專利名稱:一種主動(dòng)泄爆方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于安全裝置中使爆炸變?yōu)闊o危險(xiǎn)的爆轟波的減震或緩沖裝置的技術(shù)領(lǐng)域：
，即提出了一種主動(dòng)泄爆方法及裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的泄爆技術(shù)是在爆炸發(fā)生后，通過爆炸沖擊波本身的能量或沖量來啟動(dòng)泄爆裝置(如爆破片、泄爆門等)從而將壓力泄放掉，屬于被動(dòng)泄爆技術(shù)。以爆破片為例，它是通過材料的斷裂來泄爆的，由于材料具有一定的強(qiáng)度，需要待爆炸壓力累積到一定程度才能打開泄爆片，同時(shí)由于材料的韌性和加工硬化，使得破爆片在泄爆過程中還會(huì)引起設(shè)備內(nèi)部爆炸壓力進(jìn)一步升高。這種情況對(duì)于重復(fù)使用的泄爆門來說，表現(xiàn)得更為突出。當(dāng)泄爆門的面積較大時(shí)，延遲泄爆可以造成設(shè)備內(nèi)部壓力的嚴(yán)重累積而釀成事故。在防爆實(shí)踐過程中，泄爆失效絕大多數(shù)是由于泄爆裝置未能及時(shí)啟動(dòng)而造成的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要擯棄被動(dòng)泄爆的思想，采取主動(dòng)泄爆的方式來確保壓力容器和高壓裝置的安全運(yùn)行。
本發(fā)明提出了一種主動(dòng)泄爆的方法，其特征在于超前探測(cè)爆炸起始階段的信息(如壓力、聲音、火焰等)，將該信息輸入到中心控制單元用以觸發(fā)泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開啟以實(shí)施泄爆。
同被動(dòng)泄爆方法相比，主動(dòng)泄爆方法可以在爆炸發(fā)生的瞬間就開始工作，不存在被動(dòng)泄爆方法中爆炸壓力必須達(dá)到泄爆裝置額定的開啟壓力后才能啟動(dòng)的問題，避免了泄爆遲緩現(xiàn)象的發(fā)生，可以真正實(shí)現(xiàn)“零”開啟壓力泄爆。其意義在于增加泄爆過程的可靠性，同時(shí)又極大地提高了泄爆效率。本發(fā)明的方法還可以解決許多按國家標(biāo)準(zhǔn)無法進(jìn)行泄壓防爆改造的問題，比如設(shè)備的長(zhǎng)徑大于5、介質(zhì)爆炸指數(shù)超過60兆帕·米/秒的圍包體泄爆等問題。
本發(fā)明還提出了一種實(shí)施主動(dòng)泄爆方法的裝置，其特征在于它由爆炸信號(hào)探測(cè)單元、中心控制單元、報(bào)警裝置和泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)所組成。
本發(fā)明所采用的爆炸信號(hào)探測(cè)單元可以是壓力傳感器，也可以是火焰探測(cè)器，以及它們的組合。
本發(fā)明所采用的中心控制單元由微機(jī)或可編程控制器組成，其執(zhí)行程序的邏輯框圖結(jié)構(gòu)如下
(1)開始、初始化；(2)接收壓力傳感器和火焰探測(cè)器的輸入信號(hào)；(3)當(dāng)信號(hào)未超過額定值時(shí)，返回上一程序繼續(xù)探測(cè)；(4)當(dāng)信號(hào)超過額定值時(shí)，延時(shí)10毫秒進(jìn)行邏輯處理；(5)如果只有火焰信號(hào)超值，下達(dá)報(bào)警指令；(6)如果有壓力信號(hào)或壓力火焰兩種信號(hào)同時(shí)超值，則下達(dá)指令驅(qū)動(dòng)泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)泄爆；(7)結(jié)束。
本發(fā)明所采用的泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用泄爆板結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所說的泄爆板開閉機(jī)構(gòu)采用杠桿式結(jié)構(gòu)、閘板式結(jié)構(gòu)或者轉(zhuǎn)動(dòng)式結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的主動(dòng)泄爆方法及裝置具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)一、可以實(shí)現(xiàn)“零”開啟壓力泄爆，極大地提高了泄爆效率，解決了許多按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15605無法進(jìn)行泄壓防爆改造的實(shí)際工業(yè)問題；二、對(duì)防爆裝置的材質(zhì)、運(yùn)動(dòng)件的慣性沒有苛刻的要求，解決了被動(dòng)泄爆裝置最為關(guān)切的問題，本發(fā)明的裝置不僅可以做到像泄爆門一樣重復(fù)使用，而且可以達(dá)到爆破片一樣的密封效果；三、適用于和隔爆技術(shù)聯(lián)合使用，本發(fā)明的裝置對(duì)爆炸早期信號(hào)的探測(cè)結(jié)構(gòu)同樣可以作為隔爆裝置的觸發(fā)信號(hào)，兩者結(jié)合既可提高防爆效果，降低成本；又可將泄爆過程中對(duì)環(huán)境造成的危害降到最低程度。
總之，本發(fā)明的方法和裝置既克服被動(dòng)式泄爆烽裝置的缺點(diǎn)；又集中了被動(dòng)式泄爆裝置的主要優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)和隔爆技術(shù)聯(lián)合使用時(shí)能夠大大降低防爆技術(shù)的成本，這有利于提高防止工業(yè)爆炸事故的技術(shù)水平，推廣應(yīng)用后可產(chǎn)生重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。



圖1是本發(fā)明的方法和裝置示意圖，圖中1爆炸信號(hào)探測(cè)單元，2中心控制單元，3杠桿式泄爆板開啟機(jī)構(gòu)，4泄爆板和5被保護(hù)的壓力容器或設(shè)備；圖2是本發(fā)明的裝置中的中心控制單元的執(zhí)行程序邏輯框圖；圖3是本發(fā)明的方法和裝置示意圖，圖中1爆炸信號(hào)探測(cè)單元，2中心控制單元，6閘板式泄爆板開啟機(jī)構(gòu)，4泄爆板和5被保護(hù)的壓力容器或設(shè)備；圖4是本發(fā)明的方法和裝置示意圖，圖中1爆炸信號(hào)探測(cè)單元，2中心控制單元，7轉(zhuǎn)動(dòng)式泄爆板開啟機(jī)構(gòu)，4泄爆板和5被保護(hù)的壓力容器或設(shè)備。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明的方法和裝置其結(jié)構(gòu)與布置如圖1所示，圖中1爆炸信號(hào)探測(cè)單元，2中心控制單元，3泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)和4泄爆板。當(dāng)被保護(hù)的壓力容器或設(shè)備5發(fā)生爆炸時(shí)，壓力迅速增大，其壓力波的前波陣面觸發(fā)安裝在容器管道或器壁上的爆炸信號(hào)探測(cè)單元1，探測(cè)單元將信號(hào)輸入中心控制單元2，先通過其中的A/D(模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào))轉(zhuǎn)換器再輸入微機(jī)或PLC控制器，中心控制單元按圖2所示的邏輯框圖執(zhí)行；(1)開始、初始化；(2)接收壓力傳感器和火焰探測(cè)器的輸入信號(hào)；(3)當(dāng)信號(hào)未超過額定值時(shí)，返回上一程序繼續(xù)探測(cè)；(4)當(dāng)信號(hào)超過額定值時(shí)，延時(shí)10毫秒進(jìn)行邏輯處理；(5)如果只有火焰信號(hào)超值，下達(dá)報(bào)警指令；(6)如果有壓力信號(hào)或壓力火焰兩種信號(hào)同時(shí)超值，則下達(dá)指令驅(qū)動(dòng)泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)泄爆；(7)結(jié)束。
本發(fā)明的泄爆裝置其爆炸信號(hào)控制單元是壓力傳感器和火焰探測(cè)器，關(guān)鍵是其探測(cè)反應(yīng)時(shí)間和靈敏度。爆炸壓力波的傳播速度是聲速；而火焰信號(hào)的傳播速度是光速，后者比前者要快近百萬倍，當(dāng)然用火焰探測(cè)器會(huì)更為靈敏。然而壓力容器爆炸時(shí)不一定會(huì)起火，故壓力傳感器還是必不可少的。只有當(dāng)壓力波信號(hào)超值時(shí)，中心控制單元才會(huì)發(fā)出使泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)開啟的指令。
實(shí)施例1按圖1所示布置主動(dòng)泄爆裝置，采用壓電式壓力傳感器(如石英傳感器)和紫外光火焰探測(cè)器作爆炸信號(hào)探測(cè)單元1，以微機(jī)作中心控制單元2，而泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)由杠桿式開閉機(jī)構(gòu)3和泄爆板4組成。
在系統(tǒng)發(fā)生爆炸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)火光和壓力增大，利用火焰探測(cè)器和壓電式壓力傳感器探測(cè)爆炸信號(hào)，并送至中心控制單元，由控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和分析。若確實(shí)發(fā)生了爆炸，則立即下達(dá)指令啟動(dòng)杠桿式開閉機(jī)構(gòu)打開泄爆板，將爆炸壓力泄放掉，以達(dá)到安全防爆的目的。若系統(tǒng)中僅出現(xiàn)壓力擾動(dòng)或僅有火星發(fā)生則本裝置只發(fā)出報(bào)警信號(hào)而不啟動(dòng)泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
實(shí)施例2見圖4，同實(shí)施例1，不同的是采用可編程(PLC)控制器作中心控制單元，而以閘板式結(jié)構(gòu)6開啟泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
本實(shí)施例特別適合于大型粉體輸送管道的爆炸泄爆防護(hù)。
實(shí)施例3同實(shí)施例1和2，如圖4所示，區(qū)別在于采用以轉(zhuǎn)動(dòng)式開閉結(jié)構(gòu)7作泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)。中心控制單元根據(jù)收到的信號(hào)，若僅有危險(xiǎn)，則發(fā)出警報(bào)；若辨識(shí)發(fā)生了爆炸，則發(fā)出指令，啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)構(gòu)使泄爆蓋打開，泄放壓力波避免系統(tǒng)被炸壞。
權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)泄爆方法，其特征在于超前探測(cè)爆炸起始階段的信息，將該信號(hào)輸入到中心控制單元用以觸發(fā)泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開啟以實(shí)施泄爆。
2.一種實(shí)施權(quán)利要求
1所述的主動(dòng)泄爆方法的裝置，其特征在于它由爆炸信號(hào)探測(cè)單元、中心控制單元、報(bào)警裝置和泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)所組成。
3.按權(quán)利要求
2所述的主動(dòng)泄爆裝置，其特征在于所說的爆炸信號(hào)探測(cè)單元是壓力傳感器和火焰探測(cè)器的組合。
4.按權(quán)利要求
2所述的主動(dòng)泄爆裝置，其特征在于所說的中心控制單元是微處理機(jī)或可編程控制器。
5.按權(quán)利要求
4所述的主動(dòng)泄爆裝置，其特征在于所說的中心控制單元的執(zhí)行程序的邏輯結(jié)構(gòu)是(1)開始、初始化；(2)接收壓力傳感器和火焰探測(cè)器的輸入信號(hào)；(3)當(dāng)信號(hào)未超過額定值時(shí)，返回上一程序繼續(xù)探測(cè)；(4)當(dāng)信號(hào)超過額定值時(shí)，延時(shí)10毫秒進(jìn)行邏輯處理；(5)如果只有火焰信號(hào)超值，下達(dá)報(bào)警指令；(6)如果有壓力信號(hào)或壓力火焰兩種信號(hào)同時(shí)超值，則下達(dá)指令驅(qū)動(dòng)泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)泄爆；(7)結(jié)束。
6.按權(quán)利要求
2所述的主動(dòng)泄爆裝置，其特征在于所說的泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用泄爆板結(jié)構(gòu)。
7.按權(quán)利要求
6所述的主動(dòng)泄爆裝置，其特征在于所說的泄爆板開閉機(jī)構(gòu)采用杠桿式結(jié)構(gòu)；或者閘板式結(jié)構(gòu)；或者轉(zhuǎn)動(dòng)式結(jié)構(gòu)。
專利摘要
本發(fā)明提出了一種主動(dòng)泄爆的方法，其特征是超前探測(cè)爆炸起始階段的信息，將該信號(hào)輸入到中心控制單元用以觸發(fā)泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)釋放爆炸壓力，實(shí)施泄爆。本發(fā)明還提出了一種實(shí)施主動(dòng)泄爆方法的裝置，其特征在于它由爆炸信號(hào)探測(cè)單元、中心控制單元、報(bào)警裝置和泄爆執(zhí)行機(jī)構(gòu)所組成。本發(fā)明所采用爆炸信號(hào)探測(cè)單元是壓力傳感器和火焰探測(cè)器的組合，中心控制單元可以是微機(jī)或可編程控制器(PLC)，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)為泄爆板，其開啟機(jī)構(gòu)可以采用杠桿式、閘板式或者轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的方法和裝置集中了被動(dòng)泄爆裝置的主要優(yōu)點(diǎn)，而又克服了被動(dòng)泄爆裝置缺點(diǎn)，顯著地提高了工業(yè)防爆的技術(shù)水平，經(jīng)過推廣應(yīng)用后可望取得極大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F42D5/04GKCN1731077SQ200510047066
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月18日
發(fā)明者李剛, 祁衛(wèi)華 申請(qǐng)人:東北大學(xué), 沈陽同方偉業(yè)科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan