一种主动抑制有毒有害气体爆炸的系统的制作方法

本发明涉及抑制爆炸技术领域，特别是指一种主动抑制有毒有害气体爆炸的系统。

背景技术：

工业上的事故大多是由爆炸造成的，尤其是有毒有害气体的爆炸带来的危害影响更为深远，所以防止事故发生尤为重要。爆炸灾害的防治涉及到许多复杂的物理和化学过程,通常有隔爆、抑爆、泄爆三种防治措施,其中，抑爆是重要手段。抑爆的基本工作原理是在爆炸传播通道上预先形成由惰性粉尘构成的抑爆带,扑灭和衰减随即到达的爆炸火焰与冲击波,从而达到控制爆炸作用范围、降低爆炸程度的目的。抑爆可以分为主动式抑爆和被动式抑爆两大类。主动式抑爆是通过传感器等敏感元件及时地探测到爆炸压力、爆炸火焰等爆炸信号,随即通过控制单元触发抑爆剂喷洒装置动作,将抑爆剂以高压引射或爆炸抛撒等方式快速地喷洒出去,从而达到抑爆的目的。被动式抑爆则是利用冲击波自身的能量弥散抑爆剂,冲击波因能量消耗而衰减,所形成的抑爆区也有抑制随后到达的爆炸火焰的作用。

在管道中安置真空室可以有效地抑制气体燃烧火焰繁殖以及冲击波的传播。真空室在爆炸初期有效地吸收冲击波和爆炸能量,从而起到抑制燃烧与爆炸的作用。在一定的抑爆带区域加载合适浓度的惰性粉尘后,由于气、粒两相之间的动量、能量传递,燃烧火焰得以减速,冲击波与火焰之间的距离逐渐增大而失去其能量支持,同时粉尘颗粒也有吸收冲击波能量的作用,两种效应同时进行、相互反馈,冲击波得以迅速衰减,抑爆成功。抑爆剂粉尘浓度低于某临界值时,虽然对爆炸有一定的抑制作用,但终究不能使之完全被抑制,冲击波穿过抑爆区后在充满输送气体管道段内会重新成长，且最终趋于稳定。只有抑爆剂粉尘浓度大于某值时,冲击波才能完全被抑制,且不会在管内重新成长。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种主动抑制有毒有害气体爆炸的系统，该系统抑制了有毒有害气体在输送过程中的爆炸，降低了事故后果的严重程度。

该系统包括空气泵、真空管道段、压力感应阀、惰性粉尘管道段、止回阀、输送气体管道段及半球型喷头，输送气体管道段分别与真空管道段和惰性粉尘管道段相连，输送气体管道段与真空管道段连接处设置压力感应阀，压力感应阀与空气泵之间通过线路相连，空气泵保持真空管道段处于真空状态，惰性粉尘管道段与输送气体管道段连接处设置止回阀和半球型喷头，真空管道段与惰性粉尘管道段连接处设置压力感应阀，压力感应阀与止回阀之间用线路连接。

输送气体管道段和真空管道段的连接处距离输送气体管道段和惰性粉尘管道段的连接处的距离不宜过大，一般为2-3m。

真空管道段、惰性粉尘管道段和输送气体管道段的管道内径为0.14m。

止回阀的方向是由惰性粉尘管道段通向输送气体管道段，是单向的，止回阀和输送气体管道段之间设置半球型喷头。

惰性粉尘管道段中的惰性粉尘为碳酸钙粉尘颗粒，碳酸钙粉尘颗粒浓度为0.526kg/m³。在此浓度下，惰性粉尘对抑制有毒有害气体的爆炸有很好的效果。

半球型喷头为空心半球，表面钻有80-90个直径在1-1.8mm均匀分布的小孔，半球型喷头的半球面朝向输送气体管道段，保证惰性粉尘在喷头的扇形喷洒范围内分布基本均匀。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，该系统用于抑制有毒有害气体爆炸，真空室在爆炸初期有效地吸收冲击波和爆炸能量；惰性粉尘与气体两相之间的动量、能量传递,燃烧火焰得以减速,冲击波与火焰之间的距离逐渐增大而失去其能量支持,同时粉尘颗粒也吸收冲击波能量。在真空室和惰性粉尘双重作用下，相互反馈,冲击波得以迅速衰减,抑制爆炸成功。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的止回阀结构示意图；

图3为本发明的压力感应阀结构示意图，其中，(a)为右视图，(b)为俯视图，(c)为正视图；

图4为本发明的半球型喷头结构示意图。

其中：1-空气泵，2-真空管道段，3-压力感应阀，4-惰性粉尘管道段，5-止回阀，6-输送气体管道段，7-半球型喷头。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种主动抑制有毒有害气体爆炸系统。

如图1所示，该系统包括空气泵1、真空管道段2、压力感应阀3、惰性粉尘管道段4、止回阀5、输送气体管道段6及半球型喷头7，输送气体管道段6分别与真空管道段2和惰性粉尘管道段4相连，输送气体管道段6与真空管道段2连接处设置压力感应阀3，如图3所示，压力感应阀3与空气泵1之间通过线路相连，空气泵保持真空管道段2处于真空状态，惰性粉尘管道段4与输送气体管道段6连接处设置止回阀5和半球型喷头7，真空管道段2与惰性粉尘管道段4连接处设置压力感应阀3，压力感应阀3与止回阀5之间用线路连接。

输送气体管道段6分别与真空管道段2和惰性粉尘管道段4的连接处之间的距离不宜过大。

真空管道段2、惰性粉尘管道段4和输送气体管道段6的管道内径为0.14m。

如图2所示，止回阀5的方向是由惰性粉尘管道段4通向输送气体管道段6，是单向的。

惰性粉尘管道段4中的惰性粉尘为碳酸钙粉尘颗粒，碳酸钙粉尘颗粒浓度为0.526kg/m³。

如图4所示，半球型喷头7为空心半球，表面钻有80-90个直径在1-1.8mm均匀分布的小孔。

当输送气体管道段6正常运作时，空气泵1维持着真空管道段2的真空状态，压力感应阀3和止回阀5保持关闭状态。当输送气体管道段6中有毒有害气体发生燃烧时，它与真空管道段2中的压力感应阀3感应到压力的变化，压力阀打开，由于压差的原因使气体进入真空管道段2，真空管道段2吸收冲击波和爆炸能量，抑制爆炸；此处压力感应阀3还与空气泵1相连，当感应到压力变化时，将信号传给空气泵1，使空气泵1停止运作，避免把有毒有害气体排入空气中。

有毒有害气体进入真空管道段2时，真空管道段2与惰性粉尘管道段4之间的压力感应阀3感应到压力的变化，打开阀门，并由于压差，使惰性粉尘进入真空管道段2，在真空管道段2和惰性粉尘的双重作用下使得冲击波迅速衰减，达到抑制爆炸的目的；此处压力感应阀3在感受到压力变化时，将信号传给止回阀5，止回阀5打开，将惰性粉尘管道段4中的惰性粉尘用半球形喷头7喷洒到输送气体管道段6中，抑制还未吸入真空管道段2的气体爆炸。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种主动抑制有毒有害气体爆炸的系统，其特征在于：包括空气泵(1)、真空管道段(2)、压力感应阀(3)、惰性粉尘管道段(4)、止回阀(5)、输送气体管道段(6)及半球型喷头(7)，输送气体管道段(6)分别与真空管道段(2)和惰性粉尘管道段(4)相连，输送气体管道段(6)与真空管道段(2)连接处设置压力感应阀(3)，压力感应阀(3)与空气泵(1)相连，空气泵(1)保证真空管道段(2)处于真空状态，惰性粉尘管道段(4)与输送气体管道段(6)连接处设置止回阀(5)和半球型喷头(7)，真空管道段(2)与惰性粉尘管道段(4)连接处设置压力感应阀(3)，压力感应阀(3)与止回阀(5)之间用线路连接。

2.根据权利要求1所述的主动抑制有毒有害气体爆炸的系统，其特征在于：所述输送气体管道段(6)和真空管道段(2)的连接处距离输送气体管道段(6)和惰性粉尘管道段(4)的连接处为2-3m。

3.根据权利要求1所述的主动抑制有毒有害气体爆炸的系统，其特征在于：所述真空管道段(2)、惰性粉尘管道段(4)和输送气体管道段(6)的管道内径为0.14m。

4.根据权利要求1所述的主动抑制有毒有害气体爆炸的系统，其特征在于：所述止回阀(5)的方向是由惰性粉尘管道段(4)通向输送气体管道段(6)，止回阀(5)单向，止回阀(5)和输送气体管道段(6)之间设置半球型喷头(7)。

5.根据权利要求1所述的主动抑制有毒有害气体爆炸的系统，其特征在于：所述惰性粉尘管道段(4)中的惰性粉尘为碳酸钙粉尘颗粒，碳酸钙粉尘颗粒浓度为0.526kg/m³。

6.根据权利要求1所述的主动抑制有毒有害气体爆炸的系统，其特征在于：所述半球型喷头(7)为空心半球，表面钻有80-90个直径在1-1.8mm均匀分布的小孔，半球型喷头(7)的半球面朝向输送气体管道段(6)。

技术总结
本发明提供一种主动抑制有毒有害气体爆炸的系统，属于抑制爆炸技术领域。该系统包括真空管道段、惰性粉尘管道段、输送气体管道段、压力感应阀、空气泵、止回阀和半球型喷头，有毒气体从输送气体管道段左侧进入，并在左侧发生燃烧，输送气体管道段与真空管道段连接处有一压力感应阀，空气泵保持真空管道段里一直处于真空状态，惰性粉尘管道段与输送气体管道段连接处是一个止回阀和半球形喷头，真空管道段与惰性粉尘管道段连接处为压力感应阀，此压力感应阀与止回阀相连。该发明抑制了有毒有害气体在输送过程中的爆炸，从而降低了事故后果的严重程度。

技术研发人员：高玉坤;赵焕娟;刘菊林;张英华;牛淑贞;黄志安;白智明;严屹然;林敏;董士铭
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2020.07.06
技术公布日：2020.10.27