负压双向爆轰隔爆装置的制作方法

本实用新型涉及防爆设备领域，特别涉及负压双向爆轰隔爆装置。

背景技术：

隔爆阀用于隔断相互连通的容器间由于爆炸而产生的火焰传播。在爆炸早期，爆炸火焰传播的速度仅为每秒数米至几十米，对作用目标不会产生较大的冲击压力。现有技术中，双向隔爆阀基本上能够实现在爆炸早期的阻隔爆，但是在连通管道中，由于受到壁面效应、湍流效应及燃烧阵面的不稳定性等作用，管道内的火焰很容易发生加速现象，实现爆燃到爆轰的转变，速度突跃至每秒数千米的量级，爆轰波阵面压力得到间断式提升，如化学当量比的氢氧混合物的稳定传播速度能够达到每秒1993米，爆轰压力甚至可以达到31.47倍的初始压力，此时，管道中快速传播的爆轰阵面与传统的隔爆阀芯相互作用并发生反射，反射波的压力能够达到爆轰入射波的数倍，极大提升了隔爆腔体及管道内的爆炸压力，会给传统的隔爆阀造成严重的破坏，导致隔爆效果差。其技术缺陷在于：在连通管道中隔爆效果较差，无法远程实时监控隔爆阀是否处于正常的工作状态，存在较大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供负压双向爆轰隔爆装置，其隔爆效果显著，并可实时监测隔爆阀的工作状态。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种负压双向爆轰隔爆装置，包括负压腔管和设在负压腔管内的双向隔爆阀，双向隔爆阀包括内部设有阀芯容置腔的阀体和设在阀芯容置腔内的阀芯，阀体两端分别设有穿出负压腔管并与外界连通的第一管道和第二管道，负压腔管分别与第一管道和第二管道的外壁密封连接并形成负压腔，第一管道和第二管道的管壁上分别设有脆性的环形爆破片，环形爆破片设在负压腔内。

作为改进，阀体为球壳状，阀芯为椭球状，阀芯的两端分别设有第一导杆和第二导杆，第一导杆和第二导杆外分别设有导套，第一导杆和第二导杆与导套之间可有限滑动，第一导杆和第二导杆外的导套分别与第一管道和第二管道的内壁连接，第一导杆和第二导杆上分别设有套在其侧面上的复位弹簧，复位弹簧位于阀芯与导套之间，复位弹簧的一端固定在导杆上且其另一端抵靠在导套的端面上。

作为改进，环形爆破片为管状体，第一管道和第二管道分别包括内管道和外管道，内管道与阀芯容置腔连通，外管道穿出负压腔管外并与外界连通，外管道与负压腔管之间密封连接，内管道与外管道之间通过环形爆破片连接。

作为改进，环形爆破片的管壁上设有若干薄弱区，薄弱区内的管壁厚度小于薄弱区周围的管壁厚度。

作为改进，环形爆破片的外壁上设有下陷的凹槽并形成薄弱区，凹槽包括环绕在环形爆破片侧面上的环形槽和若干与环形槽相交的长方形槽。

作为改进，外管道包括伸入负压腔内的第一管接头和伸出负压腔外的第二管接头，负压腔管包括圆筒状的围包体，围包体的两端分别设有第一法兰，第一管接头的一端设有第二法兰，第二管接头的一端设有第三法兰，第二法兰与第一法兰之间密封连接，第二法兰与围包体围成负压腔。

作为改进，第一法兰、第二法兰和第三法兰之间分别设有密封垫圈并通过螺栓紧固连接，螺栓穿过第一法兰、第二法兰和第三法兰并使其压紧密封垫圈。

作为改进，第一管接头和内管道的端部分别设有第四法兰，环形爆破片的两端分别设有插入环形爆破片管体内的爆破片安装管，环形爆破片与爆破片安装管之间通过密封胶密封和固定，爆破片安装管的端部设有第五法兰，第四法兰与第五法兰之间设有密封垫圈并通过螺栓紧固连接，螺栓穿过第四法兰和第五法兰并使其压紧密封垫圈。

作为改进，负压腔管上设有与负压腔连通的真空表和真空泵，真空泵与负压腔管之间设有控制真空泵管路通断的电磁阀，真空表、电磁阀和真空泵分别与计算机连接。

作为改进，负压双向爆轰隔爆装置整体结构关于阀体的中心对称。

有益效果：在工作状态中负压腔管内被真空泵抽为负压环境，当爆炸发生时，第一管道或第二管道内的爆炸产物压强急剧上升，爆轰冲击波首先破坏环形爆破片，火焰会被吸入到负压腔内，从而使全部或大部分火焰熄灭，爆轰传播状态衰减为低速传播状态，波阵面压力由冲击波转化为压缩波，与此同时，由于负压腔的抽吸作用，阀芯向爆炸侧迅速运动，并与阀体闭合从而对非爆炸管道侧实施保护。当负压腔内与爆炸管道内压力接近平衡时，可能存在的残余压缩波推动阀芯迅速向另一侧运动，并与阀体密合，继续阻碍可能存在的燃烧火焰在连通管道中传播，避免二次爆炸的发生，降低了阀芯、阀体及管道的抗爆强度要求，降低了企业生产成本，提高了隔爆装置的效能及安全性。真空表、电磁阀和真空泵分别与计算机连接，可实时检测负压腔内的压力，使负压腔内始终保持有效的负压压强，实现了装置自动化监测与控制，提高了隔爆装置的可靠性并降低安全风险。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的双向隔爆阀的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的外管道的分解示意图；

图4为本实用新型实施例的环形爆破片的立体结构示意图；

实施例与说明书附图涉及的名词与标号包括：负压腔管1、双向隔爆阀2、阀体3、阀芯4、第一管道5、第二管道6、负压腔7、环形爆破片8、第一导杆9、第二导杆10、内管道11、外管道12、凹槽13、第一管接头14、第二管接头15、围包体16、第一法兰17、第二法兰18、第三法兰19、第四法兰20、爆破片安装管21、第五法兰22、真空表23、真空泵24、电磁阀25、计算机26、复位弹簧27。

具体实施方式

参照图1至4，一种负压双向爆轰隔爆装置，包括负压腔管1和设在负压腔管1内的双向隔爆阀2，双向隔爆阀2包括内部设有阀芯4容置腔的阀体3和设在阀芯4容置腔内的阀芯4，阀体3两端分别设有穿出负压腔管1并与外界连通的第一管道5和第二管道6。为了加强隔爆效果，负压腔管1分别与第一管道5和第二管道6的外壁密封连接并形成负压腔7，第一管道5和第二管道6的管壁上分别设有脆性的环形爆破片8，环形爆破片8设在负压腔7内。在工作状态中负压腔管1内被真空泵24抽为负压环境，当爆炸发生时，第一管道5或第二管道6内的爆炸产物压强急剧上升，爆轰冲击波首先破坏环形爆破片8，火焰会被吸入到负压腔7内，从而使全部或大部分火焰熄灭，爆轰传播状态衰减为低速传播状态，波阵面压力由冲击波转化为压缩波，与此同时，由于负压腔7的抽吸作用，阀芯4向爆炸侧迅速运动，并与阀体3闭合从而对非爆炸管道侧实施保护。当负压腔7内与爆炸管道内压力接近平衡时，可能存在的残余压缩波推动阀芯4迅速向另一侧运动，并与阀体3密合，继续阻碍可能存在的燃烧火焰在连通管道中传播，避免二次爆炸的发生，降低了阀芯4、阀体3及管道的抗爆强度要求，降低了企业生产成本，提高了隔爆装置的效能及安全性。

参照图1至3，进一步地，阀体3为球壳状，阀芯4为椭球状，阀芯4的两端分别设有第一导杆9和第二导杆10，第一导杆9和第二导杆10外分别设有导套，第一导杆9和第二导杆10与导套之间可有限滑动，第一导杆9和第二导杆10外的导套分别与第一管道5和第二管道6的内壁连接，第一导杆和第二导杆上分别设有套在其侧面上的复位弹簧27，复位弹簧27位于阀芯4与导套之间，复位弹簧27的一端固定在导杆上且其另一端抵靠在导套的端面上。当爆炸强度较高时，若负压腔7吸入火焰后还不能完全阻断爆炸，此时阀芯4被爆炸冲击推动并滑动到阀体3的一端，阀芯4与阀体3内壁之间贴合并进一步阻隔爆炸的传播。复位弹簧27使阀芯4的位置在一般状态下可保持在阀体3的中心，从而保证第一管道5与第二管道6之间的气体正常流通。当爆炸发生并触发阀芯4完成隔爆动作后，复位弹簧27使阀芯4自动复位并使第一管道5与第二管道6之间的气体可正常流通。

参照图1至3，为了方便装拆和检查维护，环形爆破片8为管状体，第一管道5和第二管道6分别包括内管道11和外管道12，内管道11与阀芯4容置腔连通，外管道12穿出负压腔管1外并与外界连通，外管道12与负压腔管1之间密封连接，内管道11与外管道12之间通过环形爆破片8连接。参照图4，为了保证环形爆破片8的结构强度并使爆炸时的火焰更容易被吸入到负压腔7内，环形爆破片8的管壁上设有若干薄弱区，薄弱区内的管壁厚度远小于薄弱区周围的管壁厚度，环形爆破片8的外壁上设有下陷的凹槽13并形成薄弱区，凹槽13包括环绕在环形爆破片8侧面上的环形槽和若干垂直于环形槽并与环形槽相交的长方形槽。参照图1至3，为了加强负压腔7的气密性并使负压腔管1便于装拆和检查维护，外管道12包括伸入负压腔7内的第一管接头14和伸出负压腔7外的第二管接头15，负压腔管1包括圆筒状的围包体16，围包体16的两端分别设有向围包体16外凸起的第一法兰17，第一管接头14的一端设有垂直于第一管接头14轴线的第二法兰18，第二管接头15的一端设有垂直于第二管接头15轴线的第三法兰19，第二法兰18与第一法兰17之间密封连接，第二法兰18与围包体16围成负压腔7。第一法兰17、第二法兰18和第三法兰19之间分别设有密封垫圈并通过螺栓紧固连接，螺栓穿过第一法兰17、第二法兰18和第三法兰19并使其压紧密封垫圈。为了加强环形爆破片8的气密性并使其便于装拆和更换，第一管接头14和内管道11的端部分别设有向其管壁外凸起的第四法兰20，环形爆破片8的两端分别设有插入环形爆破片8管体内的爆破片安装管21，环形爆破片8与爆破片安装管21之间通过密封胶密封和固定，爆破片安装管21的端部设有向其管壁外凸起的第五法兰22，第四法兰20与第五法兰22之间设有密封垫圈并通过螺栓紧固连接，螺栓穿过第四法兰20和第五法兰22并使其压紧密封垫圈。

参照图1，为了实时监控负压腔7的状态并保证其可靠性，负压腔管1上设有与负压腔7连通的真空表23和真空泵24，真空泵24与负压腔管1之间设有控制真空泵24管路通断的电磁阀25，真空表23、电磁阀25和真空泵24分别与计算机26连接，可防止负压双向爆轰隔爆装置意外失效，可提高隔爆装置的可靠性并降低安全风险。当火焰或冲击传递到负压腔7内并使其气压变化后，真空表23将气压信号反馈到计算机26，可通知检测人员及时处理爆炸状况。当负压腔7内的气压出现异常时，计算机26可调节真空泵24和电磁阀25的工作状态，使负压腔7内的气压保持恒定，使负压双向爆轰隔爆装置始终保持在可靠的状态中。

参照图1至3，为了使负压双向爆轰隔爆装置可双向隔爆并防止由于安装方向错误造成的意外事故，其整体结构关于阀体3的中心对称。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。