一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置製造方法
2023-06-11 07:01:46 1
一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置製造方法
【專利摘要】一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，適用於輸送具有爆炸危險性的可燃氣體的工業管道內的阻火抑爆，也適用於煤礦井下瓦斯煤塵爆炸發生巷道內的抑爆。本發明包括採集控制裝置和滅火抑爆裝置兩大部分，採集控制裝置包括火焰傳感器、採集器、信號處理器和控制器，滅火抑爆裝置包括ABC乾粉滅火劑、儲粉管、電磁閥、減壓閥和高壓氮氣源。本發明解決了目前抑爆設施不能阻止多次爆炸傳播以及不能稀釋有害氣體的難題。
【專利說明】—種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，尤其適用於輸送具有爆炸危險性的可燃氣體的工業管道內的阻火抑爆，也適用於煤礦井下瓦斯煤塵爆炸發生巷道內的抑爆。
【背景技術】
[0002]新中國成立以來，全國煤礦發生一次死亡百人以上的事故共24起，造成3780人死亡，其中瓦斯(煤塵)爆炸事故21起，死亡3424人，事故起數和死亡人數佔比分別為87.5%和90.58%。《煤礦安全規程》規定，高瓦斯礦井煤巷掘進工作面應安設隔(抑)爆設施，開採有煤塵爆炸危險煤層的礦井，必須有預防和隔絕煤塵爆炸的措施。在一般大型國有煤礦，巷道中均按《煤礦安全規程》布置了隔爆水棚，但發生瓦斯爆炸時，這些隔爆措施並沒有起到應有作用，甚至有時這些裝置反而加強了爆炸強度，促進了爆炸的傳播。2004年大平煤礦瓦斯爆炸事故調查發現在安裝了隔爆水棚的工作面附近仍然有41名礦工死亡，即為一個明顯例子。為了從源頭上防止瓦斯積聚，越來越多的煤礦加大了瓦斯抽採的投入，瓦斯抽採是減少礦井瓦斯湧出量和防止瓦斯爆炸的治本措施，國家也明確提出將井下抽採的瓦斯作為民用燃料或化工原料加以利用。但是我國煤礦瓦斯抽採量中，濃度低於30% (低濃度瓦斯)的瓦斯抽採量佔60%以上，相當一部分的瓦斯濃度處於爆炸濃度極限範圍內，其輸送過程存在著嚴重的安全隱患。在通過管道長距離輸送至瓦斯發電端的過程中，一旦發電端出現回火或管道中混入金屬碎屑摩擦產生火花時，管道內的瓦斯就可能會被引爆，若不及時處理，就會繼續蔓延到抽採泵，炸毀抽採設備，甚至蔓延到煤礦井下，造成更大的人身傷亡和財產損失。《煤礦安全規程》規定，在利用瓦斯的系統中必須裝設有防回火、防回氣和防爆炸作用的安全裝置。由此可見，煤礦井下巷道和瓦斯輸送管道內都亟需有效的抑爆技術措施。
[0003]我國在防爆隔爆技術方面取得了顯著進展，如通過國家「六五」、「七五」、「八五」、「九五」等攻關項目研究，研製了 6種被動式隔爆棚(即隔爆水槽脆性棚、隔爆水袋棚、防潮巖粉棚、隔爆水槽泡沫棚、XGS型隔爆棚和KYG型快速移動式隔爆棚)和3種自動抑爆裝置(即ZGB-Y型自動隔爆裝置、ZYB-S型自動產氣式抑爆裝置、YBW-1型無電源觸髮式抑爆裝置)。通過對這些裝置進行詳細分析不難發現，當前瓦斯爆炸抑制方面的研究還存在一些需要解決的問題:
[0004](1)被動隔爆設施的有效應用範圍窄，大多為一次性裝置，但煤礦中有時會發生多次爆炸，此時被動隔爆裝置將失去隔爆作用。
[0005](2)自動抑爆裝置的抑爆劑基本只有粉體一種成分，它不具有稀釋有害氣體的能力，無法避免有害氣體的擴散，以致造成更大範圍的人員傷亡。
【發明內容】
[0006]技術問題:本發明的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種能熄滅爆炸火焰、抑制衝擊波傳播、稀釋有毒有害氣體、阻止多次爆炸傳播的氣固兩相射流主動阻火抑爆
>J-U ρ?α裝直。
[0007]技術方案:本發明的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，包括採集控制裝置和滅火抑爆裝置兩大部分；所述的採集控制裝置包括設在管道外壁面上的兩個火焰傳感器、與兩個火焰傳感器輸出埠相連的採集器、與採集器的乙太網接口相連的信號處理器、與採集器的輸出埠相連的控制器，採集器、信號處理器和控制器的電源埠均與防爆電源相連；所述的滅火抑爆裝置包括設在管道外壁面下方的兩個儲粉管、兩個儲粉管裡貯存的ABC乾粉滅火劑、分別與兩個儲粉管另一埠相連的兩個電磁閥、分別與兩個電磁閥進氣口相連的兩個減壓閥、分別與兩個減壓閥進氣口相連的兩個高壓氮氣源；所述滅火抑爆裝置的兩個電磁閥的電源埠均與所述採集控制裝置的控制器的輸出埠相連。
[0008]所述的兩個火焰傳感器位於同一水平線，間距為62?122m。
[0009]所述的兩個火焰傳感器連線的中點處所在的界面為中心界面，兩個儲粉管位於中心界面的兩側，兩個儲粉管的間距為1?2m。
[0010]所述的高壓氮氣源經過減壓閥減壓後的噴射壓力>lMPa。
[0011]有益效果:目前開發的被動隔爆設施的有效應用範圍窄，大多為一次性裝置，但煤礦中有時會發生多次爆炸，此時被動隔爆裝置將失去隔爆作用；而自動抑爆裝置的抑爆劑基本只有粉體一種成分，它不具有稀釋有害氣體的能力，無法避免有害氣體的擴散，以致造成更大範圍的人員傷亡。本發明克服了這些不足，提供的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置不僅能完全熄滅爆炸火焰，抑制一次爆炸的傳播，還能稀釋有毒有害氣體，阻止多次爆炸的傳播。當管道(或巷道)內發生可燃氣體燃燒或爆炸時，本發明的火焰傳感器探測火焰信號並將其轉變成電壓信號傳輸給採集器，採集器輸出信號到控制器，控制器發出指令驅動電磁閥開啟，電磁閥開啟後高壓氮氣與ABC乾粉滅火劑快速噴出，在管道(或巷道)內形成高壓氣固兩相射流幕，與火焰面充分接觸，大量吸收火焰的能量並終止基元反應鏈，使火焰熄滅，從而終止火焰在管道(或巷道)內的傳播。燃燒或爆炸被成功抑制後，高壓氮氣的存在能稀釋可燃氣體，使可燃氣體濃度低於爆炸濃度極限，剩餘的ABC乾粉滅火劑沉降在管道(或巷道)底部，一旦發生二次或多次爆炸，前驅衝擊波傳播至該區域時，沉積在管道(或巷道)底部的ABC乾粉滅火劑被揚起，重新懸浮在空氣中，並與後到來的火焰面充分接觸，使火焰熄滅，抑制二次爆炸或多次爆炸繼續向前傳播。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的裝置結構示意圖。
[0013]圖中:1-管道，2-火焰傳感器，3-採集器，4-信號處理器，5-控制器，6_防爆電源，7-中心界面，8-儲粉管，9-ABC乾粉滅火劑，10-電磁閥，11-減壓閥，12-高壓氮氣源，13-火焰面。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述:
[0015]本發明的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，包括採集控制裝置和滅火抑爆裝置兩大部分；所述的採集控制裝置包括設在管道1外壁面上的兩個火焰傳感器2、與兩個火焰傳感器2輸出埠相連的採集器3、與採集器3的乙太網接口相連的信號處理器4、與採集器3的輸出埠相連的控制器5，採集器3、信號處理器4和控制器5的電源埠均與防爆電源6相連，兩個火焰傳感器2位於同一水平線，間距為62?122m，兩個火焰傳感器2連線的中點處所在的界面為中心界面7，兩個儲粉管8位於中心界面7的兩側，兩個儲粉管8的間距為1?2m ;所述的滅火抑爆裝置包括設在管道1外壁面下方的兩個儲粉管8、兩個儲粉管8裡貯存的ABC乾粉滅火劑9、分別與兩個儲粉管8另一埠相連的兩個電磁閥10、分別與兩個電磁閥10進氣口相連的兩個減壓閥11、分別與兩個減壓閥11進氣口相連的兩個高壓氮氣源12，高壓氮氣源12經過減壓閥11減壓後的噴射壓力>lMPa ;所述滅火抑爆裝置的兩個電磁閥10的電源埠均與所述採集控制裝置的控制器5的輸出埠相連。
[0016]當管道1內發生可燃氣體燃燒或爆炸時，所形成的火焰面13被火焰傳感器2探測到後，火焰傳感器2將採集到的火焰信號轉變成電壓信號傳輸給採集器3，採集器3輸出信號到控制器5，控制器5發出指令驅動電磁閥10開啟，電磁閥10開啟後，高壓氮氣源12中的高壓氮氣經過減壓閥11、電磁閥10和儲粉管8與ABC乾粉滅火劑9 一起噴入管道1，在管道1內高壓氮氣和ABC乾粉滅火劑9形成高壓氣固兩相射流幕，熄滅火焰，阻止燃燒或爆炸繼續向前傳播。燃燒或爆炸被成功抑制後，高壓氮氣的存在能稀釋可燃氣體，使可燃氣體濃度低於爆炸濃度極限，剩餘的ABC乾粉沉降在管道(或巷道)底部，一旦發生二次或多次爆炸，前驅衝擊波傳播至該區域時，沉積在管道(或巷道)底部的ABC乾粉被揚起，重新懸浮在空氣中，並與後到來的火焰面充分接觸，使火焰熄滅，抑制二次或多次爆炸繼續向前傳播。本發明提供的氣固兩相射流主動阻火抑爆方法不僅能完全熄滅爆炸火焰，抑制一次爆炸的傳播，還能稀釋有毒有害氣體，阻止多次爆炸的傳播。
【權利要求】
1.一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，其特徵在於:包括採集控制裝置和滅火抑爆裝置兩大部分；所述的採集控制裝置包括設在管道(I)外壁面上的兩個火焰傳感器(2)、與兩個火焰傳感器(2)輸出埠相連的採集器(3)、與採集器(3)的乙太網接口相連的信號處理器(4)、與採集器(3)的輸出埠相連的控制器(5)，採集器(3)、信號處理器(4)和控制器(5)的電源埠均與防爆電源(6)相連；所述的滅火抑爆裝置包括設在管道(I)外壁面下方的兩個儲粉管(8)、兩個儲粉管(8)裡貯存的ABC乾粉滅火劑(9)、分別與兩個儲粉管⑶另一埠相連的兩個電磁閥(10)、分別與兩個電磁閥(10)進氣口相連的兩個減壓閥(11)、分別與兩個減壓閥(11)進氣口相連的兩個高壓氮氣源(12);所述滅火抑爆裝置的兩個電磁閥(10)的電源埠均與所述採集控制裝置的控制器(5)的輸出埠相連。
2.根據權利要求1所述的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，其特徵在於:所述的兩個火焰傳感器(2)位於同一水平線，間距為62?122m。
3.根據權利要求1和2所述的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，其特徵在於:所述的兩個火焰傳感器(2)連線的中點處所在的界面為中心界面(7)，兩個儲粉管(8)位於中心界面(7)的兩側，兩個儲粉管⑶的間距為I?2m。
4.根據權利要求1所述的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，其特徵在於:所述的高壓氮氣源(12)經過減壓閥(11)減壓後的噴射壓力>lMPa。
【文檔編號】E21F5/00GK104389629SQ201410736341
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】江丙友, 劉澤功, 蔡峰, 蘇明清, 劉健, 施書磊, 袁俏俏, 張樹川, 楊文旺, 康亞, 徐超傑 申請人:安徽理工大學