本發(fā)明涉及一種新型淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門,屬于泄爆防爆領域。
背景技術:
壓力管道和壓力容器等耐壓設備是現代工業(yè)生產過程中十分常見的設備,這類設備在使用過程中由于內部一直處于較大的超壓狀態(tài),特別是存儲和輸送一些可燃性氣體和粉塵的過程中,經常因為超過壓力閾值而發(fā)生爆炸事故。泄壓防爆門是預防此類事故發(fā)生和減輕事故災害的重要設備。
目前諸如煤礦、火力發(fā)電廠、各類化工廠等企業(yè)使用的各類耐壓設備中均設有防爆門。目前常用的泄壓防爆門主要有以下幾種:一種是依靠重力的作用使得泄壓防爆門的封蓋密封于泄爆口處,但是由于其依靠重力作用的原理,所以對安裝的方式有要求,在應用的過程中十分具有局限性。另外一種常見的泄爆口裝置為泄爆片,但是由于泄爆片使用上的不可重復性,使得在使用過程中需要頻繁更換,十分不便。
還有一種是利用彈簧的彈力使得泄壓防爆門能夠自動回位,但是由于彈簧彈力無法調節(jié),使得回位的時間無法控制,使得在使用過程中會出現由于泄壓防爆門關閉過早高溫高壓氣體和火焰泄放不完全,或者出現泄壓防爆門無法關閉或者關閉遲緩導致空氣大量進入壓力容器或者管道造成二次爆炸事故。并且上述幾種泄放裝置均不具有淬熄火焰和減小出口處沖擊波超壓大小功能的問題,只是簡單地將高溫高壓的火焰和氣體直接泄放到作業(yè)空間,極有可能對周邊的設備和作業(yè)人員造成傷害。對于現存的泄壓防爆門的泄放時間無法控制的問題,經過利用自身開發(fā)的數值模擬軟件研究得出結論,管道中火焰?zhèn)鞑ゴ嬖诩げㄔ谇?,火焰在后的?guī)律,最大壓力一般出現在火焰鋒面。傳統的泄壓防爆門在壓力減弱后,便迅速自動回位,但是此時火焰還沒有完全泄放,容易引起火焰回傳,發(fā)生二次爆炸。
技術實現要素:
本發(fā)明目的是為了解決現有的泄壓防爆門泄壓時間不可控導致二次爆炸,以及無法淬熄火焰和衰減出口處沖擊波超壓的問題,提供淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門。
本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現的。
本發(fā)明公開一種淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門,包括:底座,螺栓,法蘭,金屬絲網,泡沫陶瓷,接觸開關,導桿,頂蓋,彈簧,時控開關,電磁鐵,防爆吸盤。
金屬絲網鋪設在泡沫陶瓷的兩端;通過兩個法蘭夾持,并有螺栓固定,組成淬熄火焰衰減超壓一體化結構,使用過程中便于拆卸和更換;金屬絲網一方面起到分割、淬熄火焰的目的,一方面起到固定泡沫陶瓷的作用,防止沖擊過程中可能破碎的泡沫陶瓷飛濺。
淬熄火焰衰減超壓一體化結構的一側與泄放出口通過螺栓固定;另一側通過螺栓與底座固定連接;泄放出口為帶有截面積為梯形突臺的環(huán)狀結構,用于支撐防爆吸盤;底座為環(huán)狀結構,底座下端與壓力容器或運輸管線固定連接。
導桿固定連接在泄放出口的突臺外側,導桿另一端與頂蓋固定連接;防爆吸盤為底部帶有突臺的截錐體結構,突臺處開有通孔,用于穿過導桿;防爆吸盤倒置在泄放出口上,此時與泄放出口的梯形突臺相契合,契合處安裝有接觸開關;
彈簧套在導桿上,彈簧一端與頂蓋固定連接,另一端與防爆吸盤固定連接;
電磁鐵分別安裝在頂蓋與防爆吸盤上;時控開關用于控制電磁鐵是否通電;電磁鐵的通電時間具體根據工程實際設定,并可以通過時控開關調節(jié),滿足多種工況。
所述法蘭內部一側帶有突臺,用于約束金屬絲網和泡沫陶瓷的位置;
泡沫陶瓷的材料為AL2O3或SiC,具體孔徑依據實際工程需要選定;泡沫陶瓷的厚度應大于15mm,否則對火焰起到加速的作用。
工作過程:正常狀態(tài)下,防爆吸盤12在彈簧9彈力的作用下處于壓實的狀態(tài),接觸開關6處于接觸導通的位置,電磁鐵11處于斷電沒有磁性的狀態(tài)。
當壓力容器或者管道中的壓力超過設定的壓力閾值,或者管道中發(fā)生非正常爆炸燃燒事故導致管道或容器的壓力瞬間升高時。高壓氣體沖擊防爆吸盤12,使得防爆吸盤上的觸控開關6斷開,斷開的觸控開關將動作信號傳遞給時控開關10,時空開關10接通電磁鐵11的同時啟動計時。電磁鐵11在通電的瞬間,便獲得磁性,防爆吸盤和頂蓋內側的電磁鐵吸合在一起,打開泄放通道,彈簧7處于壓縮狀態(tài),在設定的時控開關的延時時間計時結束后,時控開關10斷開電磁鐵11的通電,電磁鐵11失去磁性,防爆吸盤12在彈簧9的作用下,重新回位,封閉泄放通道。如果此時管道或者壓力容器內的壓力仍高于設定的壓力閾值,壓差會重新打開防爆吸盤12,斷開接觸開關6,重復上述工作過程。
由金屬絲網4和泡沫陶瓷5組合而成的淬熄火焰,降低超壓的結構處于壓力容器或者管道與泄放通道的中間位置,在火焰或者高溫高壓的爆炸氣體通過時,利用金屬絲網和泡沫陶瓷的特殊結構和物理性質對火焰進行淬熄。
有益效果
1、本發(fā)明淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門的淬熄火焰衰減超壓一體化結構能夠有效減小泄壓防爆門出口處沖擊波的壓力的大小,使得出口處傳播出的火焰大小明顯減弱,甚至淬熄。
2、本發(fā)明淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門中的延時自閉功能使得燃燒、爆炸產生的火焰和沖擊波能夠有充足的時間的減弱、淬熄和釋放;并且可以根據需要調節(jié)泄放出口開口時間,應對不同等級的爆炸事故,適用范圍廣。
3、本發(fā)明淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門中的淬熄火焰衰減超壓一體化結構還能夠有效防止回火現象的發(fā)生;并且由于采用一體化設計的結構,使用過程中安裝、拆卸和更換均十分方便。
附圖說明
圖1為本發(fā)明淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門的示意圖。
其中,1-底座,2-螺栓,3-法蘭,4-金屬絲網,5-泡沫陶瓷,6-接觸開關,7-導桿,8-頂蓋,9-彈簧,10-時控開關,11-電磁鐵,12-防爆吸盤。
具體實施方案
下面結合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。
實施例1
本發(fā)明公開一種淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門,包括:底座1,螺栓2,法蘭3,金屬絲網4,泡沫陶瓷5,接觸開關6,導桿7,頂蓋8,彈簧9,時控開關10,電磁鐵11,防爆吸盤12。
金屬絲網4鋪設在厚度為30mm的泡沫陶瓷5的兩端,泡沫陶瓷采用AL2O3材料;通過兩個法蘭3夾持,并有螺栓2固定,組成淬熄火焰衰減超壓一體化結構,使用過程中便于拆卸和更換;金屬絲網4一方面起到分割、淬熄火焰的目的,一方面起到固定泡沫陶瓷5的作用,防止沖擊過程中可能破碎的泡沫陶瓷5飛濺。
淬熄火焰衰減超壓一體化結構的一側與泄放出口通過螺栓2固定;另一側通過螺栓2與底座1固定連接;泄放出口為帶有截面積為梯形突臺的環(huán)狀結構,用于支撐防爆吸盤12;底座1為環(huán)狀結構,底座1下端與壓力容器或運輸管線固定連接。
導桿7固定連接在泄放出口的突臺外側,導桿7另一端與頂蓋8固定連接;防爆吸盤12為底部帶有突臺的截錐體結構,突臺處開有通孔,用于穿過導桿7;防爆吸盤12倒置在泄放出口上,此時與泄放出口的梯形突臺相契合,契合處安裝有接觸開關6;
彈簧9套在導桿7上,彈簧9一端與頂蓋8固定連接,另一端與防爆吸盤12固定連接;
電磁鐵11分別安裝在頂蓋8與防爆吸盤12上;時控開關10用于控制電磁鐵11是否通電;時控開關設置0.5S的倒計時;
所述法蘭3內部一側帶有突臺,用于約束金屬絲網4和泡沫陶瓷5的位置;
工作過程:
正常狀態(tài)下,防爆吸盤12在彈簧9彈力的作用下處于壓實的狀態(tài),接觸開關6處于接觸導通的位置,電磁鐵11處于斷電沒有磁性的狀態(tài)。
本發(fā)明淬熄火焰延時自閉泄壓防爆門設置在甲烷濃度為9.5%的壓力容器的泄放口處,當壓力容器或者管道中的壓力超過設定的壓力閾值,或者壓力容器中發(fā)生非正常爆炸燃燒事故導致管道或容器的壓力瞬間升高時。高壓氣體沖擊防爆吸盤12,使得防爆吸盤上的觸控開關6斷開,斷開的觸控開關將動作信號傳遞給時控開關10,時空開關10接通電磁鐵11的同時啟動計時。電磁鐵11在通電的瞬間,便獲得磁性,防爆吸盤和頂蓋內側的電磁鐵吸合在一起,打開泄放通道,彈簧7處于壓縮狀態(tài),在設定的時控開關的延時時間0.5S計時結束后,時控開關10斷開電磁鐵11的通電,電磁鐵11失去磁性,防爆吸盤12在彈簧9的作用下,重新回位,封閉泄放通道。如果此時管道或者壓力容器內的壓力仍高于設定的壓力閾值,壓差會重新打開防爆吸盤12,斷開接觸開關6,重復上述工作過程。
由金屬絲網4和泡沫陶瓷5組合而成的淬熄火焰,降低超壓的結構處于壓力容器或者管道與泄放通道的中間位置,在火焰或者高溫高壓的爆炸氣體通過時,利用金屬絲網和泡沫陶瓷的特殊結構和物理性質對火焰進行淬熄。對比沒有使用泡沫陶瓷與金屬絲網的泄放裝置,沖擊波超壓減少40%左右。