一种燃气爆炸抑制装置的制作方法

1.本实用新型属于燃气抑爆领域，涉及一种燃气爆炸抑制装置。


背景技术：

2.目前用于油气、化工、煤矿、民用、军用等诸多行业领域的燃气爆炸抑制装置或方法，主要是依托各种化学、物理机理进行单一或者多相协同抑爆。协同抑爆比单一抑爆方法具有更好的效果，是以后的重点发展方向。
3.目前的燃气爆炸抑制技术和方法很多，效果各异。抑爆剂方面有纯细水雾、含不同种类添加剂的细水雾、各类惰性气体、各类惰性粉体等，抑爆装置方面有主动型的光电感应抑爆装置、被动型的各类爆炸冲击波激发式的抑爆装置、阻火器等。
4.细水雾主要用于消防领域的初期火灾扑救，应用在煤矿、粉尘类工厂等环境的除尘和抑燃抑爆，也有一定效果。但是，经大量实验验证，部分情形下，细水雾反而会出现促进爆炸的可能。惰性气体主要有氮气、二氧化碳等，主要用于灭火和抑爆，由于需要特殊装置，造价相对较高，使用场景有限，而且，如果惰性气体的注入方式考虑不周全，会导致局部超限，反而会引发次生事故。惰性粉体主要是各类不燃性干粉，如磷酸铵盐等，主要用于灭火和抑爆，大量事故案例表明，惰性粉体长时间不用，有结块、失效的情形。光电感应型主动隔抑爆装置主要应用在煤矿、军工等特殊领域，技术先进，但成本较高，如果感应元器件失效，则会出现感应不到爆炸火焰的情形，就不会快速激发，也存在失效的可能。阻火器应用于诸多领域，尤其是石油化工领域中的管道隔抑爆部分，防止管道发生泄漏爆炸，阻隔燃烧爆炸在管道内部快速传播扩散，现有阻火器均安装在管道连接处，且由于隔抑爆类型选型失误等问题，其阻火速度达不到实际情况的要求，会出现抑爆失效的可能。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种燃气爆炸抑制装置，综合抑爆效果好，解决只采用单一抑爆机理的抑爆装置存在的不足。
6.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种燃气爆炸抑制装置，包括断链降温促熄抑爆模块和与其相连的缓冲吸能模块；断链降温促熄抑爆模块包括能正反双向移动的多孔结构件，多孔结构件设置成阻截爆炸产生的冲击波和火焰波；缓冲吸能模块包括弹性件，弹性件的活动端连接于多孔结构件的正向一侧。
8.此处“多孔”的含义是材料内部具有很多孔隙，注重材料的微观结构。
9.进一步，弹性件为弹簧。
10.进一步，弹性件为液压杆。
11.进一步，弹性件有两个，对称连接于多孔结构件的两端。
12.进一步，多孔结构件呈板状。
13.进一步，多孔结构件由耐高温材料制成。
14.进一步，还包括液滴气化稀释冷却模块；液滴气化稀释冷却模块包括靠上设置在多孔结构件的反向一侧的喷嘴。
15.进一步，喷嘴有一个及以上。
16.本实用新型的有益效果在于：
17.(1)本实用新型通过充分利用缓冲吸能模块的弹性伸缩特性，以及断链降温促熄抑爆模块的正反向运动特征，双管齐下，基于缓冲吸能降压 正反双向断链降温促熄两种机理的协同作用，实现缓冲吸能降压、正向运动并断链降温促熄抑爆和反向运动并断链降温促熄抑爆共三个功能，达到更为明显、有效的燃气爆炸抑制效果，克服阻火器、细水雾等定点抑爆的缺陷，实现移动抑爆。本实用新型适合广泛应用于燃气管道、石油危化品容器、煤矿掘进工作面等地点，把爆炸控制在很小的范围内，不至于引发爆炸扩散传播。
18.(2)本实用新型在发生爆炸时辅以液滴气化稀释冷却模块，持续喷出液滴，基于液滴气化稀释冷却的机理，实现液滴气化稀释冷却降温抑爆的功能，辅助缓冲吸能降压、正向断链降温促熄抑爆和反向断链降温促熄抑爆，进一步提升抑爆效果。
19.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
20.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为本实用新型未配置液滴气化稀释冷却模块的实时抑爆效果图；
23.图3为本实用新型配置液滴气化稀释冷却模块的实时抑爆效果图。
24.附图标记：多孔结构件1、弹簧2、喷嘴3。
具体实施方式
25.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
27.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
28.请参阅图1，为一种燃气爆炸抑制装置，包括断链降温促熄抑爆模块和与其相连的缓冲吸能模块；断链降温促熄抑爆模块包括能正反双向移动的多孔结构件1，多孔结构件1设置成阻截爆炸产生的冲击波和火焰波；缓冲吸能模块包括弹性件，弹性件的活动端连接于多孔结构件1的正向一侧。
29.具体来说，多孔结构件1呈板状，由耐高温材料制成，如陶瓷、金属等均可。多孔结构件1的板面垂直于冲击波的流向。
30.弹性件为弹簧2，共有两个，对称连接于多孔结构件1的两端。在其他实施例中，弹性件也可以是液压杆等任何具有弹性伸缩特性的结构件。
31.弹性件为弹簧2，共有两个，对称连接于多孔结构件1的两端。
32.本实施例提供的燃气爆炸抑制装置，其工作流程是：
33.缓冲吸能降压：发生燃气爆炸时，断链降温促熄抑爆模块的多孔结构件1受爆炸产生的冲击波的压力而正向移动，进而压缩缓冲吸能模块的弹簧2，弹簧2进行吸能储能，降低冲击波的压力，减缓冲击波的传播速度，避免冲击波快速传播至远处引起损毁效应；
34.正向断链降温促熄抑爆：多孔结构件1正向移动过程中，爆炸产生的传播速度慢于冲击波的火焰波接触到多孔结构件1时，多孔结构件1对火焰波进行降温促熄；
35.反向断链降温促熄抑爆：多孔结构件1正向移动达到力学平衡位置点后，冲击波的压力继续衰减，多孔结构件1受弹簧2回弹产生的弹力而反向移动，对火焰波再次进行降温促熄。
36.本实施例中，弹簧2应具备合适的弹力，与多孔结构件1结合，实现移动抑爆。否则，太大则可能由于其反向作用力大于爆炸产生的冲击波的压力而无法实现多孔结构件1的正向移动及弹簧2的压缩效果，太小则可能无法实现多孔结构件1的反向移动及弹簧2的回弹效果。
37.多孔结构件1所采用的材料的孔隙度应控制在合理范围，不能太小。火焰波中的化学反应由于多孔结构件1所具有的碰壁、促熄、降温等作用而受到抑制，从而实现对火焰波的降温促熄。
38.请参阅图2，通过实时抑爆效果图可知，采用本实施例提供的燃气爆炸抑制装置，通过缓冲吸能降压、正向运动并断链降温促熄抑爆和反向运动并断链降温促熄抑爆三大功能的共同作用，对于高浓度的燃气爆炸，可以在170ms以内完全抑制熄灭爆炸火焰；对于更低浓度的燃气爆炸，火焰熄灭时间更短，能够在130ms左右使爆炸火焰熄灭。并且，火焰被控制在很小的范围内，没有形成爆炸的扩散传播。总体而言，该燃气爆炸抑制装置对于燃气爆炸的抑爆效果很好。
39.作为本实施例的改进，如图1所示，该燃气爆炸抑制装置还包括液滴气化稀释冷却模块。
40.液滴气化稀释冷却模块包括靠上设置在多孔结构件1的反向一侧的喷嘴3。发生爆炸时，喷嘴3在设定压力下从上方持续喷出一定流量的小粒径液滴，液滴受爆炸产生的火焰
波的高温作用而气化产生水蒸气，对火焰波进行吸热降温，同时水蒸气对火焰波进行稀释，辅助缓冲吸能降压、正向断链降温促熄抑爆和反向断链降温促熄抑爆，提升抑爆效果。根据实际需要选择喷嘴3的数量，可以为一个及以上，只要保证喷出的液滴粒径和流量等方面达到抑爆效果即可。可以通过真空泵向喷嘴3送液。
41.增加液滴气化稀释冷却模块，即利用液滴气化稀释冷却的机理，实现液滴气化稀释冷却降温抑爆的功能。如图3所示，在缓冲吸能降压、正向运动并断链降温促熄抑爆、反向运动并断链降温促熄抑爆和液滴气化稀释冷却降温抑爆四大功能的共同作用下，对于高浓度的燃气爆炸，可以在120ms以内完全抑制熄灭爆炸火焰；对于更低浓度的燃气爆炸，火焰熄灭时间更短，能够在100ms左右使火焰熄灭。并且，火焰被控制在很小的范围内，没有形成爆炸的扩散传播。总体而言，配置液滴气化稀释冷却模块的燃气爆炸抑制装置的抑爆效果更好。
42.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。