CN208081684U - 阻火器、阻火器的火焰单元 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种阻火器、阻火器的火焰单元。阻火器的火焰单元可以包括第一材料的本体，本体具有第一端、第二端和形成在本体中并从本体的第一端延伸到第二端的多个通道。火焰单元还可以包括耦接到本体的第二材料的元件，第二材料与第一材料不同。元件可以被配置为从流过多个通道的流体中吸走热量。

Description

阻火器、阻火器的火焰单元
技术领域
概况地，本公开内容涉及火焰单元，更具体而言，涉及制造由至少两种不同材料制成的火焰单元的方法。
背景技术
阻火器可用于包含易燃蒸汽的应用中(例如化学、精炼、石油化工、上游石油和天然气、垃圾填埋场、沼气应用等)，以防止易燃蒸汽被潜在的可能导致火灾、爆燃和/或爆炸的点火源(例如，火炬、火焰、放热化学反应、失效的压缩机轴承等)点燃。阻火器可以例如安装在燃料源(例如，一个或多个储罐)和点火源(例如，火炬、火焰)之间的管道中，并且阻火器包括实现流体流动通过的流动路径，但是同时，当流体试图流动通过这些流动路径时，将从火焰前沿(也可以称为火焰)去除热量。因此，阻火器防止火焰前端到达燃料源，从而防止燃料源的点燃，进而防止可以由于这种点燃而导致的伤害、环境问题和/或对设备和设施的损坏。
对于常规的制造方法、阻燃器(例如图1A和图1B所示的元件组件的阻火器100)包括一个或多个火焰单元104，其被安装(例如，被焊接的环或横梁焊接、捕获)在壳体108中，并且具有用于从试图流过其中的火焰前端移除热量的多个窄的线性火焰通道112的特征，如上所述。如图1B所示，每个火焰单元104采用卷绕的金属带的多个层116，其缠绕在芯120上并且限定或创建多个三角形形状的开口124，这些开口124进而限定或创建线性火焰路径112。在一些情况下，例如，当阻火器100包括多个火焰单元104时，如图1A和1B中的情况(其描绘了四个火焰单元104)，必须在每对相邻的火焰单元104之间的壳体104内安装一张延展金属或焰板(screen)128，以便在火焰前端行进通过阻火器100时创建确保足够的热量去除的一定水平的湍流。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提出了阻火器、阻火器的火焰单元，从而能够以更有效的方式从火焰前端去除热量。
根据本实用新型的第一示例性方面，提供了一种阻火器。所述阻火器可以包括适于被设置在流体通例内的壳体。所述壳体可以具有入口、出口和连接所述入口和所述出口的流体流动路径。所述阻火器可以包括被设置在所述壳体的所述流体流动路径内的火焰单元。所述火焰单元可以包括具有第一端、第二端、外表面和内芯的第一材料的本体。所述内芯可以具有从所述本体的所述第一端延伸到所述第二端的多个通道。所述火焰单元可以包括被设置为与所述本体相邻的第二材料的元件。所述第二材料可以与所述第一材料不同，并且所述元件可以被配置为将从流过所述多个通道的流体中吸走热量。
根据本实用新型的第二示例性方面，提供了一种阻火器的火焰单元。火焰单元可以包括第一材料的本体，所述本体具有第一端、第二端和形成在所述本体中并且从所述本体的第一端延伸到第二端的多个通道。所述火焰单元还可以包括耦接到所述本体的第二材料的元件，所述第二材料与所述第一材料不同。所述元件可以被配置为从流过所述多个通道的流体中吸走热量。
根据本实用新型的第三示例性方面，提供了一种定制制造阻火器的方法。所述方法可以包括提供具有内表面和外表面的壳体。所述壳体的外表面可以成形为适配在流体通路内。所述方法还可以包括使用添加制造技术，通过以预定图案将第一材料沉积到所述壳体的内表面上来形成三维格状结构。所述格状结构可以包括多个连接的格状构件，所述多个连接的格状构件形成从所述三维格状结构的第一端延伸到第二端的通道。此外，所述方法可以包括提供与所述三维格状结构相邻的第二材料的元件。所述第二材料可以不同于所述第一材料，并且所述元件可以被配置为从流过所述多个通道的流体中吸走热量。
根据本实用新型的第四示例性方面，可以提供一种制造阻火器的火焰单元的方法。所述方法可以包括使用添加制造技术来形成第一材料的三维格状结构。所述三维格状结构可以包括多个连接的格状构件，所述多个连接的格状构件限定从所述三维格状结构的第一端延伸到所述三维格状结构的第二端的多个通道。所述方法还可以包括提供从所述三维格状结构的所述第一端延伸到所述三维格状结构的所述第二端的元件。所述元件可以是与所述第一材料不同的第二材料。此外，所述方法可以包括将所述元件耦接到所述三维格状结构。所述元件可以被配置为从流过所述多个通道的流体中吸走热量。
进一步根据前述第一、第二、第三和第四示例性方面中的任何一个或多个，火焰单元、阻火器、制造阻火器的方法和/或制造火焰单元的方法可以包括以下进一步优选形式中的任何一种或多种。
在一个优选形式中，槽可以形成在本体的内芯内。元件可以是设置在所述内芯的所述槽内的插入件。
在另一优选形式中，所述本体还可以包括限定格状结构的所述第一材料的多个层。所述元件可以设置在所述多个层中的一个层上，使得所述多个层中的所述一个层与所述第二材料相邻设置。
在另一优选形式中，所述元件可以与本体一体地形成。
在另一优选形式中，所述本体还可包括限定格状结构的所述第一材料的多个层。所述本体的所述格状结构可以通过添加制造技术来与所述元件一体地形成。
在另一优选形式中，所述本体和所述壳体可以由所述第一材料一体地形成。
在另一优选形式中，多个槽可以形成在所述本体中。所述多个槽中的每一个槽可以包括位于所述本体的内芯内的端部。所述元件可以包括多个插入件，其中，每个插入件具有设置在所述槽的所述端部内的第一端和位于所述本体的所述外表面外部的第二端。
在另一优选实施例中，通过将第二材料的层沉积到第一材料的层上，可以将所述元件耦接到所述本体。
在另一优选实施例中，槽可以形成在所述本体中并且尺寸适于接收所述元件。所述元件可以通过将所述元件插入到所述槽中而耦接到所述本体。
在另一优选形式中，形成所述三维格状结构的步骤还包括在所述三维格状结构内形成腔体。提供所述第二材料的所述元件的步骤可以包括将所述元件插入到腔体中。
在另一优选形式中，形成所述三维格状结构的步骤可以包括在所述三维格状结构中形成槽。提供所述元件的步骤可以包括将所述元件插入所述槽内，使得所述元件延伸穿过所述壳体的所述外表面。
在另一优选形式中，形成所述三维格状结构的步骤可以包括在所述三维格状结构中形成多个槽。提供所述元件的步骤可以包括形成多个插入件并将所述多个插入件中的每一个插入件放置到所述多个槽中的相应一个槽中。每个所述插入件可以延伸穿过所述外壳的所述外表面。
在另一优选形式中，提供所述壳体的步骤可以包括通过添加制造技术，使用与所述第一材料不同的第三材料来形成所述壳体。
在另一优选形式中，提供所述壳体的步骤可以包括通过所述添加制造技术，一体地形成所述壳体和所述第一材料的所述三维格状结构。
在另一优选形式中，形成所述三维格状结构的步骤可以包括在所述三维格状结构内形成腔体。耦接所述元件的步骤可以包括将所述元件插入到所述三维格状结构的所述腔体中。
在另一优选形式中，形成所述三维格状结构的步骤包括在所述三维格状结构中形成多个槽，其中，所述多个槽中的每一个槽从所述三维格状结构的所述第一端延伸到所述第二端。提供所述元件的步骤可以包括使用所述添加制造技术来形成多个插入件，并且耦接所述元件的步骤包括将所述多个插入件沉积到所述多个槽中的相应的一个槽中。
相较于常规制造的阻火器，通过本实用新型的技术方案需要较少的维护。另外，本实用新型通过独特和复杂的流动路径实现或诱导湍流并且实现从火焰前端到阻火器的几乎连续(或至少增加的)热传递。
附图说明
被认为是新颖的本实用新型的特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考结合附图的以下描述可以最好地理解本实用新型，其中，相同的附图标记在几个图中标识相同的元件，其中：
图1A是常规阻火器组件的横截面视图；
图1B是图1A的常规阻火器组件的一部分的透视图；
图2是根据本公开内容的教导的用于制造阻火器的过程或方法的一个示例的示意图；
图3A是根据图2的过程制造的并且包括具有十字形的横截面形状的通道的火焰单元的一个示例的端视图；
图3B是根据图2的过程制造的并且包括具有六边形横截面形状的通道的火焰单元的一个示例的端视图；
图3C是根据图2的过程制造的并且包括具有八边形横截面形状的通道的火焰单元的一个示例的端视图；
图3D是根据图2的过程制造的并且包括具有圆形横截面形状的通道的火焰单元的一个示例的端视图；
图3E是根据图2的过程制造的并且包括具有圆形横截面形状的通道的火焰单元的另一示例的端视图；
图3F是根据图2的过程制造的并且包括具有不规则形状横截面的通道的火焰单元的一个示例的端视图；
图3G是根据图2的过程制造的并且包括具有不规则形状横截面的通道的火焰单元的另一示例的端视图；
图3H是根据图2的过程制造的并包括具有三角形横截面形状以及以交替图案布置的通道的火焰单元的一个示例的端视图；
图4A是根据图2的过程制造的并限定复杂流动路径的第一示例的火焰单元的透视图；
图4B是根据图2的过程制造的并限定复杂流动路径的第二示例的火焰单元的透视图；
图4C是根据图2的过程制造的并限定复杂流动路径的第三示例的火焰单元的透视图；
图4D是根据图2的过程制造的并限定复杂流动路径的第四示例的火焰单元的透视图；以及
图5是根据图2的过程制造的并包括多个弯曲通道的火焰单元的横截视图。
图6是根据本公开内容的教导构造的阻火器的第一示例的横截面视图；
图7是图6的阻火器的火焰单元的分解图；
图8是包括图7的火焰单元的图6的阻火器的透视图；
图9是根据本公开内容的教导制造的火焰单元体的格状结构的示例性布置；
图10是根据本公开内容的教导制造的阻火器和具有图9的格状结构布置的火焰单元的第二示例；
图11是根据本公开内容的教导的用于制造混合复合阻火器的过程或方法的一个示例的示意图；以及
图12是根据本公开内容的教导构造的火焰单元的第三示例的正视图。
具体实施方式
本公开内容总体上涉及一种制造阻火器的方法，其以更有效的方式从火焰前端去除热量，并且比常规制造的阻火器(例如阻火器100)需要较少的维护。本文所述的方法利用诸如添加制造的切削刃制造技术，以实现阻火器的定制制造，以及阻火器(例如，一个或多个火焰单元)的各种部件，使得许多不同的独特和复杂的流动路径(例如，非线性流动路径)，可以开发并结合到所得的阻火器中，代替常规阻火器中使用的标准线性流动路径，这取决于给定的应用。独特和复杂的流动路径实现或诱导湍流并且实现从火焰前端到阻火器的几乎连续(或至少增加的)热传递，使得根据本文所述的制造方法生产的阻火器表示对已知阻火器的改进。
有利的是，这些独特且复杂的流动路径也消除了对焰板或延展金属的需要，常规阻火器中有时需要焰板或延展金属以实现湍流，但是不期望地导致跨越阻火器的大的压降，并且可能在一些情况下，堵塞火焰单元。换而言之，本文所述的方法可以生产引起比常规阻火器更大程度的湍流的阻火器，而不产生由湍流诱导焰板或延展金属而引起的负面影响(即，由于堵塞导致的大的压降和增加的维护)。在一些情况下，本文所述的方法还可以减少在给定的阻火器中需要使用的火焰单元的数量，使得需要较少的材料，从而降低阻火器的重量和/或制造成本。这还具有实现更短的阻火器(使用较少的火焰单元)的潜在益处，这进而将减少阻火器内的压降。
图2是根据本公开内容的教导的方法或过程200的示例的图。图2中示意性地描绘的方法或过程200是定制制造阻火器(在本文中也称为阻火器组件)的方法或过程。如上所述的常规阻火器(例如，阻火器100)，根据方法或过程200制造的阻火器被配置为从火焰前端去除热量，从而防止(例如，熄灭)火焰从其中传播，但是如上所述，以更有效并且需要较少维护的方式进行。
更具体地，方法200包括使用添加制造技术创建定制的火焰单元的动作204。添加制造技术可以是通过在材料上添加连续的材料层来构建三维物体的任何添加制造技术或过程。添加制造技术可以由任何适当的机器或机器的组合来执行。添加制造技术通常可以包括或使用计算机、三维建模软件(例如，计算机辅助设计、或CAD软件)、机器设备和分层材料。一旦生产了CAD模型，机器设备可以从CAD文件和层中读取数据，或者以层叠方式添加液体、粉末、片材的连续层(例如)以制造三维物体。添加制造技术可以包括任意几种技术或过程，诸如，举例来说，立体光刻(“SLA”)过程、熔融沉积建模(“FDM”)过程、多喷射建模(“MJM”)过程、选择性激光烧结(“SLS”)过程、电子束添加制造过程和电弧焊添加制造过程。在一些实施例中，添加制造过程可以包括定向能量激光沉积过程。这种定向能量激光沉积过程可以由具有定向能量激光沉积能力的多轴计算机数控(“CNC”)车床执行。
因此，创建定制的火焰单元的动作204通常包括形成本体并且在本体中形成一个或多个通道。本体可以由一种或多种适当的材料(诸如，举例来说，不锈钢、铝、各种合金(例如，高镍合金))制成，并且由于是可定制的，可以是任意数量的不同形状和/或大小。一个或多个通道通常限定流动路径，其被构造成将热量从传播通过流动路径的火焰前沿传递到本体。
通常在火焰单元的相对端之间延伸的一个或多个通道由于是可定制的可以具有任意数量的不同尺寸和/或形状的横截面，和/或以任意数量的不同模式或排列布置。一般而言，一个或多个通道中的每一个通道将具有不限于三角形的横截面形状。作为示例，图3A例示了具有十字形横截面形状的通道300，图3B例示了具有六边形横截面形状的通道300，图3C例示了具有八边形横截面形状的通道300，图3D和3E各自例示了具有圆形横截面形状的通道300，图3F和3G各自例示了具有不规则形状横截面的通道300。替代地，每个通道300可以具有三角形横截面形状，其中，这些通道300以图3H所例示的交替图案布置。其它横截面形状也是可能的。还将理解，一个或多个通道可以具有与一个或多个其它通道不同的形状和/或尺寸，如例如图3D所示，其中所有通道300具有圆形形状的横截面但是一些通道300的直径比其它通道300的直径大。
如上所述，添加制造技术用于定制制造火焰单元的用途允许形成一个或多个通道以便限定独特且复杂的(例如非线性或弯曲的)流动路径，而不是在常规阻火器中使用的标准线性流动路径。这通常通过或经由以下方式来完成：(i)一个或多个通道的独特且复杂的形状，(ii)围绕沿着火焰单元的中心线延伸的或者平行于火焰单元的中心线的轴线旋转一个或多个通道，和/或(iii)随着通道延伸穿过火焰单元，改变一个或多个通道相对于中心线的位置，使得一个或多个通道随着通道延伸穿过火焰单元而离开和/或朝着中心线移动。
通道的各个部分进而可以相对于轴线以不同的角度定向。作为示例，通道中的一个的第一部分可以相对于轴线以第一角度定向，而该通道的第二部分可以相对于轴线以第二角度定向，第二角度大于或小于第一个角度。在一些情况下，通道的一个或多个部分或部件可以相对于火焰单元的轴线大致垂直或完全垂直。此外，虽然本文未示出，但是不同的通道可以相对于彼此旋转和/或朝彼此汇聚或分开。
图4A例示了具有由具有图3A中例示的十字形横截面形状的一个或多个通道408(在这种情况下为一个通道408)限定或形成的独特或复杂的流动路径404的火焰单元400中的一个示例。如图所例示，通道408在火焰单元400的第一端412和与第一端408相对的火焰单元400的第二端416之间延伸。
图4B例示了具有通过围绕火焰单元420的中心轴线432旋转一个或多个通道428(在这种情况下为一个通道428)而形成的非线性或弯曲的流动路径424的火焰单元420的一个示例。图4B中所描绘的通道428具有圆形形状的横截面。如图所例示，通道428在火焰单元420的相对端436处在轴线432上或者围绕轴线432居中，但是在端部436之间绕轴线432旋转(例如，螺旋状地缠绕)，使得非线性流动路径400呈螺旋形。
图4C例示了具有通过围绕火焰单元440的中心轴线452旋转一个或多个通道448(在这种情况下为一个通道448)而形成的非线性或弯曲流动路径444的火焰单元440的另一示例。图4C中描绘的通道448具有十字形形状的横截面。如图所例示，通道448在火焰单元440的相对端部456处在轴线452上或围绕轴线452居中，但是在端部456之间围绕轴线452旋转。
图4D例示了通过围绕火焰单元480的中心轴线492改变一个或多个通道488(在这种情况下为一个通道488)的位置而形成的具有非线性或弯曲流动路径484的火焰单元480的一个示例。图4D所描绘的通道488具有大致矩形形状的横截面。如图所例示，通道488在火焰单元480的相对端部496处在中心轴线492上或围绕中心轴线492居中，但是具有越来越远离中心轴线492延伸的两个部分498A和越来越朝向中心轴线492延伸的两个部分498B，使得流动路径484呈之字形通过火焰单元480。
应当理解，根据给定的应用，火焰单元可以包括其它独特且复杂的流动路径。在一些情况下，独特且复杂的流动路径可以部分地包括线性或直线部分，其余部分是弯曲的或非线性的。
在一些情况下，创建定制火焰单元的动作204可选地包括在火焰单元的本体中形成空隙，并且在空隙内布置传感器。传感器可以例如是温度、照片、红外线、压力或其它类型的传感器。传感器进而可以通信地连接(通过有线连接或无线连接)到控制器，从而允许控制器和/或用户远程监控火焰单元，而不必关闭使用火焰单元的系统。这允许控制器和/或用户例如远程监控或检测火焰单元内的温度(例如，本体的温度、火焰前端的温度)或压力以及其它参数和数据(根据需要)。
方法或过程200还包括为火焰单元提供壳体的动作208。壳体通常包括被布置成耦接到使用阻火器的管道的上游部件的入口，以及被布置成耦接到管道的下游部件的出口。壳体还包括尺寸适于接收火焰单元的腔室或腔体，以及用于将火焰单元牢固地保持在壳体内的附加部件。
在一些情况下，提供用于火焰单元的壳体的动作208可以包含在执行动作204之前、之后或在使用常规制造技术来制造壳体的同时。然而，在其它情况下，提供用于火焰单元的壳体的动作208可以包含使用上述添加制造技术中的一种来创建壳体。可以使用与火焰单元的不同的添加制造技术或使用与火焰单元相同的添加制造技术来创建壳体。在任一情况下，可以在创建火焰单元之前、之后或同时创建壳体。
方法或过程200还包括将所创建的火焰单元牢固地布置在所提供的壳体内的动作212，从而形成阻火器。在某些情况下，例如，当使用常规技术来制造外壳时，所创建的火焰单元可以使用螺栓或任何其它已知的适当方式固定在壳体内。在其它情况下，例如，当使用用于制造火焰单元的相同添加制造技术制造壳体时，可以通过将火焰单元打印到壳体上(使用添加制造)而将火焰单元固定在壳体内，从而形成一体的单体式阻火器。
应当理解，动作204、208和/或212可以执行任意数量的不同次数。在一些情况下，可以多次执行动作204，以便创建用于单个壳体中的多个(例如，两个、三个、四个等等)火焰单元。有利的是，因为火焰单元会比传统的阻火器实现更大程度的湍流，所以火焰单元可以布置在壳体内，彼此相邻，而不必在其间布置焰板或延展金属，如在一些常规阻火器中的情况。在其它情况下，动作204可以被执行多次(例如，两次、三次、四次等)，同时动作208和212也被执行多次，以便创建多个阻火器，每个具有单个火焰单元。
图5例示了使用方法或过程200定制制造的火焰单元500的另一示例。火焰单元500具有大致圆柱形的本体504和在本体504中形成或限定的多个通道508。每个通道508具有圆形形状的横截面并且在火焰单元500的第一端512和与第一端512相对的火焰单元500的第二端516之间延伸。如图所例示，每个通道508在第一和第二端512、516之间弯曲，使得通道508限定弯曲或非线性的流动路径。如上所述，这种弯曲或非线性的流动路径有利地实现或诱导湍流，以便当流体流动通过火焰单元500时确保从火焰前端到火焰单元500的足够的热传递。火焰单元500还包括在制造期间在本体504中形成或限定并且尺寸适于接收传感器524(例如，温度、照片、红外线、压力或其它类型的传感器)的空隙520。尽管本文中未描绘，但是传感器524可以通信地连接(通过有线连接或无线连接)到控制器，从而允许控制器和/或用户远程监控火焰单元500而不必关闭使用火焰单元500的系统。
除了上述与使用添加制造技术制造火焰单元和阻火器相关联的益处之外，本文所述的方法还允许制造混合复合火焰单元和混合复合阻火器，其可以具有改进的效率和可能比现有的火焰单元和阻火器更具成本效益。例如，混合复合火焰单元可以具有如上所述的第一材料的本体和具有比用于形成火焰单元的本体的材料更好(即，增加的)导热性能的第二材料的元件。如下所述，第二材料的元件可以将来自流体流的热量从火焰单元的本体的内芯传递到火焰单元外部的位置。附加地或替代地，元件的第二材料可以通过具有比第一材料提高的耐腐蚀性和耐化学性来增加火焰单元寿命。
图6是与图1A中的阻火器100类似地位于管道中的元件组件602的混合复合阻火器600的示例。元件组件602包括阻火器600，其包括设置在壳体608内的混合复合火焰单元604。壳体608适于设置在诸如管道的流体通路内，并且通过横梁606附接到通路。壳体608包括通过流体流动路径620连接的入口612和出口616。火焰单元604被设置在壳体608的流体流动路径620内，这可以通过将火焰单元604安装(例如，焊接)在壳体608中来完成，或者通过依据上述讨论并且将在下面更详细地描述的任何添加制造技术与壳体608一体地形成火焰单元604来完成。壳体608设置在元件组件602的第一元件端部621与第二元件端部622之间。
在图6-8所例示的示例中，火焰单元604包括第一材料的本体624和第二材料的元件628。火焰单元604的本体624包括相对的第一和第二端632、636、外表面640和内芯644。被外表面640包围的内芯644具有从本体624的第一端632延伸到第二端636的多个通道648。如图6最佳地所例示，多个通道648是线性的，并且如图8中最佳所示，该多个通道具有圆形形状的横截面650或部分圆形形状的横截面652。外表面640可以是平滑的外层，其向多个通道648提供有壁的外壳，如图7所例示。在另一示例中，外表面640可以是不均匀的并且不具有有壁的外壳，因此可以暴露一些通道648。在火焰单元604的其它示例中，多个通道648可以具有任意数量的不同尺寸和/或形状的横截面，和/或以任意数量的不同图案或阵列来布置，例如如图3A-3H所示。多个通道648可以限定图4A和图5中所例示的任何独特和复杂(例如，非线性)的流动路径。
元件628在界面656处耦接到本体624，使得元件628的第二材料与本体624的第一材料相邻设置，如图6和图7所示。元件628的第二材料不同于本体624的第一材料，并且被配置成从流过多个通道648的流体吸走热量。在混合复合火焰单元604中如此配置，本体624的第一材料与火焰前端接触，而元件628的第二材料与第一材料直接相邻。可以具有比第一材料更高的导热性的第二材料可以增强从本体624的内芯644到大气或其它安全位置的热传递。第二材料可以另外地或替代地具有与导热性、耐腐蚀性、耐化学性等相关的不同性质，以改善燃烧等级，降低重量并降低阻火器的压降。作为示例，第二材料可以比第一材料更耐腐蚀。第一材料可以是例如不锈钢、铝、各种合金(例如，高镍合金)和/或一种或多种其它适当的材料。第二材料与第一材料不同，并且可以是例如铜、铜合金、铝、奥氏体不锈钢、高镍合金和其它外来合金(例如铍、铱、与其它具有高导热系数值的材料合金的钨元素)。
图6-8的示例中的元件628包括或采取从火焰单元604的第一端632延伸到第二端636的多个矩形插入件660的形式。多个插入件660中的每一个可以插入形成在本体624中的多个槽664中的相应的一个。如图7最佳所示，每个槽664包括位于本体624的内芯644内的端部666，并且延伸穿过内芯644，终止于本体624的外表面640。每个插入件660包括设置在槽664的端部666内的第一端670和位于本体624的外表面640外部的第二端674。当定位在如图8所示的槽664中时，插入件660可以增强将热量从火焰单元604的内芯644吸取到火焰单元604外部的位置(例如，大气)的过程。在火焰单元604的另一示例中，本体624可以包括尺寸适于接收单个元件628的单个槽664。本体624可以替代地包括多个不同形状的槽664，其尺寸适于接收一个或多个不同形状的元件628。例如，如上所述，本体624可以根据阻火器600被安装的环境具有独特的形状。元件628的每个插入件660可以具有与图6-8所例示的插入件660的矩形横截面不同的横截面，诸如，举例来说，三角形、圆形或不规则形状的横截面。
在图7中，元件628通过在由箭头678所示的方向上将每个插入件660插入到形成在本体624中的多个槽664中的相应的一个中来耦接到火焰单元604的本体624。在该示例中，插入件660和本体624通过常规方式、通过任何添加制造技术和/或通过两者单独制造，然后耦接(例如，组装)部件以形成火焰单元604。在下面描述的其它示例中，元件628可以通过任何添加制造技术耦接到本体624(例如，与本体624一体地形成)。如下所述，元件628可以耦接到本体624的外表面640，或者可以完全设置在本体624的外表面640内。在其它示例中，可以通过将元件628直接附接到本体624的外表面640来将元件628耦接到本体624。
图8例示了当耦接到火焰单元604的本体624时的壳体608。如图所示，插入件660穿过壳体608和本体624的外表面640，并且每个插入件660的至少一部分在界面656处设置在内芯644内。如图7和图8所例示，插入件660通常在平行于火焰单元604的纵向轴线的方向上在火焰单元604的相对的第一和第二端632、636之间延伸。壳体608可以通过常规方法(例如，焊接)耦接到本体624，或者壳体608可以通过任何添加制造技术与火焰单元604的本体624一体地形成而耦接。
图8所例示的阻火器600可以使用不同的方法或过程(包括任何添加制造技术)和/或在元件628、本体624和壳体608各自分开制造之后组装它们来创建。阻火器600的一个或多个部件可以使用任何添加制造技术来一体地形成。例如并且如上面关于图1-5所描述，火焰单元604的本体624可以使用添加制造技术通过以图案化地沉积第一材料的多层以形成由连接的格状构件制成的格状结构来形成。元件628可以以类似的方式设置在第一材料的一个或多个层上，使得第一材料在界面处与元件628的第二材料相邻。
图9例示了可以使用添加制造技术形成的火焰单元体的阵列900的正视图的示例。阵列900包括第一材料的多个连接的格状构件902。每个阵列900可以以图案化布置沉积，在这种情况下，其为方形四叶草布置。连接的格状构件902限定多个开口908，并且还将开口908与腔体912分离。通过挤出阵列900，例如通过使用添加制造技术沉积多个层，三维格状结构在由格状构件902限定的开口908限定火焰单元体的多个通道的情况下形成，如图10所例示。
图10例示了具有带本体1006(本文中也称为三维格状结构)的火焰单元1004和耦接到本体1006的元件1010的阻火器。本体1006包括限定多个通道1008的多个连接的格状构件1002(类似于上述讨论的格状构件902)。第二材料的元件1010(在本示例中采用芯的形式但是可以替代地包括多个部件和/或不同的结构)被布置在通过连接的格状构件1002形成在三维格状结构1006中的多个腔体1012内。本体1006的格状构件1002用作多个通道1008与元件1010之间的界面。元件1010可以使用任何添加制造技术与本体1006一体地形成，以形成火焰单元1004，例如通过沉积邻近于第一材料的第二材料。在另一示例中，元件1010可被注入、附接到或以其它方式设置在由格状构件1002形成的腔体1012中。
还如图10所示，火焰单元1004设置在壳体1016内。壳体1016可以是沉积到火焰单元1004上的第一材料(即，与本体1006相同的材料)的层，或者可以是与元件1010相同的材料。替代地，壳体1016可以是不同于本体1006的第一材料和元件1010的第二材料的第三材料。壳体1016可以使用任何添加制造技术与三维格状结构1006和/或火焰单元1004的元件1010一体地形成。在一种方法中，限定三维格状结构1006的多个层可以直接沉积或设置在壳体1016的内部部分上。在另一种方法中，壳体1016可以与火焰单元1004分开形成并通过常规方法附接到火焰单元。如本文所用，术语“层”可以包括材料的单一沉积物或单个平面中的材料的多个沉积物。
图11是根据本公开内容的教导的方法或过程1100的示例的图。图11中示意性地描绘的方法或过程1100是定制制造阻火器(例如图6和图8所例示的阻火器600以及图10所例示的阻火器1000)的方法或过程。方法1100包括：使用添加制造技术(例如上述任何添加制造技术或过程)形成三维格状结构的步骤1104。三维格状结构包括限定多个通道(例如图6和图7以及图10中的通道648、1008，其分别从三维格状结构的第一端延伸到三维格状结构的第二端)的多个连接的格状构件。该方法或过程1100还包括提供与三维格状结构不同的材料的元件(例如，插入件、芯)的步骤1108，其中，元件的材料被配置成从流动通过格状结构的多个通道的流体吸走热量。
方法或过程1100可以包括提供具有内表面和外表面的壳体的步骤1112。在一些情况下，提供用于火焰单元的壳体的步骤1112可以包含使用常规制造技术在执行步骤1104或步骤1108之前、之后或同时进行制造壳体。然而，在其它情况下，提供用于火焰单元的壳体的步骤1112可以包含使用上述添加制造技术中的任一种来创建壳体。可以使用与火焰单元不同的添加制造技术或使用与火焰单元相同的添加制造技术来创建壳体。在任一情况下，可以在创建火焰单元之前、之后或同时创建壳体。
形成三维格状结构的步骤1104可以包括形成腔体以接收元件或者形成一个或多个槽以接收该元件。形成腔体、槽或多个槽的步骤1104可以包括在制造三维格状结构之后铣削三维格状结构。形成三维格状结构的步骤1104可以替代地包括使用任何添加制造技术一体地形成壳体和三维格状结构，和/或使用任何添加制造技术与元件一体地形成三维格状结构。
提供元件的步骤1108可以包括将元件耦接到火焰单元的本体。提供元件的步骤1108可以包括例如使用任何添加制造技术来将第二材料的层沉积到三维格状结构或本体上。替代地，提供元件的步骤1108可以包括与本体分开地形成多个插入件，然后通过将插入件放置在形成在本体中的槽中来将插入件附接到本体，例如如图7所例示。提供元件的步骤1108还可以包括将多个插入件部分地放置到形成在本体中的槽中，其中，插入件部分地位于本体的外部，如图8所示。提供元件的步骤1108还可以包括使用任何添加制造技术来将第二材料注入或沉积在形成在本体中的多个通道中的每一个通道之间，例如如图10所示。提供元件的步骤1108还可以包括将元件附接到本体的外表面使得元件设置在格状结构的外部，但是与本体的第一材料相邻。
现在转到图12，火焰单元1200的另一示例包括第一材料的本体1204和与本体1204相邻设置的第二材料的元件1208。火焰单元1200包括内芯1212，内芯1212包括多个通道1216，其中，每个通道1216具有圆形横截面。可以在功能上用作阻火器的壳体的元件1208包括圆柱形护套部分1220，其在本体1204的外表面1224处或沿着本体1204的外表面1224耦接到(例如，围绕)本体1204，并且耦接到包括从元件1208的护套部分1220向外延伸的多个鳍的鳍部分1228。每个鳍1228包括与本体1204的外表面1224间隔开的端部1232，并且与前述相一致，每个鳍1228被配置为将热量从本体1204吸取到远离多个通道1216的位置。如上所述，火焰单元1200可以通过任何添加制造技术、常规方法或常规和添加制造方法的组合来制造。
本文描述了本实用新型的优选实施例，包括发明人已知的用于实施本实用新型的最佳模式。虽然在本文中示出和描述了许多示例，但是本领域技术人员将容易地理解，各种实施例的细节不必是相互排斥的。相反，本领域技术人员在阅读本文的教导时应该能够将一个实施例的一个或多个特征与其余实施例的一个或多个特征组合。此外，还应当理解，所例示的实施例仅是示例性的，并且不应被认为是限制本实用新型的范围。本文所述的所有方法可以以任何适当的顺序执行，除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本实用新型的示例性实施例或实施例的各方面，并且不对本实用新型的范围进行限制。说明书中的语言不应被解释为表示对于本实用新型的实践是必需的任何未被要求保护的元素。

Claims (20)

1.一种阻火器，包括：
壳体，所述壳体适于被设置在流体通路内，所述壳体具有入口、出口以及连接所述入口和所述出口的流体流动路径；
火焰单元，所述火焰单元被设置在所述壳体的所述流体流动路径内，所述火焰单元包括：
第一材料的本体，所述本体具有第一端、第二端、外表面和内芯，所述内芯具有从所述本体的所述第一端延伸到所述第二端的多个通道，以及
第二材料的元件，所述元件被设置为与所述本体相邻，所述第二材料与所述第一材料不同，其中，所述元件被配置为从流过所述多个通道的流体中吸走热量。
2.根据权利要求1所述的阻火器，还包括形成在所述本体的所述内芯内的槽，其中，所述元件为被设置在所述内芯的槽内的插入件。
3.根据权利要求1所述的阻火器，其中，所述本体还包括限定格状结构的所述第一材料的多个层，并且其中，所述元件被设置在所述多个层中的一个层上，使得所述多个层中的所述一个层被设置为与所述第二材料相邻。
4.根据权利要求1所述的阻火器，其中，所述元件与所述本体一体地形成。
5.根据权利要求4所述的阻火器，其中，所述本体还包括限定晶体结构的所述第一材料的多个层，所述本体的所述晶体结构通过添加制造技术与所述元件一体地形成。
6.根据权利要求1所述的阻火器，其中，所述本体和所述壳体由所述第一材料一体地形成。
7.根据权利要求1所述的阻火器，还包括形成在所述本体中的多个槽，所述多个槽中的每一个槽包括位于所述本体的所述内芯内的端部；以及
其中，所述元件包括多个插入件，每个插入件具有设置在所述槽的所述端部内的第一端和位于所述本体外表面外部的第二端。
8.一种阻火器的火焰单元，所述火焰单元包括：
第一材料的本体，所述本体具有第一端、第二端和多个通道，所述多个通道形成在所述本体中并从所述本体的所述第一端延伸到所述第二端；以及
第二材料的元件，所述元件耦接到所述本体，所述第二材料不同于所述第一材料，其中，所述元件被配置为从流过所述多个通道的流体中吸走热量。
9.根据权利要求8所述的火焰单元，其中，所述元件通过将所述第二材料的层沉积到所述第一材料的层上来耦接到所述本体。
10.根据权利要求8所述的火焰单元，还包括形成在所述本体中并且尺寸适于接收所述元件的槽，并且其中，所述元件通过将所述元件插入到所述槽中来耦接到所述本体。
11.根据权利要求8所述的火焰单元，还包括形成在所述本体中的多个槽，
其中，所述元件包括设置在所述多个槽内的多个插入件，每个所述插入件具有设置在所述本体内的第一端和位于所述本体外部的自由端。
12.一种阻火器，其包括：
壳体，其具有内表面和外表面，所述壳体的所述外表面的形状被配置为适于适配在流体通路内；
三维格状结构，其通过以预定图案将第一材料沉积到所述壳体的所述内表面上来形成，其中，所述格状结构包括多个连接的格状构件，所述多个连接的格状构件形成从所述三维格状结构的第一端延伸到第二端的通道；
与所述三维格状结构相邻的第二材料的元件，其中，所述第二材料不同于所述第一材料，所述元件被配置为从流过所述多个通道的流体中吸走热量。
13.根据权利要求12所述的阻火器，其中，所述三维格状结构还包括腔体，并且其中，所述元件插入到所述腔体中。
14.根据权利要求12所述的阻火器，其中，所述三维格状结构包括槽，以及
其中，所述元件插入在所述槽内，所述元件延伸穿过所述壳体的所述外表面。
15.根据权利要求12所述的阻火器，其中，所述三维格状结构包括多个槽；
并且其中，所述元件包括多个插入件并且所述多个插入件中的每一个插入件被放置到所述多个槽中的相应的一个槽中，每个所述插入件延伸穿过所述壳体的所述外表面。
16.根据权利要求12所述的阻火器，其中，所述壳体由不同于所述第一材料的第三材料而形成。
17.根据权利要求12所述的阻火器，其中，所述壳体和所述第一材料的所述三维格状结构一体地形成。
18.一种阻火器的火焰单元，包括：
第一材料的三维格状结构，所述三维格状结构包括多个连接的格状构件，所述多个连接的格状构件限定从所述三维格状结构的第一端延伸到所述三维格状结构的第二端的多个通道；
从所述三维格状结构的第一端延伸到所述三维格状结构的第二端的元件，所述元件为与所述第一材料不同的第二材料；以及
所述元件耦接到所述三维格状结构，所述元件被配置为从流过所述多个通道的流体中吸走热量。
19.根据权利要求18所述的火焰单元，其中，所述三维格状结构包括腔体，并且其中，所述元件插入到所述三维格状结构的所述腔体中。
20.根据权利要求18所述的火焰单元，其中，所述三维格状结构包括多个槽，其中，所述多个槽中的每一个槽从所述三维格状结构的第一端延伸到第二端；以及
其中，所述元件包括多个插入件，所述多个插入件沉积到所述多个槽中的相应的一个槽中。
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