CN117357834A - 防爆轰火焰的机械式管道阻火器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆轰火焰的机械式管道阻火器，包括外壳、第一收缩腔室、第二收缩腔室和嵌套结构。外壳的第一端为进气口，外壳的第二端为出气口。第一收缩腔室横截面积较大的一端与外壳的内壁相连，第一收缩腔室横截面积较小的一端朝向出气口。第二收缩腔室横截面积较大的一端与外壳的内壁相连，第二收缩腔室横截面积较小的一端朝向进气口。嵌套结构位于第一收缩腔室与第二收缩腔室之间，包括内腔室和套设于内腔室外侧的外腔室。相比于现有技术，本发明的阻火器在阻火的同时，能够减小对管道正常工作的影响。

Description

防爆轰火焰的机械式管道阻火器

技术领域

本发明涉及工业阻火器技术领域，特别是涉及一种防爆轰火焰的机械式管道阻火器。

背景技术

传统的被动式工业阻火器通常主要由壳体和滤芯两部分组成。阻火器的滤芯可以将火焰分割成无数细小的火焰流，通过传热作用和器壁效应将其猝灭。滤芯常用的有金属网滤芯和波纹型滤芯两种，但无论选取哪一种，都会增加管道正向流通阻力。

主动式阻火器是在爆炸发生时，通过主动触发的方式阻隔火焰，一般是通过喷撒抑爆剂或关闭阀门的方式阻隔火焰。一旦触发主动式阻火器，管道工况必然无法稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种防爆轰火焰的机械式管道阻火器，在阻火的同时，减小对管道正常工作的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种防爆轰火焰的机械式管道阻火器，包括：

外壳，所述外壳的第一端为进气口，所述外壳的第二端为出气口；

第一收缩腔室，所述第一收缩腔室横截面积较大的一端与所述外壳的内壁相连，所述第一收缩腔室横截面积较小的一端朝向所述出气口；

嵌套结构，所述嵌套结构位于所述第一收缩腔室背离所述进气口的一侧；所述嵌套结构包括内腔室和套设于所述内腔室外侧的外腔室，所述内腔室与所述外腔室之间留有间隙；所述内腔室和所述外腔室均为收缩状，所述内腔室和所述外腔室横截面积较小的一端均朝向所述出气口；所述外腔室横截面积较大的一端与所述外壳的内壁相连，所述内腔室横截面积较大的一端与所述外壳留有间隙。

优选地，所述防爆轰火焰的机械式管道阻火器还包括第二收缩腔室，所述第二收缩腔室横截面积较大的一端与所述外壳的内壁相连，所述第二收缩腔室横截面积较小的一端朝向所述进气口；

所述嵌套结构位于所述第一收缩腔室与所述第二收缩腔室之间；所述第二收缩腔室横截面积较小的一端，与相邻的所述嵌套结构中所述外腔室横截面积较小的一端相连。

优选地，所述嵌套结构包括多组，在所述外壳内，多组所述嵌套结构沿所述外壳的轴线间隔分布。

优选地，所述第一收缩腔室横截面积较小的一端，伸入相邻所述内腔室横截面积较大的一端，以在两者之间形成内侧间隙；

除了连接所述第二收缩腔室的所述外腔室之外，所述外腔室横截面积较小的一端，伸入相邻所述嵌套结构中所述内腔室横截面积较大的一端，以在两者之间形成内侧间隙；

同一个所述嵌套结构中，所述内腔室与所述外腔室之间的间隙称为外侧间隙。

优选地，所述内侧间隙处安装有内侧阻火栅栏，所述外侧间隙处安装有外侧阻火栅栏。

优选地，所述外壳为圆柱状，所述第一收缩腔室、所述第二收缩腔室、所述内腔室、所述外腔室均为圆锥状，所述外壳、所述第一收缩腔室、所述第二收缩腔室、所述内腔室和所述外腔室共轴线。

优选地，所述第一收缩腔室、所述第二收缩腔室、所述内腔室、所述外腔室的锥度相同。

优选地，所述内腔室的母线与所述外壳的轴线的夹角为α，10°≤α≤75°。

优选地，在所述嵌套结构的纵截面上，所述内腔室与所述外腔室的距离为d₁；在所述嵌套结构的横截面上，所述内腔室与所述外腔室的距离为d₂；所述外壳的内径为d₄；d₁＜d₄/3，d₂＜d₄/3。

优选地，所述内腔室横截面积较小的一端的内径为d₃，0mm＜d₃≤d₄/2。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的阻火器能够消耗爆轰气体的动能，实现阻火的目的，从而提高安全性。该阻火器既不需要设置阀门并进行相应开关操作，也不需要喷撒抑爆剂，因而该阻火器的适应性更强，对助燃气体的正常流动的影响更小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例防爆轰火焰的机械式管道阻火器的纵截面示意图；

附图标记说明：1-第二收缩腔室；2-外侧间隙；3-外侧阻火栅栏；4-第二股爆轰气体转向位置；5-内侧阻火栅栏；6-内侧间隙；7-内腔室；8-外壳；9-连接法兰。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种防爆轰火焰的机械式管道阻火器，在阻火的同时，减小对管道正常工作的影响。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，本实施例提供一种防爆轰火焰的机械式管道阻火器(以下简称为阻火器)，包括外壳8、第一收缩腔室和嵌套结构。

外壳8的第一端为进气口，外壳8的第二端为出气口。助燃气体从进气口流入外壳8，从出气口流出外壳8。当产生爆轰时，爆轰气体从出气口倒灌入外壳8。第一收缩腔室横截面积较大的一端与外壳8的内壁相连，第一收缩腔室横截面积较小的一端朝向出气口。嵌套结构位于第一收缩腔室背离进气口的一侧，包括内腔室7和套设于内腔室7外侧的外腔室。内腔室7和外腔室均为收缩状，内腔室7和外腔室横截面积较小的一端均朝向出气口。外腔室横截面积较大的一端与外壳8的内壁相连，内腔室7横截面积较大的一端与外壳8留有间隙。内腔室7可以通过连接件固定在外壳8上，也可以通过连接件固定在外腔室上，内腔室7与外腔室之间应留有间隙。

本实施例阻火器的工作原理如下：

当未产生爆轰火焰时，阻火器只会起到渐缩管的作用，助燃气体从进气口流入外壳8，从出气口流出外壳8，阻火器不会对助燃气体增加太多额外的轴向阻力。

当产生爆轰火焰时，爆轰气体由出气口进入外壳8，流过第二收缩腔室1，到达嵌套结构。此时爆轰气体分为两股，第一股由内腔室7靠近出气口的一端进入内腔室7。第二股流过内腔室7与外腔室间的间隙，遇到另一嵌套结构(具体是另一嵌套结构的外腔室)或第一收缩腔室的阻碍，在阻碍作用下发生转向并消耗动能。之后，第二股爆轰气体由内腔室7靠近进气口的一端进入内腔室7。两股爆轰气体在内腔室7内侧交汇并形成涡流，再一次消耗爆轰气体的动能。同理，由进气口流入外壳8的助燃气体也会与爆轰气体交汇，从而消耗爆轰气体的动能。

综上，本实施例的阻火器能够消耗爆轰气体的动能，实现阻火的目的，从而提高安全性。该阻火器既不需要设置阀门并进行相应开关操作，也不需要喷撒抑爆剂，因而该阻火器的适应性更强，对助燃气体的正常流动的影响更小。

作为一种可能的示例，本实施例中，防爆轰火焰的机械式管道阻火器还包括第二收缩腔室1，第二收缩腔室1横截面积较大的一端与外壳8的内壁相连，第二收缩腔室1横截面积较小的一端朝向进气口。嵌套结构位于第一收缩腔室与第二收缩腔室1之间。第二收缩腔室1横截面积较小的一端，与相邻的嵌套结构中外腔室横截面积较小的一端相连。第二收缩腔室1可将爆轰气体导向外壳8的中心位置。

作为一种可能的示例，本实施例中，嵌套结构包括多组，在外壳8内，多组嵌套结构沿外壳8的轴线间隔分布。爆轰气体由出气口向进气口流动时，多组嵌套结构依次发挥作用，从而通过多次动能减弱，提高阻火器的阻火能力。

作为一种可能的示例，本实施例中，第一收缩腔室横截面积较小的一端，伸入相邻内腔室7横截面积较大的一端，以在两者之间形成内侧间隙6。

除了连接第二收缩腔室1的外腔室(图1中最右侧的外腔室)之外，其余外腔室横截面积较小的一端，伸入相邻嵌套结构中内腔室7横截面积较大的一端，以在两者之间形成内侧间隙6。

同一个嵌套结构中，内腔室7与外腔室之间的间隙称为外侧间隙2。

爆轰气体流经嵌套结构时，第一股爆轰气体流入内侧间隙6，第二股爆轰气体流入外侧间隙2。第二股爆轰气体在流出外侧间隙2后，在另一嵌套结构中外腔室的阻碍作用下，或在第一收缩腔室的阻碍作用下，经内侧间隙6进入内腔室7，此时第一股爆轰气体与第二股爆轰气体在内腔室7内侧交汇。设置内侧间隙6的目的是，将转向后的第二股爆轰气体送入内腔室7内更深的位置，以更好地抵消第一股爆轰气体的动能。

作为一种可能的示例，本实施例中，内侧间隙6处安装有内侧阻火栅栏5，外侧间隙2处安装有外侧阻火栅栏3。内侧阻火栅栏5和外侧阻火栅栏3均用于阻碍爆轰气体的流动，以消耗爆轰气体的动能。

作为一种可能的示例，本实施例中，外壳8为圆柱状，第一收缩腔室、第二收缩腔室1、内腔室7、外腔室均为圆锥状，外壳8、第一收缩腔室、第二收缩腔室1、内腔室7和外腔室共轴线。可以理解的是，除了上述形状外，本领域技术人员也可以根据实际需要的不同选择其它形状。例如外壳8为四棱柱状，第一收缩腔室、第二收缩腔室1、内腔室7、外腔室均为四棱锥状。

作为一种可能的示例，本实施例中，第一收缩腔室、第二收缩腔室1、内腔室7、外腔室的锥度相同。即，内侧间隙6为等宽间隙，外侧间隙2也为等宽间隙。

作为一种可能的示例，本实施例中，内腔室7的母线与外壳8的轴线的夹角为α，10°≤α≤75°。本实施例中，内腔室7各处厚度相等，其内壁和外壁的母线平行，故此处不做区分。同样的，本实施例中，外壳8、第一收缩腔室、第二收缩腔室1和外腔室也为各处厚度相等的均匀厚度结构。

作为一种可能的示例，本实施例中，外壳8的两端均设置有连接法兰9，以便于与相邻结构固定相连。

作为一种可能的示例，本实施例中，外壳8的长度不小于200mm。

作为一种可能的示例，本实施例中，在嵌套结构的纵截面上，内腔室7与外腔室的距离为d₁。在嵌套结构的横截面上，内腔室7与外腔室的距离为d₂。外壳8的内径为d₄。d₁＜d₄/3，d₂＜d₄/3。

作为一种可能的示例，本实施例中，内腔室7横截面积较小的一端的内径为d₃，0mm＜d₃≤d₄/2。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，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。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳的第一端为进气口，所述外壳的第二端为出气口；

第一收缩腔室，所述第一收缩腔室横截面积较大的一端与所述外壳的内壁相连，所述第一收缩腔室横截面积较小的一端朝向所述出气口；

嵌套结构，所述嵌套结构位于所述第一收缩腔室背离所述进气口的一侧；所述嵌套结构包括内腔室和套设于所述内腔室外侧的外腔室，所述内腔室与所述外腔室之间留有间隙；所述内腔室和所述外腔室均为收缩状，所述内腔室和所述外腔室横截面积较小的一端均朝向所述出气口；所述外腔室横截面积较大的一端与所述外壳的内壁相连，所述内腔室横截面积较大的一端与所述外壳留有间隙。

2.根据权利要求1所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，所述防爆轰火焰的机械式管道阻火器还包括第二收缩腔室，所述第二收缩腔室横截面积较大的一端与所述外壳的内壁相连，所述第二收缩腔室横截面积较小的一端朝向所述进气口；

所述嵌套结构位于所述第一收缩腔室与所述第二收缩腔室之间；所述第二收缩腔室横截面积较小的一端，与相邻的所述嵌套结构中所述外腔室横截面积较小的一端相连。

3.根据权利要求2所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，所述嵌套结构包括多组，在所述外壳内，多组所述嵌套结构沿所述外壳的轴线间隔分布。

4.根据权利要求3所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，所述第一收缩腔室横截面积较小的一端，伸入相邻所述内腔室横截面积较大的一端，以在两者之间形成内侧间隙；

除了连接所述第二收缩腔室的所述外腔室之外，所述外腔室横截面积较小的一端，伸入相邻所述嵌套结构中所述内腔室横截面积较大的一端，以在两者之间形成内侧间隙；

同一个所述嵌套结构中，所述内腔室与所述外腔室之间的间隙称为外侧间隙。

5.根据权利要求4所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，所述内侧间隙处安装有内侧阻火栅栏，所述外侧间隙处安装有外侧阻火栅栏。

6.根据权利要求5所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，所述外壳为圆柱状，所述第一收缩腔室、所述第二收缩腔室、所述内腔室、所述外腔室均为圆锥状，所述外壳、所述第一收缩腔室、所述第二收缩腔室、所述内腔室和所述外腔室共轴线。

7.根据权利要求6所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，所述第一收缩腔室、所述第二收缩腔室、所述内腔室、所述外腔室的锥度相同。

8.根据权利要求7所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，所述内腔室的母线与所述外壳的轴线的夹角为α，10°≤α≤75°。

9.根据权利要求7所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，

在所述嵌套结构的纵截面上，所述内腔室与所述外腔室的距离为d₁；在所述嵌套结构的横截面上，所述内腔室与所述外腔室的距离为d₂；所述外壳的内径为d₄；d₁＜d₄/3，d₂＜d₄/3。

10.根据权利要求7所述的防爆轰火焰的机械式管道阻火器，其特征在于，所述内腔室横截面积较小的一端的内径为d₃，0mm＜d₃≤d₄/2。