焰传感器6、识别模块7和无线电磁信号发射器8，水幕发生器2和粉末喷射器3均包含了无线电磁信号接收器9、气体发生电启动器10和气体生成物质11。当爆炸发生时，超压传感器5和火焰传感器6可测到脉冲荷载信号和火焰信号，识别模块7根据数据判定是否需要无线电磁信号发射器8发送触发信号。识别模块7在识别爆炸冲击波传播方向后，通过无线电磁信号发射器8对传播方向上最近的1个水幕发生器2和1个粉末喷射器3发送触发信号。参照图4和图6，水幕发生器2和粉末喷射器3通过无线电磁信号接收器9接收到信号后，气体发生电启动器10将加热气体生成物质11立即产生气体17，使得防水膜14膨胀，进而使得水幕发生器2的防水塞16和粉末喷射器3的易碎隔膜21掉落，推出水13和惰性粉末19形成雾状大气18(参照图5和图7)。
Claims (8)
1.一种用于管廊内爆炸的防护系统，其特征在于，包括：探测器(1)、水幕发生器(2)和粉末喷射器(3)；
其中，所述探测器(1)安装于管廊顶板上，所述水幕发生器(2)通过预埋铆钉(4)安装于管廊顶板上；所述粉末喷射器(3)通过预埋铆钉(4)安装于管廊竖墙上；所述探测器(1)包括超压传感器(5)、火焰传感器(6)、识别模块(7)和无线电磁信号发射器(8)，其中，所述超压传感器(5)和火焰传感器(6)均与所述识别模块(7)相连，所述识别模块(7)还与所述无线电磁信号发射器(8)相连；所述水幕发生器(2)和粉末喷射器(3)均包含有无线电磁信号接收器(9)、气体发生电启动器(10)和气体生成物质(11)，所述气体发生电启动器(10)与气体生成物质(11)直接接触；所述水幕发生器(2)中充有水(13)；所述粉末喷射器(3)中充有惰性粉末(19)。
2.根据权利要求1所述的用于管廊内爆炸的防护系统，其特征在于，所述水幕发生器(2)外壳为设有液体分散喷嘴(15)的第一钢制容器(121)，所述液体分散喷嘴(15)前设有防水塞(16)，所述第一钢制容器(121)内设有弹性防水膜(14)，第一钢制容器(121)和弹性防水膜(14)间充有水(13)。
3.根据权利要求1所述的用于管廊内爆炸的防护系统，其特征在于，所述粉末喷射器(3)外壳为内部设有锥形定向器(20)且外部设有易碎隔膜(21)的第二钢制容器(122)，所述第二钢制容器(122)内设有弹性防水膜(14)，所述第二钢制容器(122)和弹性防水膜(14)间充有惰性粉末(19)。
4.根据权利要求1所述的用于管廊内爆炸的防护系统，其特征在于，所述探测器(1)包含两个超压传感器(5)，两个超压传感器(5)沿管廊长度方向布置且布置方向相反。
5.根据权利要求1所述的用于管廊内爆炸的防护系统，其特征在于，所述水幕发生器(2)和粉末喷射器(3)间隔安装，所述水幕发生器(2)与所述粉末喷射器(3)之间的间距不大于50m。
6.一种用于管廊内爆炸的防护方法，其特征在于，由权利要求1所述的用于管廊内爆炸的防护系统执行，包括：
S1、在管廊顶板上安装探测器(1)与水幕发生器(2)，并在管廊竖墙上安装粉末喷射器(3)；
S2、管廊内发生爆炸时，探测器(1)对爆炸冲击波传播方向上最近的水幕发生器(2)和粉末喷射器(3)发射无线电磁信号；
S3、水幕发生器(2)和粉末喷射器(3)接收所述无线电磁信号，气体发生电启动器(10)加热气体生成物质(11)快速生成气体(17)，进而将水幕发生器(2)和粉末喷射器(3)内部的水(13)和惰性粉末(19)喷出。
7.根据权利要求6所述的用于管廊内爆炸的防护方法，其特征在于，S2中，探测器(1)中的识别模块(7)根据超压传感器(5)识别爆炸冲击波的传播方向，并通过无线电磁信号发射器(8)对爆炸冲击波传播方向上最近的水幕发生器(2)和粉末喷射器(3)发射无线电磁信号。
8.根据权利要求7所述的用于管廊内爆炸的防护方法，其特征在于，S2中，所述识别模块(7)的触发信号阈值根据需求进行设置。
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Cited By (1)
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| CN116105566A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种基于吸能材料的综合管廊燃气舱抑爆方法及装置 |
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2022
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Cited By (2)
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| CN116105566A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种基于吸能材料的综合管廊燃气舱抑爆方法及装置 |
| CN116105566B (zh) * | 2023-04-07 | 2023-06-16 | 中国矿业大学(北京) | 一种基于吸能材料的综合管廊燃气舱抑爆方法及装置 |
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