本实用新型属于阻火抑爆技术领域,具体涉及一种阻火器。
背景技术:
当前,随着人们生活水平的提高,对能源的需求日益增多,尤其以煤炭为主,相应开采强度和深度增加,瓦斯爆炸事故频繁。已知的普通热管阻火器有多层狭缝热管阻火器和干式热管阻火器,基本依靠金属丝网结合热管或狭缝结合热管,其原理是利用一定间隙火焰会窒息熄灭以及热管有效传导热量抑制爆炸。由于管道内火焰燃烧产物温度极高,金属丝网或狭缝阻火效果有限且对爆炸压力波控制不足,材料耐温性有限,阻火空间不足,极易引起爆燃或爆轰,如果不能及时抑制爆炸,后果不堪设想。因此需要研究一种散热效率高、足够空间传输热量的高效阻火抑爆装置。
技术实现要素:
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种阻火器。该阻火器可最大限度弥补现有相关热管阻火器丝网或狭缝对爆炸火焰及爆炸能量抑制不足的缺陷,充分衰减爆炸强度,分散爆炸能量,阻火抑爆效果显著,可靠性大大提高。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种阻火器,其特征在于,包括中间大两头小的第一管路,和对称安装于第一管路两端的两个第二管路,所述第一管路包括泡沫陶瓷管和套装于泡沫陶瓷管上的外管,所述泡沫陶瓷管内且位于第一管路的轴向中部设置有阻火丝网,泡沫陶瓷管内且位于阻火丝网的两侧均设置有阻火板,所述第一管路的轴向中部设置有热管,所述热管的一端插入阻火丝网内,热管的另一端位于第一管路外侧,热管位于第一管路外侧的部位设置有肋片,所述第二管路与第一管路之间设置有用于连接第二管路和第一管路的法兰,第二管路与第一管路之间设置有泡沫铁镍板,所述泡沫铁镍板为圆柱形泡沫铁镍板,泡沫铁镍板的直径与第二管路的内径相匹配,泡沫铁镍板与第一管路连接的一侧开设有环形凹槽,泡沫陶瓷管的端部卡入环形凹槽内。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述泡沫陶瓷管由上半部分和下半部分拼接而成,所述上半部分由左半部分和右半部分拼接而成,所述左半部分的右端设置有第一半圆孔,所述右半部分的左端设置有与所述第一半圆孔相配合的第二半圆孔,所述外管由左半外管和右半外管拼接组成,所述左半外管的右端且与第一半圆孔相对应的位置设置有第三半圆孔,所述右半外管的左端设置有与所述第三半圆孔相配合的第四半圆孔;所述阻火丝网上设置有用于插入热管的盲孔,所述热管位于第一管路内的部位套装有密封环,密封环与热管之间的空隙内设置有密封填充料。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述密封填充料为密封胶。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述阻火板为泡沫铝阻火板,阻火板呈尖顶锥形,阻火板的尖顶端部远离阻火丝网,所述泡沫铝阻火板的相对密度为15%~30%。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述泡沫铁镍板的密度为0.3g/cm3或0.8g/cm3,泡沫铁镍板的孔径为20PPI或30PPI。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述阻火丝网由金属铝丝网叠设制成。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述金属铝丝网的层数为6层。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述泡沫陶瓷管和外管之间设置有间隙,第一管路端部的外径与第二管路的外径相等,外管端部的内径与第二管路的内径相等。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述第二管路呈Z字形,所述泡沫陶瓷管的材质为硅树脂多孔泡沫陶瓷,所述第二管路远离第一管路的一端设置有法兰盘。
上述的一种阻火器,其特征在于,所述外管和第二管路均为不锈钢管,所述热管为重力式热管,热管的管壳材料为不锈钢,工作介质为钾,热管的数量为3个。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
1、本实用新型采用三部分管路设计,在第一管路内设置泡沫陶瓷管,利用泡沫陶瓷的三维网状、无数蜂窝状“小室”的特殊结构,充分抑制爆炸能量的传播,降低爆炸强度,从而抑制爆炸火焰的传播,泡沫陶瓷孔径小,骨架结构密集,爆炸反应的自由基在孔壁上发生频繁碰撞而被销毁,使参与燃烧自由基急剧减少、终止爆炸反应,有效阻止爆炸火焰和压力波的传播,从而导致链反应中断;另一方面,爆炸火焰进入泡沫陶瓷细小的通道被分散为许多细小火焰,能量损失加大,导致反应的活化能降低,爆炸冲击波不能继续前进,从而抑制瓦斯爆炸。
2、本实用新型的阻火器整体构造采用中间大两头小的第一管路,和对称安装于第一管路两端的两个第二管路,并优选第二管路为Z字形管路,增大了火焰及压力波的传输空间及距离,相应的给了各构件足够的散热时间,从而增强抑制效果,多次抑爆,并利用带肋热管有效传出热量。
3、本实用新型在第一管路中部设置带热管的阻火丝网,能够高效快速的将集聚的热量传输给热管,热管上设置肋片保证热量及时快速传出;在阻火丝网两侧设置阻火板,极大的强化了热量的分散。
4、本实用新型在第二管路与第一管路之间设置泡沫铁镍板,并在泡沫铁镍板的一侧开设环形凹槽,使泡沫陶瓷管的端部卡入环形凹槽内,不仅能够很好的固定第一管路和第二管路,并且能够提高散热效率。
5、本实用新型采用对称结构,在第一管路两端对称设置第二管路,能够对爆炸火焰或压力波进行二次处理,以确保完全抑制爆炸火焰或压力波。
6、本实用新型的阻火器可最大限度弥补现有相关热管阻火器丝网或狭缝对爆炸火焰及爆炸能量抑制不足的缺陷,充分衰减爆炸强度,分散爆炸能量,阻火抑爆效果显著,可靠性大大提高。
下面结合附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型阻火器的立体结构示意图。
图2为本实用新型阻火器去除热管后的立体结构示意图。
图3为本实用新型阻火器的剖视图。
图4为本实用新型泡沫铁镍板的结构示意图。
图5为图4的左视图。
图6为本实用新型阻火丝网的立体结构示意图。
图7为本实用新型泡沫陶瓷管的整体结构示意图。
图8为本实用新型泡沫陶瓷管的分解结构示意图。
图9为本实用新型外管的分解结构示意图。
附图标记说明:
1—第一管路; 1-1—泡沫陶瓷管; 1-11—上半部分;
1-12—下半部分; 1-13—左半部分; 1-14—右半部分;
1-15—第一半圆孔; 1-16—第二半圆孔; 1-2—外管;
1-21—左半外管; 1-22—右半外管; 1-23—第三半圆孔;
1-24—第四半圆孔; 2—第二管路; 3—阻火丝网;
4—阻火板; 5—热管; 6—肋片;
7—法兰; 8—泡沫铁镍板; 9—环形凹槽;
10—法兰盘; 11—密封填充料; 12—盲孔;
13—密封环; 14—密封填充料。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示,本实用新型的阻火器,包括中间大两头小的第一管路1,和对称安装于第一管路1两端的两个第二管路2,所述第一管路1包括泡沫陶瓷管1-1和套装于泡沫陶瓷管1-1上的外管1-2,所述泡沫陶瓷管1-1内且位于第一管路1的轴向中部设置有阻火丝网3,泡沫陶瓷管1-1内且位于阻火丝网3的两侧均设置有阻火板4,所述第一管路1的轴向中部设置有热管5,所述热管5的一端插入阻火丝网3内,热管5的另一端位于第一管路1外侧,热管5位于第一管路1外侧的部位设置有肋片6,所述第二管路2与第一管路1之间设置有用于连接第二管路2和第一管路1的法兰7,第二管路2与第一管路1之间设置有泡沫铁镍板8,所述泡沫铁镍板8为圆柱形泡沫铁镍板,泡沫铁镍板8的直径与第二管路2的内径相匹配,泡沫铁镍板8与第一管路1连接的一侧开设有环形凹槽9,泡沫陶瓷管1-1的端部卡入环形凹槽9内。
如图7、图8和图9所示,本实施例中,所述泡沫陶瓷管1-1由上半部分1-11和下半部分1-12拼接而成,所述上半部分1-11由左半部分1-13和右半部分1-14拼接而成,所述左半部分1-13的右端设置有第一半圆孔1-15,所述右半部分1-14的左端设置有与所述第一半圆孔1-15相配合的第二半圆孔1-16,所述外管1-2由左半外管1-21和右半外管1-22拼接组成,所述左半外管1-21的右端且与第一半圆孔1-15相对应的位置设置有第三半圆孔1-23,所述右半外管1-22的左端设置有与所述第三半圆孔1-23相配合的第四半圆孔1-24;所述阻火丝网3上设置有用于插入热管5的盲孔12,所述热管5位于第一管路1内的部位套装有密封环13,密封环13与热管5之间的空隙内设置有密封填充料11。
本实施例中,所述密封填充料11为密封胶。
本实施例中,所述阻火板4为泡沫铝阻火板,阻火板4呈尖顶锥形,阻火板4的尖顶端部远离阻火丝网3,所述泡沫铝阻火板的相对密度为15%~30%(优选15%、20.4%和30%)。
本实施例中,所述泡沫铁镍板8的密度为0.3g/cm3或0.8g/cm3,泡沫铁镍板8的孔径为20PPI或30PPI。
本实施例中,所述阻火丝网3由金属铝丝网叠设制成。
本实施例中,所述金属铝丝网的层数为6层。
本实施例中,所述泡沫陶瓷管1-1和外管1-2之间设置有间隙,第一管路1端部的外径与第二管路2的外径相等,外管1-2端部的内径与第二管路2的内径相等。
本实施例中,所述第二管路2呈Z字形,所述泡沫陶瓷管1-1的材质为硅树脂多孔泡沫陶瓷,所述第二管路2远离第一管路1的一端设置有法兰盘10。
本实施例中,所述外管1-2和第二管路2均为不锈钢管,所述热管5为重力式热管,热管5的管壳材料为不锈钢,工作介质为钾,热管5的数量为3个。
本实用新型的阻火器的制备方法包括以下步骤:
步骤一、将密封环13套装于热管5上,然后插入阻火丝网3的盲孔12内,再向密封环13与热管5之间的空隙内填充密封填充料11;
步骤二、将左半部分1-13和右半部分1-14拼接形成上半部分1-11,将上半部分1-11置于阻火丝网3上,使热管5穿过第一半圆孔1-15和第二半圆孔1-16拼接而成的孔,将左半部分1-13与阻火丝网3接触的部位焊接,将右半部分1-14与阻火丝网3接触的部位焊接;然后在上半部分1-11内侧且位于阻火丝网3的两侧均焊接阻火板4;再将下半部分1-12与上半部分1-11拼接形成泡沫陶瓷管1-1;
步骤三、将左半外管1-21和右半外管1-22套于泡沫陶瓷管1-1上,使热管5穿过第三半圆孔1-23和第四半圆孔1-24拼接而成的孔,焊接左半外管1-21和右半外管1-22接触的部位,形成外管1-2;然后在外管1-2的左右两端均安装泡沫铁镍板8,使泡沫陶瓷管1-1的端部卡入泡沫铁镍板8的环形凹槽9内,从而固定泡沫陶瓷管1-1和外管1-2,形成第一管路1;
步骤四、利用法兰7在第一管路1左右两端分别连接第二管路2并使泡沫铁镍板8卡入第二管路2的端部,得到阻火器。
本实用新型的阻火器在使用时,通过法兰与管道连接,当爆炸火焰或压力波进入阻火器时,呈Z字形第二管路2使得器壁效应明显,大大降低爆燃的可能,接着通过泡沫铁镍板8可高效快速分散热量及压力波,爆炸火焰或压力波进入中间大两头小的第一管路1中,通过第一管路1的变径结构,减小集聚效应,降低爆炸可能,同时利用第一管路1的泡沫陶瓷管1-1充分分散火焰及压力波能量,泡沫陶瓷管1-1与外管1-2之间的间隙也可充分散热;随后具有优良散热特性的阻火板继续分散爆炸火焰或压力波,继而通过阻火丝网,一方面最大限度缓冲能量威力,另一方面快速传输给带肋热管,将热量散出,能够很好的抑制爆炸。为达到高效抑制作用,本实用新型在第一管路1两端对称设置第二管路2,能够对爆炸火焰或压力波进行二次处理,以确保完全抑制作用。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型做任何限制,凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。