专利名称：一种可燃气体输送管道自动抑爆装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可燃气体输运装置结构设计和应用技术领域，特别提供了一种针对煤矿可能发生的瓦斯爆炸事故灭火的抑爆装置。
背景技术：
HS主动抑爆系统技术源于军事领域，是针对可能发生的瓦斯爆炸事故专门设计开发的超高速灭火抑爆系统，具有主动监测、高速启动、自动抑爆等突出特点。在25余年的发展历程中，经受了包括南非、西班牙、美国、德国、中国等多个国家官方和第三方独立机构超过一千多项的在各种环境和条件下的测试和鉴定。其先进性、适应性、稳定性和可靠性得到了所有测试机构的一致认可，以独到的技术性能领先于世界。已申请国际专利注册，是目前世界上最为先进的且唯一投入商业化运营的抑爆防护技术，已被南非、西班牙、澳大利亚、德国、俄罗斯等多个国家矿业巨头广泛应用。在南非，所有在危险煤层开采的煤矿已被强制要求装备该系统。我国是瓦斯灾害最为严重的国家，为治理瓦斯、减少瓦斯事故的发生，近年来瓦斯抽采利用技术与配套装备已广泛应用于煤矿。将煤层中的瓦斯安全地抽出并加以利用，既可以有效防止煤矿瓦斯事故发生，又可以获得较好的经济效益和社会效益。目前我国部分煤矿已经在低浓度瓦斯输送管道中配备安全保障系统，但随着科学技术的提高、对安全生产的要求越来越高，现有的抑爆技术与新的安全标准所规定的技术要求偏差较大，大致存在以下问题。I)火焰传感器响应时间过长；2)控制器的响应时间过长；3)抑爆喷洒器的动作响应时间过长；4)灭火介质为干粉灭火剂，存在很多弊端；5 )控制器稳定性差。人们迫切需要一种能够在煤矿瓦斯抽放管道发生火灾、爆炸事故时，可以及时扑灭火灾或抑制爆炸更大范围发展的抑爆装置。
发明内容本实用新型的目的是提供一种可燃气体输送管道自动抑爆装置，特别提供一种用于煤矿可能发生的瓦斯爆炸事故的超高速灭火抑爆装置。本实用新型一种可燃气体输送管道自动抑爆装置，用于扑灭可燃气体运输管路8发生的火灾或抑制爆炸，安装于可燃气体运输管路8外部；所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置由高压容器1、控制器5、火焰传感器4、灭火执行装置构成，内装灭火介质的高压容器I布置在可燃气体运输管路8外部，控制器5布置在可燃气体运输管路8外部，火焰传感器4布置在可燃气体运输管路8内部，与控制器5电连接。高压容器I用于储存高压灭火介质；火焰传感器4用于检测可燃气体运输管路8内部火情，一旦发生火情，火焰传感器4将信号发送至控制器5，由控制器5开启控制开关，进入火灾扑灭过程。[0013]所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置还设置有短管2，短管2的一端固定连接 在可燃气体运输管路8上，另一端固定连接在高压容器I上。高压容器I与短管2能够拆 卸的活动连接。[0014]所述灭火执行装置设置在短管2上，灭火执行装置由压力阀门3、喷管6和喷嘴7 构成；其中压力阀门3固定安装在短管2内部；压力阀门3用于在发生火情时，在控制器5 的控制下开启开关，从高压容器I泄出灭火介质，扑灭火患；[0015]喷管6布置在可燃气体运输管路8的内部，喷管6的一端与压力阀门3固定连接； 另一端安装有喷嘴7。[0016]所述的喷管6和喷嘴7，喷管6成“L”型结构；喷嘴7为扇形结构，且其逆向可燃 气体的流动方向布置安装。喷管6用于引导灭火介质喷射向火患发展方向，可以有效抑制 火灾的蔓延；扇形喷嘴7能够更大范围的喷洒灭火介质，使灭火介质能够快速、充分的与火 焰接触，起到快速灭火的效用。[0017]所述可燃气体输送管道自动抑爆装置满足下述要求[0018]所述控制器5为PLC智能控制器,抑爆控制技术采用PLC智能控制方法,安全稳定 性高；[0019]火焰传感器4的响应时间小于5ms ；[0020]控制器5的控制时间小于15ms ；[0021]灭火执行装置的喷洒滞后时间小于15ms，喷洒完成时间小于150ms ；[0022]高压容器I具体为内装液态CO2的容器。[0023]二氧化碳具有喷出时迅速气化、吸热量大、易储存和灭火后无痕迹无需清理的特 点，同时在扑灭火灾是，气化后的二氧化碳又具有冲淡氧气浓度作用。[0024]当瓦斯输送管道内发生火情时，火焰传感器4通过光学原理捕捉到火焰信号并传 递到控制器5，抑爆控制器5对信号进行判定与解析，在爆炸接近防护区间的瞬间发出信号 给压力阀门3，在15ms时间内打开压力阀门3，通过喷嘴7组件释放高压容器I内储存的高 能抑爆介质，从而形成抑爆屏障，阻断火焰的扩散。喷嘴7组件采用专用防漏单向阀设计， 可承受2MPa压力。[0025]经过多次瓦斯输送模拟爆炸试验和测试，整个控制系统完全达到了煤矿瓦斯输送 管道抑爆装置的技术条件与要求，能探测到火焰信息并快速喷洒液态二氧化碳灭火介质， 自抑爆喷洒器6m之外无火焰信息，适用于抑制易燃易爆气体与可燃粉尘的扩大燃烧与爆 炸，确保瓦斯的安全输送与利用。
[0026]
以下结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细说明[0027]图1为可燃气体输送管道自动抑爆装置安装布置关系示意图；[0028]图2为可燃气体输送管道自动抑爆装置自控原理图；[0029]图3为可燃气体输送管道自动抑爆装置电器连接示意框图。
具体实施方式
[0030]附图中各个附图标记的含义说明如下[0031]高压容器1、短管2、压力阀门3、火焰传感器4、控制器5、喷管6、喷嘴7、可燃气体 运输管路8 ；[0032]附图中箭头方向为可燃气体运输管路中可燃气体流通方向。[0033]实施例1 :[0034]一种可燃气体输送管道自动抑爆装置，用于扑灭可燃气体运输管路8发生的火灾 或抑制爆炸，安装于可燃气体运输管路8外部；所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置由 高压容器1、控制器5、火焰传感器4、灭火执行装置构成，内装灭火介质的高压容器I布置在 可燃气体运输管路8外部,控制器5布置在可燃气体运输管路8外部,火焰传感器4布置在 可燃气体运输管路8内部，与控制器5电连接。高压容器I用于储存高压灭火介质；火焰传 感器4用于检测可燃气体运输管路8内部火情，一旦发生火情，火焰传感器4将信号发送至 控制器5，由控制器5开启控制开关，进入火灾扑灭过程。[0035]所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置还设置有短管2，短管2的一端固定连接 在可燃气体运输管路8上，另一端固定连接在高压容器I上。高压容器I与短管2活动固 定连接，高压容器I可以反复拆装。[0036]所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置还设置有短管2，短管2的一端固定连接 在可燃气体运输管路8上，另一端固定连接在高压容器I上。高压容器I与短管2能够拆 卸的活动连接。[0037]所述灭火执行装置设置在短管2上，灭火执行装置由压力阀门3、喷管6和喷嘴7 构成；其中压力阀门3固定安装在短管2内部；压力阀门3用于在发生火情时，在控制器5 的控制下开启开关，从高压容器I泄出灭火介质，扑灭火患；[0038]喷管6布置在可燃气体运输管路8的内部，喷管6的一端与压力阀门3固定连接； 另一端安装有喷嘴7。[0039]所述的喷管6和喷嘴7，喷管6成“L”型结构；喷嘴7为扇形结构，且其逆向可燃 气体的流动方向布置安装。喷管6用于引导灭火介质喷射向火患发展方向，可以有效抑制 火灾的蔓延；扇形喷嘴7能够更大范围的喷洒灭火介质，使灭火介质能够快速、充分的与火 焰接触，起到快速灭火的效用。[0040]所述可燃气体输送管道自动抑爆装置满足下述要求[0041]所述控制器5为PLC智能控制器,抑爆控制技术采用PLC智能控制方法,安全稳定 性高；[0042]火焰传感器4的响应时间小于5ms ；[0043]控制器5的控制时间小于15ms ；[0044]灭火执行装置的喷洒滞后时间小于15ms，喷洒完成时间小于150ms ；[0045]高压容器I具体为内装液态CO2的容器。[0046]二氧化碳具有喷出时迅速气化、吸热量大、易储存和灭火后无痕迹无需清理的特 点，同时在扑灭火灾是，气化后的二氧化碳又具有冲淡氧气浓度作用。[0047]当瓦斯输送管道内发生火情时，火焰传感器4通过光学原理捕捉到火焰信号并传 递到控制器5，抑爆控制器5对信号进行判定与解析，在爆炸接近防护区间的瞬间发出信号 给压力阀门3，在15ms时间内打开压力阀门3，通过喷嘴7组件释放高压容器I内储存的高能抑爆介质，从而形成抑爆屏障，阻断火焰的扩散。喷嘴7组件采用专用防漏单向阀设计，可承受2MPa压力。在煤矿地面瓦斯放空管上安装本实施例所述装置，当因雷击等原因造成的瓦斯爆炸事故，火焰在管道内向井下传播时，火焰探测器感应到有火焰时，向控制器5发出信号，再由控制器5控制开启压力阀门3，压力阀门3开启后，高压容器I释放储存于高压容器I里面的液态二氧化碳，来实现灭火并抑制爆炸蔓延的目的。经过多次瓦斯输送模拟爆炸试验和测试，整个控制系统完全达到了煤矿瓦斯输送管道抑爆装置的技术条件与要求，能探测到火焰信息并快速喷洒液态二氧化碳灭火介质，自抑爆喷洒器6m之外无火焰信息，适用于抑制易燃易爆气体与可燃粉尘的扩大燃烧与爆炸，确保瓦斯的安全输送与利用。实施例2 一种可燃气体输送管道自动抑爆装置，用于扑灭可燃气体运输管路8发生的火灾或抑制爆炸，安装于可燃气体运输管路8外部；所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置由高压容器1、控制器5、火焰传感器4、灭火执行装置构成，内装灭火介质的高压容器I布置在可燃气体运输管路8外部,控制器5布置在可燃气体运输管路8外部,火焰传感器4布置在可燃气体运输管路8内部，与控制器5电连接。高压容器I用于储存高压灭火介质；火焰传感器4用于检测可燃气体运输管路8内部火情，一旦发生火情，火焰传感器4将信号发送至控制器5，由控制器5开启控制开关，进入火灾扑灭过程。所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置还设置有短管2，短管2的一端固定连接在可燃气体运输管路8上，另一端固定连接在高压容器I上。高压容器I与短管2活动固定连接，高压容器I可以反复拆装。所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置还设置有短管2，短管2的一端固定连接在可燃气体运输管路8上，另一端固定连接在高压容器I上。高压容器I与短管2能够拆卸的活动连接。所述灭火执行装置设置在短管2上，灭火执行装置由压力阀门3、喷管6和喷嘴7构成；其中压力阀门3固定安装在短管2内部；压力阀门3用于在发生火情时，在控制器5的控制下开启开关，从高压容器I泄出灭火介质，扑灭火患；喷管6布置在可燃气体运输管路8的内部，喷管6的一端与压力阀门3固定连接；另一端安装有喷嘴7。所述的喷管6和喷嘴7，喷管6成“L”型结构；喷嘴7为扇形结构，且其逆向可燃气体的流动方向布置安装。喷管6用于引导灭火介质喷射向火患发展方向，可以有效抑制火灾的蔓延；扇形喷嘴7能够更大范围的喷洒灭火介质，使灭火介质能够快速、充分的与火焰接触，起到快速灭火的效用。所述可燃气体输送管道自动抑爆装置满足下述要求所述控制器5为PLC智能控制器,抑爆控制技术采用PLC智能控制方法,安全稳定性高；火焰传感器4的响应时间小于5ms ；控制器5的控制时间小于15ms ；灭火执行装置的喷洒滞后时间小于15ms，喷洒完成时间小于150ms ；[0062]高压容器I具体为内装液态CO2的容器。[0063]二氧化碳具有喷出时迅速气化、吸热量大、易储存和灭火后无痕迹无需清理的特 点，同时在扑灭火灾是，气化后的二氧化碳又具有冲淡氧气浓度作用。[0064]当可燃气体输送管道内发生火情时，火焰传感器4通过光学原理捕捉到火焰信号 并传递到控制器5，抑爆控制器5对信号进行判定与解析，在爆炸接近防护区间的瞬间发出 信号给压力阀门3，在15ms时间内打开压力阀门3，通过喷嘴7组件释放高压容器I内储存 的高能抑爆介质，从而形成抑爆屏障，阻断火焰的扩散。喷嘴7组件采用专用防漏单向阀设 计，可承受2MPa压力。[0065]在厂矿地面可燃气体放空管上安装本实施例所述装置，当因雷击等原因造成的可 燃气体爆炸事故，火焰在管道内向井下传播时，火焰探测器感应到有火焰时，向控制器5发 出信号，再由控制器5控制开启压力阀门3，压力阀门3开启后，高压容器I释放储存于高压 容器I里面的液态二氧化碳，来实现灭火并抑制爆炸蔓延的目的。
权利要求1.一种可燃气体输送管道自动抑爆装置，用于扑灭可燃气体运输管路(8)发生的火灾或抑制爆炸，安装于可燃气体运输管路(8)外部，其特征在于所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置由高压容器(I)、控制器(5)、火焰传感器(4)、灭火执行装置构成，内装灭火介质的高压容器(I)布置在可燃气体运输管路(8 )外部，控制器(5 )布置在可燃气体运输管路 (8 )外部，火焰传感器(4)布置在可燃气体运输管路(8 )内部，火焰传感器(4)与控制器(5 ) 电连接。
2.按照权利要求1所述可燃气体输送管道自动抑爆装置，其特征在于所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置还设置有短管(2)，短管(2)的一端固定连接在可燃气体运输管路(8)上，另一端固定连接高压容器(I);所述的高压容器(I)与短管(2)能够拆卸的活动连接。
3.按照权利要求2所述可燃气体输送管道自动抑爆装置，其特征在于所述灭火执行装置设置在短管(2)上，灭火执行装置由压力阀门(3)、喷管(6)和喷嘴(7)构成；其中压力阀门(3)固定安装在短管(2)内部；喷管(6)布置在可燃气体运输管路(8)的内部，喷管 (6)的一端与压力阀门(3)固定连接；另一端安装有喷嘴(7)。
4.按照权利要求3所述可燃气体输送管道自动抑爆装置，其特征在于，所述的喷管(6) 和喷嘴(7)，喷管(6)成“L”型结构；喷嘴(7)为扇形结构，且其逆向可燃气体的流动方向布置安装。
5.按照权利要求1-4其中之一所述可燃气体输送管道自动抑爆装置，其特征在于所述可燃气体输送管道自动抑爆装置满足下述要求所述控制器(5)为PLC智能控制器,抑爆控制技术采用PLC智能控制方法,安全稳定性闻;火焰传感器(4)的响应时间小于5ms ；控制器(5)的控制时间小于15ms ；灭火执行装置的喷洒滞后时间小于15ms，喷洒完成时间小于150ms ；高压容器(I)具体为内装液态C02的容器。
专利摘要一种可燃气体输送管道自动抑爆装置，用于扑灭可燃气体运输管道发生的火灾或抑制爆炸，安装于可燃气体运输管路(8)外部，所述的可燃气体输送管道自动抑爆装置由高压容器(1)、控制器(5)、火焰传感器(4)、灭火执行装置构成，高压容器(1)布置在可燃气体运输管路(8)外部，控制器(5)布置在可燃气体运输管路(8)外部，火焰传感器(4)布置在可燃气体运输管路(8)内部，火焰传感器(4)与控制器(5)电连接。经过多次瓦斯输送模拟爆炸试验和测试，整个控制系统完全达到了煤矿瓦斯输送管道抑爆装置的技术条件与要求，自抑爆喷洒器6m之外无火焰信息，适用于抑制易燃易爆气体与可燃粉尘的扩大燃烧与爆炸，保证瓦斯的安全输送。
文档编号A62C3/00GK202876161SQ201220577508
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者祝钊, 孙凡, 陈骋, 刘小菊, 白雪 申请人:煤炭科学研究总院沈阳研究院