專利名稱：一種自發式爆炸抑制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及安全防爆技術，特別是一種用于工業管道、反應釜、料倉等容器內的自發式爆炸抑制裝置。
背景技術：
工業生產中的抑爆技術是指在容器等具有爆炸危險的環境中安裝傳感器，在檢測到爆炸信號之后快速噴射滅火劑，在爆炸初期限制爆炸的發展，以防止壓力的進一步升高，從而避免設備破壞的技術。抑爆技術可將被保護容器內的破壞程度降到最小，甚至可以不影響工業生產的進行。目前，常見的火災與爆炸監控式防護設備主要有自動噴水滅火系統、儲壓式爆炸抑制裝置和分體式爆炸抑制裝置等。自動噴水滅火系統是由灑水噴頭、報警閥組、水流報警裝置等組件及管道和供水設施組成，通過傳感器檢測，在火災發生的初期，對容器或建筑內按設定好的噴水強度進行噴水的滅火系統。自動噴水滅火系統主要用于消防。由于爆炸通常在幾百毫秒內完成，自動噴水滅火系統不能用于爆炸抑制。儲壓式爆炸抑制裝置由儲氣室和儲粉室組成，儲粉室內裝有滅火材料和起爆火藥，儲氣室內裝有高壓氣體，儲粉室一端和儲氣室之間設有儲氣隔膜，儲粉室另一端設有噴粉隔膜。裝置通過感應火球產生的前置壓力波檢測到產生爆燃的早期信號后，發出觸發信號，激活裝置。裝置激活時，由點火引信點燃儲粉室內的火藥，將儲氣隔膜打破，儲氣室內的高壓氣體進入儲粉室中，攜帶滅火材料一起沖破噴粉隔膜，噴射到被保護的場所中。該裝置的缺點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，需要定期對儲氣室進行充氣，后期維護成本較高；裝置長時間靜置，儲粉室內的滅火材料易發生板結，導致裝置啟動時滅火材料顆粒較大，且不均勻，噴到被保護場所內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壓式爆炸抑制裝置原理基本相同，該裝置由氣體發生器和滅火單元組成；氣體發生器內裝有火藥；滅火單元置于一主體外殼中，內裝滅火材料，上層有隔膜；氣體發生器通過設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，由點火引信點燃氣體發生器內的火藥，產生大量壓縮空氣，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，進入滅火單元，攜帶滅火單元內的滅火材料通過噴頭噴入被保護場所。該裝置的優點是，未啟動時氣體發生器內為常壓，不需定期充氣，相比儲壓式爆炸抑制裝置無因使用壓縮空氣而帶來的安全隱患，簡化了后期維護工作；主體法蘭和噴頭法蘭可以打開，置于主體外殼內的滅火單元可以隨時更換，避免滅火材料因發生板結而導致抑爆效果降低。但該種裝置也存在缺點，一是需要定期更換滅火單元，后期維護工作仍較繁瑣，維護成本較高；二是由于裝置啟動時壓縮空氣需沖破多層隔膜，導致裝置對爆炸的反應速度下降，反應時間較長，抑爆效果不理
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發明內容
本發明的目的是針對上述現有技術存在的問題提供一種對爆炸反應時間短、維護成本低、無安全隱患、性能穩定可靠的自發式爆炸抑制裝置。為實現上述目的，本發明提供的自發式爆炸抑制裝置，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部，其周壁設有多個排氣孔，燃燒室頂蓋與主體外殼頂部相接，燃燒室內裝有無煙火藥，火藥中置有與點火引信相接的點火源，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構。在所述噴頭的內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。與現有技術相比較，本發明的優點如下(I)燃燒室直接安裝在存放滅火材料的主體外殼內，裝置工作時，燃燒室產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，另一路則與滅火材料迅速混合，通過管道從噴頭噴出，成霧時間小于50ms，對爆炸的反應速度遠快于分體式爆炸抑制裝置和儲壓式爆炸抑制系統，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，使其不易發生板結，抑爆性能穩定，首次安裝后一般無需定期更換滅火材料，維護成本極低。(3)裝置未發生作用時內部壓力為常壓，不需充壓，無安全隱患，后續維護工作量少。
圖1為本發明實施例1的整體結構剖視圖；圖2為本發明實施例2的整體結構剖視圖；圖3為本發明實施例1的應用示意圖；圖4為本發明實施例2的應用示意圖；圖中，1.燃燒室頂蓋，2.點火源，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。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。實施例1本實施例自發式爆炸抑制裝置，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部，其周壁設有多個排氣孔；燃燒室頂蓋I與主體外殼頂部相接，其周邊對稱分布四個與水平成45°角的排氣孔(圖中未顯示)；燃燒室內裝有用塑料袋包裝的無煙火藥，火藥中置有點火源2，點火源通過點火引信10與裝置外部的爆炸信號檢測系統相接；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);根據抑爆場所的特點，選擇由水或粉末構成的滅火材料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；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的內層噴霧孔孔徑較大，外層噴霧孔孔徑較小，當滅火材料為粉末時，為防止滅火材料因放置時間過長而發生板結，降低滅火抑爆效果，在噴頭的內層中心部位設一圓錐形的蘑菇頭14，用于滅火材料噴射時將其二次粉碎。如圖3所示，本實施例爆炸抑制裝置使用時置于被保護容器外，垂直安裝在容器的上方，前端密封置于容器內。當控制器的火焰探頭和壓力探頭檢測到火星、火焰或壓力突升等潛在的爆炸危險時，會發出一個系統工作的觸發電信號。自發式爆炸抑制裝置接收到該信號時，會立即點燃燃燒室內的火藥，火藥燃燒爆炸，瞬間產生大量氣體，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，瞬時產生的壓力最高可到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，與火藥爆炸產生的氣體混合后到達雙層噴頭，經噴頭內層上的蘑菇頭進一步破碎后與壓縮氣體充分混合，最后經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，在噴頭前段區域與被保護容器內的爆炸物混合，阻止火焰的發生和傳播，起到滅火抑爆作用。實施例2本實施例如圖2所示，為彎曲形自發式爆炸抑制裝置。除連接管道采用90°彎管夕卜，其余結構均與實施例1相同，滅火抑爆原理也相同。如圖4所示，本實施例抑制裝置使用時，安裝在被保護容器的側面，前端密封置于容器內。工作時，滅火材料從被保護容器的側面水平噴入容器內。該實施例適用于大型料倉、圓柱形反應釜或通徑較大的管道等環境的抑爆。
權利要求
1.一種自發式爆炸抑制裝置，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部，其周壁設有多個排氣孔，燃燒室頂蓋(I)與主體外殼頂部相接，燃燒室內裝有無煙火藥，火藥中置有與點火引信(10)相接的點火源(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.根據權利要求1所述的自發式爆炸抑制裝置，其特征在于所述噴頭(15)為帶有噴孔的半球形雙層結構。
3.根據權利要求1或2所述的自發式爆炸抑制裝置，其特征在于在所述噴頭(15)的內層中心部位有一圓錐形的蘑菇頭(14)。
4.根據權利要求1所述的自發式爆炸抑制裝置，其特征在于所述滅火材料(6)為水或干粉。
全文摘要
一種自發式爆炸抑制裝置，在主體外殼內有周壁帶有排氣孔燃燒室，燃燒室內裝有火藥，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。當抑爆系統檢測到潛在的爆炸信號時，燃燒室內的火藥被點燃，瞬間產生的高壓氣體經噴嘴和噴頭噴出，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入管道，與氣體混合后經半球形雙層噴頭噴出，與被保護容器內的爆炸物混合，阻止火焰發生和傳播，起到抑爆作用。該裝置對爆炸反應時間短、維護成本低、性能安全穩定。
文檔編號A62C4/00GK103055450SQ20121055215
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者鐘圣俊, 魯道夫·克萊門斯 申請人:東北大學, 波蘭華沙工業大學, 沈陽因斯福環保安全科技有限公司