抑制可燃粉塵/空氣混合物爆炸火焰傳播的細水霧噴頭的製作方法

2023-10-10 06:55:54

本發明涉及可燃粉塵/空氣混合物爆炸火焰傳播抑制技術領域，尤其涉及一種抑制可燃粉塵/空氣混合物爆炸火焰傳播的細水霧噴頭。

背景技術：

加工、儲運可燃粉體的工藝設備、管道內，如粉塵/空氣混合物中的粉塵濃度處於爆炸範圍，極易發生粉塵爆炸事故，帶來嚴重的人員傷亡和財產損失。爆炸抑制技術是指檢測到初始爆炸信號後，觸發抑爆裝置，快速噴灑抑爆介質，阻止、減弱直至完全熄滅火焰傳播，在某些應用場景為優先選用的防護措施。既有研究表明，新型抑爆介質如各類超細化學活性粉體、細水霧均為良好的爆炸抑制劑，其中細水霧除了直接抑制爆炸火焰傳播外，尚具有對可燃粉塵進行溼潤的功效，降低爆炸危險性，因而在某些場所成為潛在的優選手段，而細水霧噴頭決定了細水霧產生方式及霧場特性，是抑爆效果的控制環節。

已公開的中國專利文獻中已有較多關於細水霧噴頭的技術信息，從產霧方式上有旋流式、離心式、雙流體式等，然而既有專利方案主要基於滿足撲滅各類火災的需要，如將其直接或非實質改進以用於工藝設備、管道的粉塵爆炸抑制，會存在以下弊端：其一，噴頭為開式噴頭，安裝在工藝設備、管道上會導致洩漏；其二，噴頭無保護措施，易被粉塵堵塞；其三，現有技術只強調水霧粒徑，或略其它特徵參數，最重要的是過細的水霧如保護措施，在前驅爆炸衝擊波的作用下會迅速飄逸，難以與爆炸火焰陣面相互作用，勢必削弱抑爆效果。

為此，本申請人作了有益的探索與實際的嘗試，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種抑制可燃粉塵/空氣混合物爆炸火焰傳播的細水霧噴頭，滿足工業設備、管道內粉塵爆炸抑制的需要。

本發明的技術方案為：

一種抑制可燃粉塵/空氣混合物爆炸火焰傳播的細水霧噴頭，包括帶有彈簧擋環的通孔導流杆，通孔導流杆的頭部與進水端壓緊環通過螺紋聯結，並且通過進水端緩衝墊片密封；通孔導流杆上套有彈簧，彈簧的一端由彈簧擋環頂住，另一端由噴頭分隔層壓住；通孔導流杆的尾部通過螺紋聯結帶撞針底座。

所述通孔導流杆經由噴頭腔體上腔體穿過噴頭腔體分隔層通孔進入噴頭下腔體。通孔導流杆的上部外徑略大於噴頭腔體分隔層的通孔直徑，下部外徑略小於噴頭腔體分隔層的通孔直徑，通孔導流杆的直徑突變處帶圓弧倒角；通孔導流杆直徑較小部分的長度與噴頭下腔體長度一致，通孔導流杆的總長度與噴頭上腔體相等。

所述撞針底座上部螺孔深度為撞針底座一半，下部為通孔；撞針底座的邊緣有一盲孔，撞針與盲孔為重型壓入配合，撞針端部中心正對撞針底座通孔的幾何中心。

所述撞針底座在彈簧的拉力作用下，上表面與噴頭腔體分隔層的下表面貼合，撞針隱藏於噴頭下腔體中，下堵頭與噴頭下腔體輕度過盈配合。

所述通孔導流杆在在噴頭上腔體內自上向下運動到圓弧倒角與噴頭腔體分隔層通孔壓緊時，撞針完全露出噴頭下腔體。

進一步的，衝開下堵頭所需的水壓力略小於通孔導流杆向下運動到撞針完全露出所需的壓力。

進一步的，所述撞針的頂部為凹型，周邊帶45度倒角。

進一步的，所述噴頭腔體設有進水濾網，噴頭腔體上下均有安裝螺紋，上部螺紋聯結供水管網，下部螺紋聯結設備、管道上的噴頭安裝底座，安裝完成後，噴頭下腔體底部與設備、管道內壁平齊。

爆炸發生後，供水管網迅速升壓，下堵頭衝開，通孔導流杆、撞針底座一同向下移動，通孔導流杆圓弧倒角與噴頭腔體分隔層通孔壓緊，撞針露出噴頭下腔體，水流經導流孔撞擊撞針頂部，產生細水霧。

與現有技術相比，本發明提供的技術方案具有如下有益效果：

1.撞針隱藏於腔體內，噴頭得以有效保護。

2.噴頭下部裝設堵頭，有效防止噴頭被粉塵堵塞，工藝設備不會洩漏；噴頭底部與設備、管道內壁平齊，不會對正常生產工藝造成幹擾。

3.產生的細水霧錐體外圍粒徑粗，能夠有效抵抗爆炸衝擊波，內層水霧細，增強抑爆效果。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是本發明抑制可燃粉塵/空氣混合物爆炸火焰傳播的細水霧噴頭的分解示意圖；

圖2是本發明的噴頭在沒有噴霧情況下的剖面圖及典型安裝方式；

圖3是本發明的噴頭在噴霧情況下的剖面圖；

圖4是本發明撞針的局部放大圖；

圖5是本發明噴頭所噴水霧錐體粒徑分布測試圖, 測量平面距離噴口下方500mm。

圖中附圖標記說明

1為進水濾網，2為進水端壓緊環，

3為進水端緩衝墊片，41為彈簧擋環，

4為通孔導流杆5為彈簧，

6為噴頭腔體，7為撞針底座，

8為撞針，9為堵頭，

61為噴頭上腔體，62為噴頭腔體分隔層

63為噴頭下腔體。

具體實施方式

為了使專利審查人員及公眾能夠更加清楚地理解本發明的技術實質和有益效果，申請人將結合本發明實施例中的附圖，對本發明技術方案進行清楚、完整的描述。

如圖1和2所示，本發明的抑制可燃粉塵/空氣混合物爆炸火焰傳播的細水霧噴頭包括帶有彈簧擋環41的通孔導流杆4，通孔導流杆4的頭部通過螺紋聯結進水端壓緊環2，進水端緩衝墊片3由進水端壓緊環2和彈簧擋環41螺紋結合面壓緊；通孔導流杆4上套有彈簧5；

通孔導流杆4經由噴頭腔體上腔體61穿過噴頭腔體分隔層62通孔進入噴頭下腔體63，通孔導流杆4的尾部通過螺紋聯結帶撞針底座7；彈簧5的一端由彈簧擋環41頂住，另一端由噴頭分隔層62壓住；

通孔導流杆4的上部外徑略大於噴頭腔體分隔層62的通孔直徑，下部外徑略小於噴頭腔體分隔層62的通孔直徑，通孔導流杆4的直徑突變處帶圓弧倒角；通孔導流杆4直徑較小部分的長度與噴頭下腔體63長度一致，通孔導流杆4的總長度與噴頭上腔體61相等；

撞針底座7上部螺孔深度為撞針底座7一半，下部為通孔；撞針底座7的邊緣有一盲孔71，撞針8與盲孔71為重型壓入配合，撞針8端部中心正對撞針底座7通孔的幾何中心；

撞針底座7在彈簧5的拉力作用下，上表面與噴頭腔體分隔層62的下表面貼合，撞針8隱藏於噴頭下腔體63中，下堵頭9與噴頭下腔體63輕度過盈配合。

噴頭腔體6設有進水濾網1，噴頭腔體6上下均有安裝螺紋，上部螺紋聯結供水管網，下部螺紋聯結設備、管道上的噴頭安裝底座，安裝完成後，噴頭下腔體62底部與設備、管道內壁平齊。

本發明的工作原理如下：

如圖3所示，爆炸發生後，供水管網迅速升壓，下堵頭9衝開，通孔導流杆4、撞針底座7一同向下移動，通孔導流杆4圓弧倒角與噴頭腔體分隔層62通孔壓緊，撞針8露出噴頭下腔體63，水流經導流孔撞擊如圖4所示的撞針頂部，產生細水霧如圖5所示，細水霧錐體外圍粒徑粗，能夠有效抵抗爆炸衝擊波，內層水霧細，增強抑爆效果。