CN2642735Y - 先导自动启闭式防爆门 - Google Patents
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Abstract
先导自动启闭式防爆门是供发电、化工、石油、供热等系统使用，防止易燃介质造成设备损坏及火灾的安全防护装置，该防爆门使用磁力吸盘和副吸盘之间可调的磁力作用以及回位导杆、活塞气缸缸体等的弹簧力作用，实现阀盖的自动开启和闭合。本实用新型启爆时，重量极轻的阀盖开启速度快，泄爆彻底，无二次燃爆现象，泄爆后阀盖自动回位，缓冲平衡作用使阀盖复位准确，并且安装的先导打开执行机构可以进行预先泄爆，使设备更加安全。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及一种生产设备防爆泄压安全防护装置，特别是涉及一种以磁力和弹簧力控制的防爆泄压安全防护装置。
二、背景技术
石油、化工、电力、供热等系统生产设备、构筑物内的易燃、易爆工艺介质发生爆炸，是一种比较常见的危险事故。生产设备、构筑物内介质万一发生爆炸，迅速进行安全泄爆是防止火灾发生和破坏的唯一办法，也是一项重要的安全任务。
目前，常用的泄爆装置主要是使用防爆膜片，并得到了广泛的应用。但是防爆膜片的缺点是防爆力控制不准确，不能准确地在防爆控制点进行泄爆，存在一定的安全隐患。一旦发生泄爆事件，则防爆膜片爆裂损坏，需要停工重新更换新的防爆膜片，不仅工作量大，浪费时间，而且影响生产设备的正常运行。
另外的一种重力式防爆门，经实验测试，由于运动部件惯性太大，有效泄爆面积只有10～15％，不能实现快速泄爆，而且重力式防爆门不仅安装位置受一定限制，也不能应用于正压和高温环境中，使用受到很大的局限。还有一种弹簧予紧式防爆门，存在着泄爆压力小，泄爆后不能自动复位的缺点。同时，以上几种防爆装置都不能有效地防止系统中二次燃爆现象的发生。
三、发明内容
本实用新型的目的是提供一种启爆压力准确可调、泄爆迅速、泄爆后可以自动复位，并且可以先导打开泄爆的防爆门。
本实用新型的防爆门按结构可以分为外置式和内置式两种，其中，外置式防爆门适用于在正压、微正压和高压工作状态下使用，内置式防爆门适用于在负压工作状态下使用。
本实用新型的防爆门是通过底座(1)与生产设备连接在一起的，在底座(1)内固定有井字型加强筋(13)，法兰(2)固定连接在底座(1)上，其密封槽内安装有密封圈(3)，阀盖(5)压在法兰(2)的密封平面上。
阀盖(5)以薄壁不锈钢方管做骨架，内装轻质保温棉，外包薄铝板和不锈钢薄板制成，或者用薄钢板冲压制成。用于密封阀盖(5)的密封圈(3)，可以采用具有双向密封结构的Y型硅橡胶密封圈，选用6144硅橡胶制成，最高耐温250～270℃，具有高弹性和密封性好的优点。
对于高温条件下阀盖(5)的密封，还可以采用由多层耐高温不锈钢薄弹性板C型密封圈，该密封圈经辊压复合成型，可以适合400℃以上的高温环境密封使用。
在外置式防爆门的法兰(2)上，呈交替分布垂直固定有二个导向杆(6)和二个固定杆(15)，并在导向杆(6)与固定杆(15)的顶端固定有一个十字盘支架(8)，中心带有一个通孔的磁力吸盘(11)安装在十字盘支架(8)的中央位置上。回位导杆(12)套装上回位弹簧(14)后，一端固定在阀盖(5)的中心，另一端由磁力吸盘(11)的中心穿出后，固定连接付吸盘(10)，使付吸盘(10)与磁力吸盘(11)相互吸紧，共同构成予紧力装置，在阀盖(5)上予加与泄爆压力相等的紧固力，使阀盖(5)在达到启爆压力时能够准确开启。固定连接在阀盖(5)上的导向套(4)内衬聚四氟乙烯耐磨导向套(28)后，活动安装在导向杆(6)上，并在导向杆(6)上的导向套(4)与十字盘支架(8)之间安装有导向弹簧(7)。
磁力吸盘(11)由支承盘(16)、主吸盘A(19)、主吸盘B(18)和永磁组件(22)组成，在主吸盘A(19)上予留有若干空位，永磁组件(22)放置在主吸盘A(19)的予留空位中，并在永磁组件(22)与主吸盘A(19)之间放置有绝磁板(21)，使磁力感应形成磁回路，增强磁力近一倍。根据设计的泄爆压力大小，可以增加或减少永磁组件的数量，以调节磁力吸盘(11)与付吸盘(10)之间吸引磁力的大小，使阀盖(5)得到不同的紧固力。主吸盘A(19)与永磁组件(22)共同固定在主吸盘B(18)上，并随主吸盘B(18)一起安装在支承盘(16)上。在支承盘(16)的下方安装有一块石棉板(27)，同时在付吸盘(10)上还安装有一个铝制压盖(20)。
导向杆(6)设计为变径结构，其上端直径较细，利于阀盖(5)灵活滑动，回落迅速，下端直径较粗，用于准确将阀盖(5)定位，上下端的中间呈锥体过渡。
内置式防爆门的付吸盘(10)直接固定在阀盖(5)的中心，与磁力吸盘(11)吸紧在一起，共同构成予紧力装置，在阀盖(5)上予加与泄爆压力相等的紧固力，使阀盖(5)在达到启爆压力时能够准确开启。加强筋(13)的中央连接有支承盘(38)，磁力吸盘(11)通过调节杆(41)固定连接在支承盘(38)上。在调节杆(41)上还连接有球形阀(40)，并套装有调节弹簧(39)，用于调整和平衡磁力吸盘(11)与付吸盘(10)组成的予紧力装置，起到在启爆时，磁力吸盘(11)与付吸盘(10)之间能够平稳地迅速分开的作用。
磁力吸盘(11)由主吸盘A(19)、主吸盘B(18)和永磁组件(22)组成，主吸盘A(19)上予留有若干空位，永磁组件(22)放置在主吸盘A(19)的予留空位中，在永磁组件(22)与主吸盘A(19)之间用绝磁板(21)间隔。根据设计的泄爆压力大小，可以增加或减少永磁组件的数量，以调节磁力吸盘(11)与付吸盘(10)之间吸引磁力的大小，使阀盖(5)得到不同的紧固力。主吸盘A(19)与永磁组件(22)共同固定在主吸盘B(18)上。
在内置式防爆门的加强筋(13)上，固定有一个活塞气缸缸体(31)，其下端用底盖(42)封口，导向杆(29)一端通过铰链(32)固定连接在阀盖(5)上，另一端连接一个安装有密封垫(43)的气缸活塞(37)后，一同插入到活塞气缸缸体(31)中，并在导向杆(29)上安装有缓冲弹簧(30)。其中，活塞气缸缸体(31)为变径结构，上端内径较细，下端内径较粗，其下方内径增加，体积扩大后，适宜于启爆回位时活塞气缸缸体(31)内被压缩的气体释放，利于阀盖(5)缓冲回位，上下端之间呈锥体过渡。
根据活塞气缸缸体(31)的结构，在导向杆(29)上安装的缓冲弹簧(30)也被分为两个部分，在内径较细部分安装小缓冲弹簧，内径较粗部分安装大缓冲弹簧。
内置式防爆门上还安装有拉簧回位装置(33)，其一端固定在阀盖(5)上，另一端连接在底座(1)内壁上。拉簧回位装置(33)由大拉簧(36)、小拉簧(35)和限位钢丝(34)组成，小拉簧(35)和限位钢丝(34)套装在大拉簧(36)内，一端固定在阀盖(5)上，另一端固定在底座(1)的内壁上。其中大拉簧起限制阀盖开启至最高位置的作用，小拉簧起拉紧阀盖，使恢复原位的作用，限位钢丝起到限制高度的作用。
本实用新型还可以在磁力吸盘(11)的下方连接一个先导打开执行机构(9)，由液压制动缸(26)和活塞(25)组成，在活塞(25)表面上固定有两个顶杆(24)，该顶杆(24)穿过磁力吸盘(11)，与付吸盘(10)的表面相接触。当设备内出现爆炸险情，压力接近泄爆压力时，设备内监控装置的传感器得到信号，控制液压泵工作，启动液压制动缸(26)，在活塞(25)上施加一定的压力，该压力通过顶杆(24)传递给付吸盘(10)，以抵消一部分磁力吸盘(11)与付吸盘(10)之间的磁吸引力，使阀盖(5)可以在达到泄爆压力之前预先打开，提前迅速泄压、泄爆，防止险情骤然发生，进一步提高设备的安全性。
本实用新型的先导自动启闭式防爆门具有动作灵活，启爆压力准确可调，泄爆释放迅速，泄爆彻底等优点，防爆门重量极轻，能自动开启，自动复位，自动关闭，泄爆后无二次燃爆现象发生，无需中断生产更换防爆门，可以复位后连续使用，使防爆门的相对成本降低，使用寿命加长。
四、附图说明
图1是外置式先导自动启闭式防爆门的结构示意图，其中固定杆15旋转90°；
图2是图1中予紧力装置和先导打开执行机构的结构相对于图3中的A-A剖视图；
图3是图2的B-B向视图；
图4是图1中导向杆的结构示意图；
图5是内置式先导自动启闭式防爆门的结构示意图；
图6是图5中予紧力装置和先导打开执行机构的结构相对于图7中的A-A剖视图；
图7是图6的B-B向视图；
图8是图5中活塞气缸的结构示意图；
图9是Y型密封圈结构示意图；
图10是C型密封圈结构示意图。
五、具体实施方式
实施例1：
外置式先导自动启闭式防爆门的结构如图1所示，其底座1用于与设备进行结合，法兰2固定在底座1上，在法兰2的密封槽内安装有密封圈3，阀盖5压在法兰2的密封平面上。
法兰2上交替安装有二个导向杆6和二个固定杆15，十字盘支架8连接在导向杆6与固定杆15的顶端，并在其中心固定有磁力吸盘11，磁力吸盘11的中心开有通孔。回位导杆12固定在阀盖5的中央，其端头从磁力吸盘11中心穿过后，连接并固定付吸盘10，使付吸盘10与磁力吸盘11相互吸引，共同组成予紧力装置。在回位导杆12的阀盖5与磁力吸盘11之间，还安装有回位弹簧14。
导向套4固定连接在阀盖5上，并与导向杆6活动连接，在导向套4与导向杆6的连接间隙处安装有图4所示的聚四氟乙烯耐磨套28，导向弹簧7安装在导向杆6上导向套4与十字盘支架8之间。
如图2、图3所示，磁力吸盘11由支承盘16、主吸盘A19、主吸盘B18和永磁组件22组成，主吸盘A19用沉头螺钉23固定在主吸盘B18上，主吸盘A19上予留有若干个空位，永磁组件22以积木形式安置在主吸盘A19的空位中，并且用沉头螺钉17固定在主吸盘B18上，在永磁组件22与主吸盘A19之间用绝磁板21间隔。主吸盘B18固定安装在支承盘16上，支承盘16的下方固定连接一块石棉板27，付吸盘10上也固定有一块铝制压盖20。
导向杆6如图4，为变径结构、其上端直径较细，下端直径较粗、中间呈锥形过渡。
在磁力吸盘11的下方还连接有图2所示的先导打开执行机构9，由液压制动缸26和活塞25组成，在活塞25表面上固定有两个顶杆24，该顶杆24穿过磁力吸盘11，与付吸盘10的表面接触。
用于密封阀盖5的密封圈3如图9所示，可以采用具有双向密封结构的Y型硅橡胶密封圈，也可以采用图10所示的双层不锈钢薄弹性板C型密封圈。
本装置的工作过程原理为：
在生产设备处于正常运行状态时，予紧力作用在阀盖5上，依靠密封圈3使阀盖5严密关闭，维系设备的正常运行工作。一但险情发生，生产设备内的压力大于设备的设计予紧力时，装置爆炸气体的巨大冲击力将阀盖5顶开，使与阀盖5连接的付吸盘10与磁力吸盘11脱开。随着阀盖5打开、上升，带动着回位导杆12及导向套4同时上升，此时，套在回位导杆12和导向杆6上的回位弹簧14和导向弹簧7受到压缩，阻止阀盖5快速回落，起到了缓冲平衡作用。待有充分的时间将设备内有害气体全部泄爆完毕后，设备内压力降到正常运行压力，阀盖5连接着回位导杆12和导向套4，依靠回位弹簧14弹簧力的回位作用，将阀盖5自动回落到一定位置上，其中导向杆6的变径结构，上端较细，保证阀盖5回位顺利，下端较粗，起到准确定位的作用，使阀盖5能准确落回原来位置。此时阀盖5上的付吸盘10与磁力吸盘11上的主吸盘A19、主吸盘B18之间又以磁力作用相互吸紧，恢复了正常的运行状态。
实施例2：
内置式先导自动启闭式防爆门的结构如图5所示，其底座1用于与设备进行结合，法兰2固定在底座1上，在法兰2的密封槽内安装有密封圈3，阀盖5压在法兰2的密封平面上。
底座1内固定有井字型加强筋13，活塞气缸缸体31固定在加强筋13上，其结构如图5所示，导向杆29的一端通过铰链32连接在阀盖5上，另一端端头固定气缸活塞37后，一同插入到活塞气缸缸体31中，如图8所示，活塞气缸缸体31为变径结构，其上端内径较细，下端内径较粗，中间呈锥体过渡，底部用底盖42封口。在活塞气缸缸体31内导向杆29上安装有缓冲弹簧30，缓冲弹簧30根据缸内结构分为两个部分，内径较细部分安装小缓冲弹簧，内径较粗部分安装大缓冲弹簧。在气缸活塞37上还安装有密封垫43。
如图5所示，加强筋13的中心位置上固定有一个支承盘38，磁力吸盘11通过调节杆41和连接在调节杆41上的球形阀40固定连接在支承盘38上，并与固定在阀盖5中央的付吸盘10吸紧在一起，共同构成予紧力装置，在调节杆41上还安装有调节弹簧39。如图6、图7所示，磁力吸盘11由主吸盘A19、主吸盘B18和永磁组件22组成，主吸盘A19用沉头螺钉23固定在主吸盘B18上，主吸盘A19上予留有若干个空位，永磁组件22以积木形式安置在主吸盘A19的空位中，并且用沉头螺钉17固定在主吸盘B18上，在永磁组件22与主吸盘A19之间用绝磁板21间隔。
拉簧回位装置33由大拉簧36、小拉簧35和限位钢丝34组成，小拉簧35和限位钢丝34套装在大拉簧36内，一端固定在阀盖5上，另一端连接在底座1内壁上。
在磁力吸盘11的下方还连接有先导打开执行机构9，由液压制动缸26和活塞25组成，在活塞25表面上固定有两个顶杆24，该顶杆24穿过磁力吸盘11，与付吸盘10的表面接触，其结构如图6所示。
用于密封阀盖5的密封圈3如图9所示，可以采用具有双向密封结构的Y型硅橡胶密封圈。
本装置的工作过程原理为：
在生产设备处于正常运行状态时，予紧力作用在阀盖5上，依靠密封圈3使阀盖5严密关闭，维系设备的正常运行工作。一但险情发生，生产设备内的压力大于设备的设计予紧力时，装置爆炸气体的巨大冲击力将阀盖5顶开，使与阀盖5连接的付吸盘10与磁力吸盘11脱开。随着阀盖5打开、翻转，带动着导向杆29同时上升，此时，套在导向杆29上的缓冲弹簧30受到压缩，拉簧回位装置33也受到牵制，阻止阀盖5快速回落，起到了缓冲平衡作用。待有充分的时间将设备内有害气体全部泄爆完毕后，设备内压力降到正常运行压力，阀盖5上连接的拉簧回位装置33依靠弹簧力的回位作用，将阀盖5自动回落到一定位置上，其中活塞气缸缸体31内的变径结构，上端较细，起到准确回位的作用，下端较粗，使气缸内压缩气体顺利泄气，保证回位顺利，使阀盖5能准确落回原来位置。此时阀盖5上的付吸盘10与磁力吸盘11上的主吸盘A19、主吸盘B18之间又以磁力作用相互吸紧，恢复了正常的运行状态。
Claims (9)
1、先导自动启闭式防爆门，其特征在于：法兰(2)固定连接在底座(1)上，其密封槽内安装有密封圈(3)，阀盖(5)压在法兰(2)的密封平面上；二个导向杆(6)和二个固定杆(15)呈交替分布，垂直固定在法兰(2)上，十字盘支架(8)固定在导向杆(6)与固定杆(15)的顶端，并在其中央位置安装有中心带有通孔的磁力吸盘(11)；垂直固定在阀盖(5)中心的回位导杆(12)端头从磁力吸盘(11)的中心穿出后，固定安装付吸盘(10)，使付吸盘(10)与磁力吸盘(11)相互吸紧，共同构成予紧力装置，回位弹簧(14)安装在回位导杆(12)上的磁力吸盘(11)与阀盖(5)之间；固定连接在阀盖(5)上的导向套(4)活动套装在导向杆(6)上，在导向杆(6)上导向套(4)与十字盘支架(8)之间安装有导向弹簧(7)。
2、根据权利要求1所述的先导自动启闭式防爆门，其特征在于：所述的磁力吸盘(11)由支承盘(16)、主吸盘A(19)、主吸盘B(18)和永磁组件(22)组成，主吸盘A(19)上予留有若干空位，永磁组件(22)放置在主吸盘A(19)的予留空位中，主吸盘A(19)与永磁组件(22)共同固定在主吸盘B(18)上，并随主吸盘B(18)一起安装在支承盘(16)上。
3、根据权利要求1所述的先导自动启闭式防爆门，其特征在于：所述的导向杆(6)为变径结构，其上端直径较细，下端直径较粗，中间呈锥体过渡。
4、根据权利要求1所述的先导自动启闭式防爆门，其特征在于：在所述的磁力吸盘(11)下方还连接有先导打开执行机构(9)，由液压制动缸(26)和活塞(25)组成，在活塞(25)表面上固定有两个顶杆(24)，该顶杆(24)穿过磁力吸盘(11)，与付吸盘(10)的表面相接触。
5、根据权利要求1所述的先导自动启闭式防爆门，其特征在于：所述的密封圈(3)为C型双层不锈钢密封圈。
6、先导自动启闭式防爆门，其特征在于：在底座(1)内安装有加强筋(13)，法兰(2)固定连接在底座(1)上，其密封槽内安装有密封圈(3)，阀盖(5)压在法兰(2)的密封平面上；活塞气缸缸体(31)固定在加强筋(13)上，导向杆(29)一端通过铰链(32)固定连接在阀盖(5)上，另一端连接气缸活塞(37)后，一同插入到活塞气缸缸体(31)中，在活塞气缸缸体(31)内的导向杆(29)上安装有缓冲弹簧(30)；磁力吸盘(11)固定连接在加强筋(13)的中心，并与固定在阀盖(5)中央的付吸盘(10)吸紧在一起，共同构成予紧力装置；拉簧回位装置(33)的一端固定在阀盖(5)上，另一端连接在底座(1)内壁上。
7、根据权利要求6所述的先导自动启闭式防爆门，其特征在于：所述的磁力吸盘(11)由主吸盘A(19)、主吸盘B(18)和永磁组件(22)组成，主吸盘A(19)上予留有若干空位，永磁组件(22)放置在主吸盘A(19)的予留空位中，主吸盘A(19)与永磁组件(22)共同固定在主吸盘B(18)上。
8、根据权利要求6所述的先导自动启闭式防爆门，其特征在于：所述的活塞气缸缸体(31)为变径结构，其上端内径较细，下端内径较粗，中间呈锥体过渡。
9、根据权利要求6所述的先导自动启闭式防爆门，其特征在于：在所述的磁力吸盘(11)下方还连接有先导打开执行机构(9)，由液压制动缸(26)和活塞(25)组成，在活塞(25)表面上固定有两个顶杆(24)，该顶杆(24)穿过磁力吸盘(11)，与付吸盘(10)的表面相接触。
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