抑制可燃粉尘/空气混合物爆炸火焰传播的细水雾喷头的制作方法

本发明涉及可燃粉尘/空气混合物爆炸火焰传播抑制技术领域，尤其涉及一种抑制可燃粉尘/空气混合物爆炸火焰传播的细水雾喷头。

背景技术：

加工、储运可燃粉体的工艺设备、管道内，如粉尘/空气混合物中的粉尘浓度处于爆炸范围，极易发生粉尘爆炸事故，带来严重的人员伤亡和财产损失。爆炸抑制技术是指检测到初始爆炸信号后，触发抑爆装置，快速喷洒抑爆介质，阻止、减弱直至完全熄灭火焰传播，在某些应用场景为优先选用的防护措施。既有研究表明，新型抑爆介质如各类超细化学活性粉体、细水雾均为良好的爆炸抑制剂，其中细水雾除了直接抑制爆炸火焰传播外，尚具有对可燃粉尘进行湿润的功效，降低爆炸危险性，因而在某些场所成为潜在的优选手段，而细水雾喷头决定了细水雾产生方式及雾场特性，是抑爆效果的控制环节。

已公开的中国专利文献中已有较多关于细水雾喷头的技术信息，从产雾方式上有旋流式、离心式、双流体式等，然而既有专利方案主要基于满足扑灭各类火灾的需要，如将其直接或非实质改进以用于工艺设备、管道的粉尘爆炸抑制，会存在以下弊端：其一，喷头为开式喷头，安装在工艺设备、管道上会导致泄漏；其二，喷头无保护措施，易被粉尘堵塞；其三，现有技术只强调水雾粒径，或略其它特征参数，最重要的是过细的水雾如保护措施，在前驱爆炸冲击波的作用下会迅速飘逸，难以与爆炸火焰阵面相互作用，势必削弱抑爆效果。

为此，本申请人作了有益的探索与实际的尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抑制可燃粉尘/空气混合物爆炸火焰传播的细水雾喷头，满足工业设备、管道内粉尘爆炸抑制的需要。

本发明的技术方案为：

一种抑制可燃粉尘/空气混合物爆炸火焰传播的细水雾喷头，包括带有弹簧挡环的通孔导流杆，通孔导流杆的头部与进水端压紧环通过螺纹联结，并且通过进水端缓冲垫片密封；通孔导流杆上套有弹簧，弹簧的一端由弹簧挡环顶住，另一端由喷头分隔层压住；通孔导流杆的尾部通过螺纹联结带撞针底座。

所述通孔导流杆经由喷头腔体上腔体穿过喷头腔体分隔层通孔进入喷头下腔体。通孔导流杆的上部外径略大于喷头腔体分隔层的通孔直径，下部外径略小于喷头腔体分隔层的通孔直径，通孔导流杆的直径突变处带圆弧倒角；通孔导流杆直径较小部分的长度与喷头下腔体长度一致，通孔导流杆的总长度与喷头上腔体相等。

所述撞针底座上部螺孔深度为撞针底座一半，下部为通孔；撞针底座的边缘有一盲孔，撞针与盲孔为重型压入配合，撞针端部中心正对撞针底座通孔的几何中心。

所述撞针底座在弹簧的拉力作用下，上表面与喷头腔体分隔层的下表面贴合，撞针隐藏于喷头下腔体中，下堵头与喷头下腔体轻度过盈配合。

所述通孔导流杆在在喷头上腔体内自上向下运动到圆弧倒角与喷头腔体分隔层通孔压紧时，撞针完全露出喷头下腔体。

进一步的，冲开下堵头所需的水压力略小于通孔导流杆向下运动到撞针完全露出所需的压力。

进一步的，所述撞针的顶部为凹型，周边带45度倒角。

进一步的，所述喷头腔体设有进水滤网，喷头腔体上下均有安装螺纹，上部螺纹联结供水管网，下部螺纹联结设备、管道上的喷头安装底座，安装完成后，喷头下腔体底部与设备、管道内壁平齐。

爆炸发生后，供水管网迅速升压，下堵头冲开，通孔导流杆、撞针底座一同向下移动，通孔导流杆圆弧倒角与喷头腔体分隔层通孔压紧，撞针露出喷头下腔体，水流经导流孔撞击撞针顶部，产生细水雾。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1.撞针隐藏于腔体内，喷头得以有效保护。

2.喷头下部装设堵头，有效防止喷头被粉尘堵塞，工艺设备不会泄漏；喷头底部与设备、管道内壁平齐，不会对正常生产工艺造成干扰。

3.产生的细水雾锥体外围粒径粗，能够有效抵抗爆炸冲击波，内层水雾细，增强抑爆效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明抑制可燃粉尘/空气混合物爆炸火焰传播的细水雾喷头的分解示意图；

图2是本发明的喷头在没有喷雾情况下的剖面图及典型安装方式；

图3是本发明的喷头在喷雾情况下的剖面图；

图4是本发明撞针的局部放大图；

图5是本发明喷头所喷水雾锥体粒径分布测试图, 测量平面距离喷口下方500mm。

图中附图标记说明

1为进水滤网，2为进水端压紧环，

3为进水端缓冲垫片，41为弹簧挡环，

4为通孔导流杆5为弹簧，

6为喷头腔体，7为撞针底座，

8为撞针，9为堵头，

61为喷头上腔体，62为喷头腔体分隔层

63为喷头下腔体。

具体实施方式

为了使专利审查人员及公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将结合本发明实施例中的附图，对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1和2所示，本发明的抑制可燃粉尘/空气混合物爆炸火焰传播的细水雾喷头包括带有弹簧挡环41的通孔导流杆4，通孔导流杆4的头部通过螺纹联结进水端压紧环2，进水端缓冲垫片3由进水端压紧环2和弹簧挡环41螺纹结合面压紧；通孔导流杆4上套有弹簧5；

通孔导流杆4经由喷头腔体上腔体61穿过喷头腔体分隔层62通孔进入喷头下腔体63，通孔导流杆4的尾部通过螺纹联结带撞针底座7；弹簧5的一端由弹簧挡环41顶住，另一端由喷头分隔层62压住；

通孔导流杆4的上部外径略大于喷头腔体分隔层62的通孔直径，下部外径略小于喷头腔体分隔层62的通孔直径，通孔导流杆4的直径突变处带圆弧倒角；通孔导流杆4直径较小部分的长度与喷头下腔体63长度一致，通孔导流杆4的总长度与喷头上腔体61相等；

撞针底座7上部螺孔深度为撞针底座7一半，下部为通孔；撞针底座7的边缘有一盲孔71，撞针8与盲孔71为重型压入配合，撞针8端部中心正对撞针底座7通孔的几何中心；

撞针底座7在弹簧5的拉力作用下，上表面与喷头腔体分隔层62的下表面贴合，撞针8隐藏于喷头下腔体63中，下堵头9与喷头下腔体63轻度过盈配合。

喷头腔体6设有进水滤网1，喷头腔体6上下均有安装螺纹，上部螺纹联结供水管网，下部螺纹联结设备、管道上的喷头安装底座，安装完成后，喷头下腔体62底部与设备、管道内壁平齐。

本发明的工作原理如下：

如图3所示，爆炸发生后，供水管网迅速升压，下堵头9冲开，通孔导流杆4、撞针底座7一同向下移动，通孔导流杆4圆弧倒角与喷头腔体分隔层62通孔压紧，撞针8露出喷头下腔体63，水流经导流孔撞击如图4所示的撞针顶部，产生细水雾如图5所示，细水雾锥体外围粒径粗，能够有效抵抗爆炸冲击波，内层水雾细，增强抑爆效果。