CN207229273U - 基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，包括依次连接的空气滤清器、增压器、中冷器、进气关断阀和进气总管，进气总管连接进气歧管，空气滤清器和增压器之间连接并联式进气支管系统，并联式进气支管系统包括第一支管和第二支管，第一支管设置第一单向阀，第二支管设置第二单向阀和阻火器；第一单向阀和第二单向阀的安装方向相反。本实用新型根据是否有火焰向外传播在正常工作模式和防爆工作模式下自动切换，增大充气效率和进气量。专门为可能产生爆炸性气体或粉尘的危险场所而设计的，可安全应用于石油、化工、制药、轻纺、军工、油漆、颜料、煤炭等工业部门及港口、铁路、货场、仓库等含有爆炸性混合物的场所进行作业。

Description

基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统

技术领域

本实用新型属于防爆柴油机技术领域，更具体的说，是涉及一种基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统。

背景技术

随着我国现代化煤矿业的发展，井下无轨胶轮车由于它无轨道的限制，具有适应性强、机动灵活性好、安全高效的特点，正在被越来越多的煤矿企业所应用。但矿井下作业空间相对比较封闭，含有甲烷等易燃易爆气体，如遇明火容易发生爆炸，相当危险，无轨胶轮车存在着成为潜在点燃源的危险。在石油化工场所、油库等爆炸性危险场所，存在着管道损坏气体泄漏的危险，当普通柴油车进入危险场所时，极有可能点燃并引爆周围的危险气体，酿成安全事故，所以要使用防爆要求的柴油车。

《矿用柴油机通用技术条件MT990-2006》规定在防爆胶轮车的进排气系统中需要加装阻火器，消除可能产生的火焰。

现阶段使用的阻火器主要有老式金属网阻火器、单层的颗粒网状结构阻火器、栅栏式阻火器、新式波纹管式阻火器以及蜂窝陶瓷芯体阻火器等。现有防爆柴油车的进气系统都是直接在进气系统中加装阻火器，在满足防爆要求的同时造成了进气流通面积减小，进气系统阻力增大，进气不畅，降低了发动机充量系数和减少了进气量，发动机燃烧恶化，造成热效率降低和有害气体排放增加。

目前防爆柴油车的进气系统研究多集中在进气阻火器的优化、新型阻火器结构的实用新型等进气阻火器阻力特性的研究，而对防爆柴油车新型进气系统提出较少。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，针对现有防爆柴油车进气系统流动阻力大的问题，提供一种基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，该进气系统根据进气系统是否有火焰向外传播在正常工作模式和防爆工作模式下自动切换，在无火焰爆燃情况下进气采用无阻火器的正常工作模式路径，一旦出现火焰则迅速自动切换到有阻火器的防爆工作路径。该系统具有较强的阻燃防爆功能，消除了在危险性气体场所工作的柴油车产生的安全隐患；在满足防爆要求的同时降低了传统防爆柴油车进气系统中阻火器带来的流动阻力，增大了充气效率和进气量，提高了发动机的有效热效率和降低了有害气体的排放。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，包括通过波纹管依次连接的空气滤清器、增压器、中冷器、进气关断阀和进气总管，所述进气总管连接有与气缸连接的进气歧管，所述空气滤清器和增压器之间连接有并联式进气支管系统，所述并联式进气支管系统包括并联设置的第一支管和第二支管，所述第一支管上设置有第一单向阀，所述第二支管上设置有第二单向阀和阻火器；所述第一单向阀和第二单向阀的安装方向相反，所述第一单向阀的进口端与空气滤清器相连接，所述第二单向阀的出口端与空气滤清器相连接，所述第二单向阀的进口端与阻火器相连接。

所述第一单向阀和第二单向阀均采用直通式气控单向阀。

所述阻火器为防爆平行板型阻火器，所述阻火器包括由左至右依次设置的左盖板、支撑底座和右盖板，形成一个腔室，所述腔室内设置有阻火器原件，所述左盖板和右盖板通过紧固螺栓连接，所述左盖板和右盖板外侧均设置有扩张腔，并分别设置法兰盘。

所述阻火器两侧分别设置与左盖板和右盖板连接的支架，所述支架为与发动机机体相连接且与左盖板、右盖板外表面配合的支板。

所述第一支管为进气系统内无火焰向外传播的正常工作模式路径，所述第二支管为进气系统有火焰向外传播的防爆工作模式路径；正常工作模式下，第一支管处于流通状态，第二支管处于闭合状态；防爆工作模式下，第一支管处于闭合状态，第二支管处于流通状态，火焰传播经过阻火器被熄灭。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本实用新型中采用并联式进气支管系统，包括并联设置的第一支管和第二支管，第一支管为进气系统内无火焰向外传播的正常工作模式路径，第二支管为进气系统有火焰向外传播的防爆工作模式路径，可以根据进气系统内是否存在火焰在正常工作模式和防爆工作模式下迅速自动切换。

(2)本实用新型并联式进气支管系统中第二支管上设置了阻火器，防爆工作模式下火焰传播经过阻火器被熄灭，具有较强的阻燃防爆功能，阻止火焰的传播，消除了在危险性气体场所工作的防爆柴油车产生的安全隐患；

(3)本实用新型在正常工作模式下发动机进气不经过进气阻火器，降低了传统防爆柴油车进气系统中阻火器带来的流动阻力，增大了进气量和提高了充气效率，提高了发动机的有效热效率和降低了有害气体的排放。

(4)本实用新型结构简单，便于拆卸，成本较低，达到了防爆要求，商业价值巨大，值得广泛推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中并联式进气支管系统的示意图；

图3是本实用新型中阻火器的结构示意图。

附图标记:1空气滤清器；2波纹管；3并联式进气支管系统；301第一支管；302第二支管；303第一单向阀；304第二单向阀；305阻火器；3051左盖板；3052右盖板；3053支撑底座；3054阻火器原件；3055紧固螺栓；3056扩张腔；3057法兰盘；4增压器；5中冷器；6进气关断阀；7进气总管；8进气歧管。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型的基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，包括通过波纹管2依次连接的空气滤清器1、增压器4、中冷器5、进气关断阀6和进气总管7，所述进气总管7连接有若干个进气歧管8，进气歧管8与气缸一一对应，所述空气滤清器1和增压器4之间连接有并联式进气支管系统3。

所述空气滤清器1主要是为了过滤发动机吸入空气中的灰尘等杂质，为防爆柴油机提供清洁的空气。所述并联式进气支管系统3与空气滤清器1通过波纹管2相连接，是防爆柴油车自动防爆并联式进气系统的主要部分，分为正常工作模式进气支管和防爆工作模式进气支管。所述增压器4的压气机与并联式进气支管系统3通过波纹管2相连接，增压器4的压气机将过滤后的空气进行压缩，增加了吸入空气的流速和压力，增大进气密度和进气量，满足发动机燃烧室燃烧对氧气量的需要，提高了发动机的燃烧效率、功率和充量系数，降低了有害气体的排放。所述中冷器5与增压器4的压气机通过波纹管2相连接，中冷器5采用空空中冷器，有效降低了增压后空气温度，提高了发动机充气效率，从而改善了发动机的动力性能和经济性能。所述进气关断阀6与中冷器5通过波纹管2相连接，正常工作状态下，进气关断阀6处于开启状态，新鲜空气经进气关断阀6流入气缸；当防爆柴油机出现异常现象而不能停止运转时，进气关断阀6切断柴油机进气，强迫防爆柴油机停止运转。发动机进气经进气总管7和进气歧管8流通到各个气缸内。

如图2所示，所述并联式进气支管系统3包括并联设置的第一支管301和第二支管302，所述第一支管301上设置有第一单向阀303，为进气系统内无火焰向外传播的正常工作模式路径；所述第二支管302上设置有第二单向阀304和阻火器305，为进气系统有火焰向外传播的防爆工作模式路径。所述第一单向阀303和第二单向阀304均采用直通式气控单向阀，具有气体单向流通的功能，所述第一单向阀303和第二单向阀304的安装方向相反。所述第一单向阀303的进口端与空气滤清器1通过波纹管2相连接，第一单向阀303的出口端与增压器4的压气机通过波纹管2相连接。所述第二单向阀304的出口端与空气滤清器1通过波纹管2相连接，所述第二单向阀304的进口端与阻火器305的出口端通过波纹管2相连接，所述阻火器305的进口端与增压器4的压气机通过波纹管2相连接。

并联式进气支管系统3是自动防爆进气系统的主要部分，存在两种工作模式：(1)进气系统内无火焰时采用正常工作模式，第一支管301处于流通状态，第二支管302处于闭合状态。当P1点压力大于P2点压力时，第一单向阀303开启，第一支管301处于流通状态，当P1点压力小于P2点压力，第一单向阀303关闭，第一支管301不流通气体。(2)进气系统内存在火焰向外界环境传播时采用防爆工作模式，第一支管301处于闭合状态，第二支管302处于流通状态，火焰传播经过阻火器305被熄灭。当P4点压力大于P5点压力时，第二单向阀304开启，第二支管302处于流通状态，当P4点压力小于P5点压力，第二单向阀304关闭，第二支管302不流通气体。根据进气系统内是否有火焰向外传播可在这两种工作模式下迅速自动切换，实现防爆功能。

正常工作模式：发动机在正常工作模式下，气体流通过程如图2中实线箭头所示。发动机进气过程中，P0点压力大于P3点压力，气体通过并联式进气支管系统3时分为两路，第一路通过并联式进气支管系统3的第一支管301，此时P1点的压力大于P2点的压力，第一单向阀303开启，进气经过并联式进气支管系统3的第一支管301进入到增压器4的压气机中；第二路通过并联式进气支管系统3的第二支管302，此时P5点的压力大于P4点的压力，第二单向阀304处于闭合状态，第二支管302中不流通气体。正常工作模式下，发动机进气经过空气滤清器1进入并联式进气支管系统3的第一支管301，通过第一单向阀303后到增压器4的压气机中，经压气机压缩气体后进入中冷器5降低进气温度，通过进气关断阀6进入进气总管7，再经过进气歧管8流入各个气缸内。在正常工作模式下发动机进气不经过进气阻火器305，减少了气体的流动阻力损失，增大了进气量，提高了发动机充量系数，提高了发动机的热效率和降低了有害气体的排放。

防爆工作模式：发动机在防爆工作模式下，气体流通过程如图2中虚线箭头所示。当发动机进气系统中出现爆燃火焰时，此时P3点的压力高于P0点的压力，第一支管301中第一单向阀303在火焰冲击波的作用下，P2点压力高于P1点压力，第一单向阀303关闭，第一支管301处于关闭状态，防爆柴油机自动切换到防爆进气系统路径来阻止火焰传播，第二支管302中P4点压力高于P3点压力，第二单向阀304处于开启状态，第二支管302为流通状态，由于阻火器305的壁面效应和淬熄作用，阻火器305熄灭了流通气体中的火焰，经第二单向阀304释放压力，避免了火焰传播到环境中带来的爆炸事故。

如图3所示，所述阻火器305采用防爆平行板型阻火器，可以防止防爆柴油机进气管路内可能产生的火焰直接通向大气，火焰通过阻火器305时被熄灭，不至引起燃烧或爆炸。所述阻火器305包括由左至右依次设置的左盖板3051、支撑底座3053和右盖板3052，形成一个腔室，所述腔室内设置有阻火器原件3054，所述左盖板3051和右盖板3052通过紧固螺栓3055扣合连接，所述左盖板3051和右盖板3052外侧均设置有扩张腔3056，并分别设置法兰盘3057。所述阻火器305两侧分别设置与左盖板3051和右盖板3052连接的支架，所述支架为与发动机机体相连接且与左盖板3051、右盖板3052外表面配合的支板。

所述阻火器原件3054放置于左盖板3051和右盖板3052之间的支撑底座3053上，并通过紧固螺栓3055把左盖板3051和右盖板3052锁紧固定。扩张腔3056减小了阻火器305内部的气体流通阻力，阻火器305通过法兰盘3057与波纹管2相连接。阻火器305框架隔爆接合面宽度不小于25mm，阻火器305栅栏板的厚度应不小于1cm，平面度不大于0.15mm，气流方向的宽度不小于50mm，相邻两栅栏板之间的间隙不大于0.5mm。

尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (5)

1.基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，包括通过波纹管(2)依次连接的空气滤清器(1)、增压器(4)、中冷器(5)、进气关断阀(6)和进气总管(7)，所述进气总管(7)连接有与气缸连接的进气歧管(8)，其特征在于，所述空气滤清器(1)和增压器(4)之间连接有并联式进气支管系统(3)，所述并联式进气支管系统(3)包括并联设置的第一支管(301)和第二支管(302)，所述第一支管(301)上设置有第一单向阀(303)，所述第二支管(302)上设置有第二单向阀(304)和阻火器(305)；所述第一单向阀(303)和第二单向阀(304)的安装方向相反，所述第一单向阀(303)的进口端与空气滤清器(1)相连接，所述第二单向阀(304)的出口端与空气滤清器(1)相连接，所述第二单向阀(304)的进口端与阻火器(305)相连接。

2.根据权利要求1所述的基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，其特征在于，所述第一单向阀(303)和第二单向阀(304)均采用直通式气控单向阀。

3.根据权利要求1所述的基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，其特征在于，所述阻火器(305)为防爆平行板型阻火器，所述阻火器(305)包括由左至右依次设置的左盖板(3051)、支撑底座(3053)和右盖板(3052)，形成一个腔室，所述腔室内设置有阻火器原件(3054)，所述左盖板(3051)和右盖板(3052)通过紧固螺栓(3055)连接，所述左盖板(3051)和右盖板(3052)外侧均设置有扩张腔(3056)，并分别设置法兰盘(3057)。

4.根据权利要求1所述的基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，其特征在于，所述阻火器(305)两侧分别设置与左盖板(3051)和右盖板(3052)连接的支架，所述支架为与发动机机体相连接且与左盖板(3051)、右盖板(3052)外表面配合的支板。

5.根据权利要求1所述的基于防爆柴油车的自动防爆并联式进气系统，其特征在于，所述第一支管(301)为进气系统内无火焰向外传播的正常工作模式路径，所述第二支管(302)为进气系统有火焰向外传播的防爆工作模式路径；正常工作模式下，第一支管(301)处于流通状态，第二支管(302)处于闭合状态；防爆工作模式下，第一支管(301)处于闭合状态，第二支管(302)处于流通状态，火焰传播经过阻火器(305)被熄灭。