一种氧气管道阻火器的制作方法

1.本发明属于安全设备技术领域，涉及一种适合氧气管道的阻火器。


背景技术：

2.阻火器被广泛用用于矿山、煤矿、水运及化学工业中。在石油化工工业中，阻火器被广泛应用在各类易燃易爆的储罐或管道上。当储罐或管道遇到明火或雷击时，就可能引起火灾。
3.传统阻火器的结构主要由阻火元件（常称阻火芯）、阻火器外壳及连接法兰组成。阻火芯用来阻止火焰通过；阻火器外壳用来保证可燃气体密闭流经阻火器；连接法兰用来将阻火器安装在现场管道上，或被保护的储气装置上。
4.氧气管道内通常为正压，因氧气属于助燃气体，并不属于可燃性气体，所以氧气并不包含在《爆炸危险环境电力装置设计规范》gb50058-2014附录c“可燃性气体或蒸汽爆炸性混合物分级、分组”中，但是，在工业电气设计中，都会将涉及到氧气的设备选定为防爆型设备，通常选用exdiibt4gb型及以上。
5.按安装位置分类，可分为管端阻火器和管道阻火器。管端阻火器是安装在排气管的端部，管道阻火器是安装在管道中间位置。所述阻火器通常安装在管道中间位置的连接处，如图示，无论是自a向b方向发生爆燃还是自b向a方向发生爆燃，管道末端起火爆炸时，用来防止火焰传播到管道的另一端。在正常工作状态下，管道内的气体，正常流通过阻火器。当管道一侧发生爆燃事故时，由于爆炸作用，管道内气体体积会发生剧烈膨胀，这些膨胀的气体行成的冲击波，会以超过正常流速上百倍的速度向管道两端流动，在管道内行成超亚音速流动的气流，这些气流流经阻火器时，对阻火器会造成损坏、变形，使阻火器失去阻火能力，进而导致火焰穿过阻火器，使没有起火的管道一端也发生连环起火爆炸。阻火器的作用即阻火器一侧发生起火或爆炸时，阻止火焰传导到阀门的另一侧，防止管道继续连环起火爆炸。
6.现有的大部分阻火器，主要包含以下几种：（1）通过阻断火焰灭火；（2）通过降低着火点灭火；（3）通过内置化学介质灭火；（4）物理特性与化学特性相结合灭火。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是提供一种新型的氧气管道阻火器，从而达到有效阻止氧气爆燃的火焰冲击，并有效阻止起火事故扩大的目的。
8.为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种氧气管道阻火器，包括两端分别与管道连接的阻火器壳体，所述阻火器壳体内部的两侧分别对称设置控火层和阻火层；所述控火层，是具有网孔的格珊网结构，控火层边缘与阻火器壳体内壁固定；所述阻火层，设置于控火层内侧，所述阻火层包括弹性形变小球和格珊网框架结构，多个弹性形变小球约束放置于格珊网框架结构内部，格珊网框架结构的边缘与阻火器
壳体内壁固定；无起火的正常状态下，弹性形变小球之间的间隙形成气体流通通道；起火状态下，弹性形变小球膨胀后阻断气体流通通道；在阻火层壳体内部，同一侧的控火层与阻火层之间形成i级缓冲腔体，两个阻火层之间形成ii级缓冲腔体。
9.进一步地，所述ii级缓冲腔体内放置有平衡球，在无起火的正常状态下，所述平衡球与阻火器壳体内壁之间的间隙形成气体流通通道；起火状态下，平衡球膨胀后接触阻火器壳体内壁阻断气体流通通道。
10.进一步地，所述弹性形变小球采用热塑性聚氨酯弹性体（tpu）材料制造。
11.进一步地，所述弹性形变小球内部充填有惰性气体。
12.进一步地，所述膨胀球采用热塑性聚氨酯弹性体（tpu）材料制造。
13.进一步地，所述膨胀球内部充填有惰性气体。
14.进一步地，阻火器壳体两端分别设置有法兰盘，所述法兰盘与两侧管道相连。
15.根据本发明，当阻火器一侧的管道发生起火或爆炸时，经过控火层后火势变得平缓可控，阻火层的弹性形变小球暂时性地被负压及高温所致发生形变而膨胀，使原有正常通气道被堵塞，阻止火焰传导到阀门的另一侧，防止管道继续连环起火爆炸。
16.本发明利用物理方法灭火，可靠性较高。所述阻火器阻爆性能合格，阻火器连续15次以亚音速火焰试验，均能阻止火焰的通过。耐烧性能合格，耐烧试验2小时无回火现象。壳体水压试验合格，水压试验3.0mpa无渗漏。结构合理，重量轻，易检修，安装方便。
17.阻火器防爆等级可达到exdiibt4gb型及以上，防护等级可达到ip65型及以上。
附图说明
18.此处的附图用来提供对本发明的进一步说明，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
19.图1为本发明所述氧气管道阻火器的外观主视图。
20.图2为发明所述氧气管道阻火器的内部剖视图。
21.图3为本发明控火层示意图。
22.图4为本发明阻火层示意图。
23.图中：1-阻火器壳体；2-平衡球；3-法兰盘；11-控火层；12-阻火层；13-i级缓冲腔体；14-ii级缓冲腔体；120-弹性形变小球。
具体实施方式
24.为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施方式及实施例中的特征可以相互组合。
25.本发明一种典型的实施方式提供的氧气管道阻火器，包括两端分别与管道连接的阻火器壳体1，所述阻火器壳体1内部的两侧分别对称设置控火层11和阻火层12；所述控火层11，是具有网孔的格珊网结构，控火层11边缘与阻火器壳体1内壁固定；所述阻火层12，设置于控火层11内侧，所述阻火层12包括弹性形变小球120和格珊
网框架结构，多个弹性形变小球120约束放置于格珊网框架结构内部，格珊网框架结构的边缘与阻火器壳体1内壁固定；无起火的正常状态下，弹性形变小球120之间的间隙形成气体流通通道；起火状态下，弹性形变小球120膨胀后阻断气体流通通道。
26.在阻火层壳体1内部，同一侧的控火层11与阻火层12之间形成i级缓冲腔体13，两个阻火层12之间形成ii级缓冲腔体14。
27.根据以上实施方式，当含氧气管道内气体发生爆燃时，管道内气体体积会发生剧烈膨胀，这些膨胀的气体行成的冲击波，会以超过正常流速上百倍的速度向管道两端流动。当爆燃火焰抵达控火层11时，火焰会被格栅网分割成若干个若干火苗并变得均匀，同时火势变得平缓可控，此时位于控火层11和阻火层12之间的i级缓冲腔体13由于气体被瞬间点燃，使i级缓冲腔体13内的气体体积发生变化，但i级缓冲腔体13本身为非可燃耐高温金属材料，气体体积不会发生变化，这就会使i级缓冲腔体13部分形成短暂的负压状态，这种负压进而使弹性形变小球120暂时性地被负压及高温所致发生形变而膨胀，使原有正常通气道被堵塞达到阻火的目的。
28.当火焰熄灭，气体恢复正常通过管道，i级缓冲腔体13由短暂的负压状态恢复成正常通气压力状态，即阻火器内部恢复到气体爆燃前状态，进而可正常继续使用。
29.以上实施方式中，阻火器壳体1采用非可燃耐高温金属材料制成，阻火器壳体2两侧对称设有内凹的颈部。控火层11上的网孔优选为方形网孔。控活层11的格珊网结构和阻火层12的格珊网框架结构采用非可燃耐高温金属材料制成。控火层11及阻火层12（包括弹性形变小球120和格珊网框架结构）表面喷涂防火脂。
30.优选的实施方式中，所述弹性形变小球120采用弹性较好的热塑性聚氨酯弹性体（tpu）材料制造，可随气压变化状态进行膨胀收缩。正常通气状态下小球不饱满，气体可以正常通过，爆燃状态下小球发生形变，且保证小球形变率≥98.6%。
31.管道内氧气为中性气体，除轻微氧化外，不会对上述材料造成较大腐蚀。
32.一种优选的实施方式中，所述ii级缓冲腔体内放置有平衡球，在无起火的正常状态下，所述平衡球与阻火器壳体内壁之间的间隙形成气体流通通道；起火状态下，平衡球膨胀后接触阻火器壳体内壁阻断气体流通通道。
33.所述平衡球2优选采用弹性较好的热塑性聚氨酯弹性体（tpu）材料制造，球体内部充装惰性气体，正常通气状态下不发生形变，气体可以正常通过，爆燃状态下可保证平衡2球形变率≥99.99%。用于爆燃状态下使阻火器压强达到整体平衡的目的。
34.根据权利要求2所述的氧气管道阻火器，其特征在于：阻火器壳体两端分别设置有法兰盘，所述法兰盘与两侧管道相连。
35.本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。