專利名稱：一種自發(fā)式爆炸抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安全防爆技術(shù)，特別是一種用于工業(yè)管道、反應(yīng)釜、料倉等容器內(nèi)的自發(fā)式爆炸抑制裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中的抑爆技術(shù)是指在容器等具有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中安裝傳感器，在檢測(cè)到爆炸信號(hào)之后快速噴射滅火劑，在爆炸初期限制爆炸的發(fā)展，以防止壓力的進(jìn)一步升高，從而避免設(shè)備破壞的技術(shù)。抑爆技術(shù)可將被保護(hù)容器內(nèi)的破壞程度降到最小，甚至可以不影響工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)行。目前，常見的火災(zāi)與爆炸監(jiān)控式防護(hù)設(shè)備主要有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、儲(chǔ)壓式爆炸抑制裝置和分體式爆炸抑制裝置等。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是由灑水噴頭、報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置等組件及管道和供水設(shè)施組成，通過傳感器檢測(cè)，在火災(zāi)發(fā)生的初期，對(duì)容器或建筑內(nèi)按設(shè)定好的噴水強(qiáng)度進(jìn)行噴水的滅火系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)主要用于消防。由于爆炸通常在幾百毫秒內(nèi)完成，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不能用于爆炸抑制。儲(chǔ)壓式爆炸抑制裝置由儲(chǔ)氣室和儲(chǔ)粉室組成，儲(chǔ)粉室內(nèi)裝有滅火材料和起爆火藥，儲(chǔ)氣室內(nèi)裝有高壓氣體，儲(chǔ)粉室一端和儲(chǔ)氣室之間設(shè)有儲(chǔ)氣隔膜，儲(chǔ)粉室另一端設(shè)有噴粉隔膜。裝置通過感應(yīng)火球產(chǎn)生的前置壓力波檢測(cè)到產(chǎn)生爆燃的早期信號(hào)后，發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，激活裝置。裝置激活時(shí)，由點(diǎn)火引信點(diǎn)燃儲(chǔ)粉室內(nèi)的火藥，將儲(chǔ)氣隔膜打破，儲(chǔ)氣室內(nèi)的高壓氣體進(jìn)入儲(chǔ)粉室中，攜帶滅火材料一起沖破噴粉隔膜，噴射到被保護(hù)的場(chǎng)所中。該裝置的缺點(diǎn)是由于使用高壓氣體，存在一定的安全隱患；為保持氣體的壓力，需要定期對(duì)儲(chǔ)氣室進(jìn)行充氣，后期維護(hù)成本較高；裝置長時(shí)間靜置，儲(chǔ)粉室內(nèi)的滅火材料易發(fā)生板結(jié)，導(dǎo)致裝置啟動(dòng)時(shí)滅火材料顆粒較大，且不均勻，噴到被保護(hù)場(chǎng)所內(nèi)無法形成有效的阻火屏障，使抑爆效果下降。分體式爆炸抑制裝置與儲(chǔ)壓式爆炸抑制裝置原理基本相同，該裝置由氣體發(fā)生器和滅火單元組成；氣體發(fā)生器內(nèi)裝有火藥；滅火單元置于一主體外殼中，內(nèi)裝滅火材料，上層有隔膜；氣體發(fā)生器通過設(shè)有隔膜的主體法蘭和與滅火單元上端相接，滅火單元下端通過主體外殼下端的法蘭與噴頭連接。裝置激活時(shí)，由點(diǎn)火引信點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生器內(nèi)的火藥，產(chǎn)生大量壓縮空氣，壓縮空氣依次沖破主體法蘭上的隔膜和滅火單元的上層隔膜，進(jìn)入滅火單元，攜帶滅火單元內(nèi)的滅火材料通過噴頭噴入被保護(hù)場(chǎng)所。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是，未啟動(dòng)時(shí)氣體發(fā)生器內(nèi)為常壓，不需定期充氣，相比儲(chǔ)壓式爆炸抑制裝置無因使用壓縮空氣而帶來的安全隱患，簡化了后期維護(hù)工作；主體法蘭和噴頭法蘭可以打開，置于主體外殼內(nèi)的滅火單元可以隨時(shí)更換，避免滅火材料因發(fā)生板結(jié)而導(dǎo)致抑爆效果降低。但該種裝置也存在缺點(diǎn)，一是需要定期更換滅火單元，后期維護(hù)工作仍較繁瑣，維護(hù)成本較高；二是由于裝置啟動(dòng)時(shí)壓縮空氣需沖破多層隔膜，導(dǎo)致裝置對(duì)爆炸的反應(yīng)速度下降，反應(yīng)時(shí)間較長，抑爆效果不理
本巨 o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種對(duì)爆炸反應(yīng)時(shí)間短、維護(hù)成本低、無安全隱患、性能穩(wěn)定可靠的自發(fā)式爆炸抑制裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的自發(fā)式爆炸抑制裝置，包括主體外殼、燃燒室、隔膜、滅火材料和噴頭；其中主體外殼為圓柱形筒體，頂部為半球形封頂；燃燒室為圓柱形，與主體外殼同軸安裝在主體外殼內(nèi)部，其周壁設(shè)有多個(gè)排氣孔，燃燒室頂蓋與主體外殼頂部相接，燃燒室內(nèi)裝有無煙火藥，火藥中置有與點(diǎn)火引信相接的點(diǎn)火源，燃燒室下端與圓錐形噴嘴相接，噴嘴下端與圓柱形氣體噴頭相接，氣體噴頭四周有多個(gè)噴孔；所述隔膜通過與主體外殼下端相接的法蘭安裝在距離氣體噴頭下端5_處，該隔膜由鋁合金制成，厚
2.5mm，表面刻有劃痕；所述滅火材料置于由隔膜、噴嘴、氣體噴頭和主體外殼形成的空間中；隔膜下面通過法蘭與變徑管道相接，變徑管道通過連接管道與噴頭連接。所述噴頭為帶有噴孔的半球形雙層結(jié)構(gòu)。在所述噴頭的內(nèi)層中心部位有一圓錐形的蘑菇頭。所述滅火材料為水或干粉。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(I)燃燒室直接安裝在存放滅火材料的主體外殼內(nèi)，裝置工作時(shí)，燃燒室產(chǎn)生的高壓氣體分成兩路，其中一路只需沖破一層隔膜，在沖破隔膜的同時(shí)，另一路則與滅火材料迅速混合，通過管道從噴頭噴出，成霧時(shí)間小于50ms，對(duì)爆炸的反應(yīng)速度遠(yuǎn)快于分體式爆炸抑制裝置和儲(chǔ)壓式爆炸抑制系統(tǒng)，爆炸抑制效果好。(2)滅火材料散裝在主體外殼中，上部不封閉，且中間插有管形噴嘴，使其不易發(fā)生板結(jié)，抑爆性能穩(wěn)定，首次安裝后一般無需定期更換滅火材料，維護(hù)成本極低。(3)裝置未發(fā)生作用時(shí)內(nèi)部壓力為常壓，不需充壓，無安全隱患，后續(xù)維護(hù)工作量少。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的整體結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的應(yīng)用示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的應(yīng)用示意圖；圖中，1.燃燒室頂蓋，2.點(diǎn)火源，3.主體外殼，4.燃燒室，5.噴嘴，6.滅火材料，
7.噴氣孔，8.氣體噴頭，9.隔膜，10.點(diǎn)火引信，11.法蘭，12.變徑管道，13.連接管道A，13丨.連接管道B，14.蘑菇頭，15.噴頭。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1本實(shí)施例自發(fā)式爆炸抑制裝置，如圖1所示，為直形。其主體外殼3為圓柱形筒體，頂部為半球形封頂；圓柱形燃燒室4與主體外殼同軸安裝在主體外殼內(nèi)部，其周壁設(shè)有多個(gè)排氣孔；燃燒室頂蓋I與主體外殼頂部相接，其周邊對(duì)稱分布四個(gè)與水平成45°角的排氣孔(圖中未顯示)；燃燒室內(nèi)裝有用塑料袋包裝的無煙火藥，火藥中置有點(diǎn)火源2，點(diǎn)火源通過點(diǎn)火引信10與裝置外部的爆炸信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)相接；燃燒室下端與圓錐形噴嘴5相接，噴嘴下部四周有噴孔7，噴嘴下端與圓柱形氣體噴頭8相接，氣體噴頭四周有多個(gè)噴孔；利用與主體外殼下端相接的法蘭11在距離氣體噴頭下端5_左右安裝隔膜9，該隔膜由鋁合金制成，厚2. 5mm左右，表面刻有劃痕(類似于泄爆片);根據(jù)抑爆場(chǎng)所的特點(diǎn)，選擇由水或粉末構(gòu)成的滅火材料6填充在由隔膜9、噴嘴5和氣體噴頭8與主體外殼3形成的空間內(nèi)；隔膜下面通過法蘭11與變徑管道12相接，變徑管道通過直形連接管道13與半球形雙層噴頭15連接，噴頭15的內(nèi)層噴霧孔孔徑較大，外層噴霧孔孔徑較小，當(dāng)滅火材料為粉末時(shí)，為防止滅火材料因放置時(shí)間過長而發(fā)生板結(jié)，降低滅火抑爆效果，在噴頭的內(nèi)層中心部位設(shè)一圓錐形的蘑菇頭14，用于滅火材料噴射時(shí)將其二次粉碎。如圖3所示，本實(shí)施例爆炸抑制裝置使用時(shí)置于被保護(hù)容器外，垂直安裝在容器的上方，前端密封置于容器內(nèi)。當(dāng)控制器的火焰探頭和壓力探頭檢測(cè)到火星、火焰或壓力突升等潛在的爆炸危險(xiǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)出一個(gè)系統(tǒng)工作的觸發(fā)電信號(hào)。自發(fā)式爆炸抑制裝置接收到該信號(hào)時(shí)，會(huì)立即點(diǎn)燃燃燒室內(nèi)的火藥，火藥燃燒爆炸，瞬間產(chǎn)生大量氣體，伴隨著壓力的升高，這些氣體被燃燒室分為兩部分一部分流向燃燒室下端的噴嘴，從氣體噴頭噴向隔膜；另一部分從燃燒室周壁的排氣孔和燃燒室頂蓋周邊的排氣孔排出，擠壓主體外殼內(nèi)的滅火材料。其中流向隔膜方向的氣體受圓錐形噴嘴的作用，流速增加，瞬時(shí)產(chǎn)生的壓力最高可到16MPa，鋁合金隔膜在如此大壓力氣體沖擊下，沿著表面的劃痕迅速破裂；從燃燒室周壁和上端排出的氣體則將滅火材料順著破裂的隔膜推入變徑管道和連接管道，與火藥爆炸產(chǎn)生的氣體混合后到達(dá)雙層噴頭，經(jīng)噴頭內(nèi)層上的蘑菇頭進(jìn)一步破碎后與壓縮氣體充分混合，最后經(jīng)噴頭外層較小的噴孔霧化成顆粒極小的粉末云或水霧噴出，在噴頭前段區(qū)域與被保護(hù)容器內(nèi)的爆炸物混合，阻止火焰的發(fā)生和傳播，起到滅火抑爆作用。實(shí)施例2本實(shí)施例如圖2所示，為彎曲形自發(fā)式爆炸抑制裝置。除連接管道采用90°彎管夕卜，其余結(jié)構(gòu)均與實(shí)施例1相同，滅火抑爆原理也相同。如圖4所示，本實(shí)施例抑制裝置使用時(shí)，安裝在被保護(hù)容器的側(cè)面，前端密封置于容器內(nèi)。工作時(shí)，滅火材料從被保護(hù)容器的側(cè)面水平噴入容器內(nèi)。該實(shí)施例適用于大型料倉、圓柱形反應(yīng)釜或通徑較大的管道等環(huán)境的抑爆。
權(quán)利要求
1.一種自發(fā)式爆炸抑制裝置，包括主體外殼(3)、燃燒室(4)、隔膜(9)、滅火材料(6)和噴頭(15);其特征在于主體外殼為圓柱形筒體，頂部為半球形封頂；燃燒室為圓柱形，與主體外殼同軸安裝在主體外殼內(nèi)部，其周壁設(shè)有多個(gè)排氣孔，燃燒室頂蓋(I)與主體外殼頂部相接，燃燒室內(nèi)裝有無煙火藥，火藥中置有與點(diǎn)火引信(10)相接的點(diǎn)火源(2)，燃燒室下端與圓錐形噴嘴(5)相接，噴嘴下端與圓柱形氣體噴頭(8)相接，氣體噴頭四周有多個(gè)噴孔；所述隔膜(9)通過與主體外殼下端相接的法蘭(11)安裝在距離氣體噴頭下端5mm處，該隔膜由鋁合金制成，厚2. 5mm，表面刻有劃痕；所述滅火材料(6)置于由隔膜、噴嘴(5)、氣體噴頭(8)和主體外殼(3)形成的空間中；隔膜下面通過法蘭(11)與變徑管道(12)相接，變徑管道通過連接管道(13、13 ')與噴頭(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)式爆炸抑制裝置，其特征在于所述噴頭(15)為帶有噴孔的半球形雙層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自發(fā)式爆炸抑制裝置，其特征在于在所述噴頭(15)的內(nèi)層中心部位有一圓錐形的蘑菇頭(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)式爆炸抑制裝置，其特征在于所述滅火材料(6)為水或干粉。
全文摘要
一種自發(fā)式爆炸抑制裝置，在主體外殼內(nèi)有周壁帶有排氣孔燃燒室，燃燒室內(nèi)裝有火藥，燃燒室下端有帶有噴孔的噴嘴和噴頭，在距離噴頭下端5mm處安裝由鋁合金制成、表面有劃痕的隔膜，在隔膜上部、噴嘴和噴頭與主體外殼間有滅火材料，隔膜下面通過管道與半球形雙層噴頭連接。當(dāng)抑爆系統(tǒng)檢測(cè)到潛在的爆炸信號(hào)時(shí)，燃燒室內(nèi)的火藥被點(diǎn)燃，瞬間產(chǎn)生的高壓氣體經(jīng)噴嘴和噴頭噴出，沖破隔膜，滅火材料在燃燒室排氣孔排出的氣體壓力下從破裂的隔膜進(jìn)入管道，與氣體混合后經(jīng)半球形雙層噴頭噴出，與被保護(hù)容器內(nèi)的爆炸物混合，阻止火焰發(fā)生和傳播，起到抑爆作用。該裝置對(duì)爆炸反應(yīng)時(shí)間短、維護(hù)成本低、性能安全穩(wěn)定。
文檔編號(hào)A62C4/00GK103055450SQ20121055215
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者鐘圣俊, 魯?shù)婪颉た巳R門斯 申請(qǐng)人:東北大學(xué), 波蘭華沙工業(yè)大學(xué), 沈陽因斯福環(huán)保安全科技有限公司