一种应用于气体燃料发动机排气管中的新型防爆装置的制作方法

本实用新型涉及发动机防爆领域，特别是涉及一种应用于气体燃料发动机排气管中的新型防爆装置。

背景技术：

当前，全球气候不断恶化，化石燃料消耗殆尽，燃油价格不断上涨，国际防污染公约日趋严格，故采用除SO_X、除NO_X等措施满足国际防污染公约要求的成本高昂。而气体燃料(含：LNG、LPG等可燃气体)作为清洁能源的价值正在逐步显现，从而发展出气体单燃料发动机和气体双燃料发动机一系列燃气发动机，且气体单燃料、双燃料发动机正越来越多地应用于各型船舶等海洋工程装备，以此实现节能减排和能源供应可持续发展。

燃气发动机一般由进气系统、燃气发动机组和排气系统构成，在燃气发动机的运行过程中，由于多种因素均会导致排气系统的排气管内排出可燃气体，极其引发爆炸，进而损失排气管，且爆炸气体含带火焰瞬间溢出，引发机炉舱火灾、人员伤亡等重大事故，造成严重的损失。因此，船级社规范要求：气体燃料发动机的排气管应安装防爆安全阀或其他防爆装置。

目前，国内外主流气体燃料发动机的排气管中，多采用一次性的安全膜片防爆装置，如图1所示；当排气管100内可燃性气体溢出燃烧时，高温高压燃气冲破防爆装置的安全膜片200释放，达到降低压力、保护排气系统的防爆目的。但是，该种一次性安全膜片防爆装置结构较为简单，具有以下缺陷：1、一次性，安全膜片用完即毁；2、燃气释放无阻挡，冲击膜片四处飞溅，易引发机炉舱火灾和人员伤害；3、燃气释放后，压力降低时不能关闭，易导致新鲜空气吸入排气管，引起二次爆燃，加重损伤；4、可燃气体泄漏燃烧时，不能及时示警。

为此，申请号为201110356999.X的中国发明专利申请说明书公开了一种船用燃气发动机进气防爆装置，或者，又如申请号为201310739241.6的中国发明专利申请说明书公开了一种燃气机防爆阀，其都包括阀座、阀体、阀板和弹簧，阀板可移动地设置在阀座和阀体之间，弹簧设在阀板和阀体之间、用于将阀板压紧在阀座上；当排气管内可燃气体泄漏时，则高温高压的可燃性气体将阀板顶开后释放出去；降压后，阀板在弹簧的作用下复位，从而实现自动启闭。但是，其都存在以下缺陷：弹簧对阀板施加的压力不可调，故其安全压力只能设定为一个值，不能根据实际安装环境而灵活设定，从而约束其使用范围。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种应用于气体燃料发动机排气管中的新型防爆装置，其设定的安全压力可调。

为实现上述目的，本实用新型提供一种应用于气体燃料发动机排气管中的新型防爆装置，包括相对设置的阀座和防护罩、以及安装在阀座和防护罩之间且呈环形的阻焰器，所述阀座、防护罩和阻焰器的内周面之间形成有阀内腔，所述阀座中开设有进气腔和进气口，所述进气腔的两端分别与排气管和进气口连通，所述阀内腔中设有可移动的阀盘，所述阀内腔中还设有弹簧和顶板，所述弹簧的两端分别与顶板和阀盘固接，所述弹簧的预紧力使阀盘压紧于阀座、封堵进气口和阀内腔，所述顶板可沿弹簧的压缩方向移动、用于调节弹簧对阀盘施加的预紧力；当阀座的进气腔中气体压力大于所述预紧力时，所述弹簧被压缩，所述阀盘沿远离阀座的方向移动，所述进气口与阀内腔相连通。

进一步地，所述顶板上设有穿设在防护罩中的螺杆部，该螺杆部上螺纹连接有一锁紧螺母，所述锁紧螺母与防护罩上位于阀内腔外部的外端面相抵靠。

优选地，所述阀座与防护罩之间形成有位于阻焰器外周的环形释放口，所述阻焰器连通阀内腔和环形释放口。

进一步地，所述阀座和防护罩之间还固设有至少一根导轨杆，所述导轨杆沿阀盘的移动方向延伸，所述阀盘中开设有容导轨杆穿过、且与导轨杆相配合的导向孔。

优选地，所述阀座上位于阀内腔中的内端面上固设有密封垫片；当阀盘压紧于阀座时，所述密封垫片位于阀盘和阀座之间。

进一步地，所述阻焰器中穿设有至少一根定距衬套，每个定距衬套中均穿设有一固定螺栓，每个固定螺栓上螺纹连接于一位于阀内腔外的固定螺母。

优选地，所述阀座包括设有端部设有连接法兰的连接管部、以及设于连接管部远离排气管一端的支板部，所述阀座通过连接法兰与排气管相连接，所述进气腔开设在连接管中，所述进气口开设在支板部上。

进一步地，还包括压力传感器、控制台、报警控制器、以及报警器，所述压力传感器固定在阀座的连接管部上、且压力传感器的探头位于进气腔中，所述报警控制器分别与压力传感器、报警器和控制台相连接。

优选地，所述报警器为声光报警器。

优选地，所述防护罩的外边缘处设有朝靠近阀座方向延伸的防护翼缘部，所述防护翼缘部呈喇叭状。

如上所述，本实用新型涉及的新型防爆装置，具有以下有益效果：

本实用新型通过顶板的可移动结构可调节弹簧对阀盘施加的预紧力，该预紧力即为新型防爆装置的安全压力，从而使得新型防爆装置的安全压力可调，其能够应用于多种场合，满足不同的使用要求；同时，通过顶板的可移动还能便于对弹簧的弹力进行校准，使得弹簧对阀盘的预紧力始终为设定的安全压力，进而保证新型防爆装置的工作可靠性。

附图说明

图1为现有技术中安装于气体燃料发动机排气管中防爆装置的结构示意图。

图2为本实用新型中新型防爆装置的结构示意图，该图为关闭状态。

图3为本实用新型中新型防爆装置的结构示意图，该图为开启状态。

元件标号说明

1 阻焰器

2 阀座

21 进气腔

22 进气口

23 连接管部

24 连接法兰

25 支板部

3 防护罩

31 防护翼缘部

4 阀内腔

5 弹簧

6 顶板

61 螺杆部

7 锁紧螺母

8 环形释放口

9 导轨杆

10 密封垫片

11 定距衬套

12 固定螺栓

13 固定螺母

14 压力传感器

15 报警控制器

16 阀盘

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供一种应用于气体燃料发动机排气管中的新型防爆装置，如图2或图3所示，所述新型防爆装置包括相对设置的阀座2和防护罩3、以及安装在阀座2和防护罩3之间的阻焰器1，所述阻焰器1又称为阻火器或阻燃器，用于将通过气体中火焰的熄灭；所述阀座2安装在排气管的侧部，从而将新型防爆装置整体安装在排气管的侧部。所述阻焰器1为环形结构，故所述阀座2、防护罩3和阻焰器1的内周面之间形成有阀内腔4，所述阀座2中开设有进气腔21和进气口22，所述进气腔21的两端分别与排气管和进气口22连通。所述阀内腔4中设有阀盘16、且阀盘16可沿靠近或远离阀座2上进气口22的方向移动，以接通或封堵进气口22和阀内腔4。进一步地，所述阀内腔4中还设有弹簧5和顶板6，所述弹簧5的两端分别与顶板6和阀盘16固接，所述弹簧5的预紧力使阀盘16压紧于阀座2、封堵进气口22和阀内腔4，故弹簧5的预紧力也为新型防爆装置的安全压力，所述顶板6可沿弹簧5的压缩方向移动、用于调节弹簧5对阀盘16施加的预紧力，故新型防爆装置的安全压力可调，并非局限于一固定设定值，从而使得新型防爆装能够应用于多种场合，满足不同的使用要求。另外，当弹簧5长久使用后，弹簧5对阀盘16的预紧力会发生改变，此时，通过移动顶板6还能方便地对弹簧5的弹力进行校准，使得弹簧5对阀盘16的预紧力始终为设定的安全压力，进而保证新型防爆装置的工作可靠性。

正常情况下，气体燃料发动机的排气管中无可燃气体泄漏，则排气管中的气体压力小于弹簧5的预紧力，新型防爆装置处于关闭状态，如图2所示，此时，阀盘16在弹簧5预紧力的作用下压紧于阀座2，且阀盘16封堵进气口22和阀内腔4，即进气口22和阀内腔4互不相通，进气腔21中的气体不会通过进气口22进入阀内腔4中。非正常情况下，气体燃料发动机的排气管中有可燃性气体泄漏，泄漏的高温高压燃气压力超过设定的安全压力，即阀座2的进气腔21中气体压力大于弹簧5的预紧力，则阀盘16被顶开、沿远离阀座2上进气口22的方向移动，如图3所示，此时，弹簧5被压缩，进气口22与阀内腔4相连通；高温高压燃气进入阀内腔4中，并从阻焰器1中通过、释放至阀内腔4的外部，且高温高压燃气中的火焰被阻焰器1抑制熄灭，实现降压、阻焰和防爆；在此过程中，所述防护罩3还能够抑制释放气体的扩散范围，避免附近人员损伤。当降压释放结束后，即阀座2的进气腔21中气体压力降低至设定的安全压力以下，阀盘16在弹簧5的作用下复位，重新压紧于阀座2，新型防爆装置自动关闭。因此，上述新型防爆装置可自动启闭，无需人员操作，阻止了新鲜空气被吸入排气管，防止二次爆燃的损害发生，起到较好的防爆作用，有效保护气体燃料发动机的排气系统。

进一步地，如图2或图3所示，所述顶板6上设有穿设在防护罩3中的螺杆部61，该螺杆部61上螺纹连接有一锁紧螺母7，所述锁紧螺母7与防护罩3上位于阀内腔4外部的外端面相抵靠。当需要调节设定的安全压力时，旋松锁紧螺母7，使顶板6沿弹簧5的压缩方向移动，调节新型防爆装置在关闭状态下弹簧5对阀盘16的预紧力；调节结束后，拧紧锁紧螺母7，保持顶板6相对于阀座2或防护罩3的位置。

优选地，如图2或图3所示，所述阀座2与防护罩3之间形成有位于阻焰器1外周的环形释放口8，所述阻焰器1连通阀内腔4和环形释放口8，通过该环形释放口8可实现环形阻焰器1的四周都能够快速释放气体，实现迅速减压，提高防爆性能。另外，所述防护罩3的外边缘处设有朝靠近阀座2方向延伸的防护翼缘部31，所述防护翼缘部31呈向外扩散的喇叭状，即防护翼缘部31的内径沿其延伸方向逐渐增大，所述环形释放口8形成在防护翼缘部31和阀座2之间。

进一步地，如图2或图3所示，所述阀座2上位于阀内腔4中的内端面上固设有密封垫片10；当阀盘16压紧于阀座2时，所述密封垫片10位于阀盘16和阀座2之间，以保证新型防爆装置在关闭状态下的气密性能。所述阀座2和防护罩3之间还固设有至少一根导轨杆9，所述导轨杆9沿阀盘16的移动方向延伸，所述阀盘16中开设有容导轨杆9穿过、且与导轨杆9相配合的导向孔，所述导轨杆9还同时穿过密封垫片10。通过导轨杆9和阀盘16上导向孔的相互配合可提高阀盘16移动的准确性，使得新型防爆装置能够准确地打开或关闭，还能有效防止阀盘16和密封垫片10在受冲击时，不至于脱离原位，便于阀盘16复位时的密封。

所述阀座2、防护罩3和阻焰器1的连接结构为：如图2或图3所示，所述阻焰器1中穿设有至少一根定距衬套11，每个定距衬套11中均穿设有一固定螺栓12，每个固定螺栓12上螺纹连接于一位于阀内腔4外的固定螺母13，进而将阀座2、防护罩3和阻焰器1三者相连接。所述阀座2包括设有端部设有连接法兰24的连接管部23、以及设于连接管部23远离排气管一端的支板部25，所述阀座2通过连接法兰24与排气管相连接，所述进气腔21开设在连接管中，所述进气口22开设在支板部25上；当新型防爆装置关闭时，阀盘16与支板部25上位于阀内腔4中的内端面相抵靠。

如图2或图3所示，所述新型防爆装置还包括压力传感器14、控制台、报警控制器15、以及报警器，所述压力传感器14固定在阀座2的连接管部23上、且压力传感器14的探头位于进气腔21中，所述报警控制器15分别与压力传感器14、报警器和控制台相连接。优选地，所述报警器为声光报警器。当排气管中有可燃性气体泄漏时，所述压力传感器14可在第一时间检测到阀座2的进气腔21中气体压力大于弹簧5的预紧力，报警控制器15根据压力传感器14的反馈信号触发报警器就地声光报警，防止人员靠近，且报警控制器15同时将报警信号传输至控制台，提醒操作者采取相应的安全措施。所述报警控制器15、声光报警器可安装在压力传感器14上，报警控制器15通过电缆连接至控制台。

综上所述，本申请涉及的新型防爆装置具有以下优点：

1、该新型防爆报警装置，非一次性，可重复使用；

2、该新型防爆报警装置，安全、可靠，释放时无火焰溢出，无膜片飞溅，有效保护周边设备及人员安全；

3、该新型防爆报警装置，自动启闭，能有效防止二次爆燃，安全高效可靠；

4、该新型防爆报警装置，可及时提供声光报警及远程信号，提高智能化程度，非常适用于对自动化程度要求较高的气体单燃料或双燃料动力船舶与海工装备；

5、该新型防爆报警装置安全压力的设定灵活，适用于各类压力级别的排气系统；法兰连接，安装拆卸方便，维护简便；

6、该新型防爆报警装置，结构简单、性能可靠，完全可取代进口的安全膜片型防爆装置，降低成本。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。