一种基于水雾抑爆的输气管道泄爆装置

1.本发明涉及输气管道安全技术领域，尤其是一种基于水雾抑爆的输气管道泄爆装置。


背景技术：

2.由于管道运输气体具有便捷性、运输费用成本低的优点，因此管道运输成为目前气体运输的最佳传输方式。但由于部分管道运输气体存在易燃性、可燃性以及管道潜在安全隐患的不确定性，使得气体的管道输送存在一定的爆炸风险性。若存在管壁薄弱或变形，带压气体极易冲破管道，冲出气体易与空气反应发生爆炸事故，且可能产生回火引燃管内气体，导致冲击波和火焰从管内冲出形成喷射火，对其他管道或设备以及周围造成严重的伤害。
3.目前应用于管道泄爆的装置，结构过于复杂、形状较大，不利于安装使用，尤其泄爆功能仅限于火焰，对爆炸冲击波考虑较少，因此，如何同时消除火焰和减弱冲击波压力是泄爆技术中迫切需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种基于水雾抑爆的输气管道泄爆装置，以有效降低或减弱管道内爆炸冲击波及火焰对周边设施、环境造成危害，提高管道运输气体的安全性。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于水雾抑爆的输气管道泄爆装置，包括两端敞开的筒体，筒体上端铰接有四个扇形板构成的盖板，筒体下端与输气管道固接，所述的筒体内设有可沿筒体内壁移动的吸能盘，所述吸能盘朝向输气管道侧的表面涂覆有吸能涂层，近输气管道侧的筒体下端内间距固接有三块分火网片；
6.所述吸能盘与分火网片之间的筒体内空间交错设有三根喷水管，所述喷水管上轴对称开设有喷水孔，三根喷水管一端伸出筒体并汇集连接有微型水泵；
7.位于分火网片下方的筒体壁上安装有内置控制电路的温度传感器，温度传感器的测量端伸进筒体内感应内部温度变化，筒体内部温度超过温度传感器设定的温度阈值时，所述控制电路控制微型水泵启动。
8.具体说，所述的筒体内壁周向均布安装有三个垂直滑槽，吸能盘外周固定有可沿垂直滑槽上下滑动的滑块，所述垂直滑槽上下两端分别固定有限位挡板，位于垂直滑槽上端的限位挡板固接有缓冲弹簧，缓冲弹簧下端固定有移动挡板。
9.进一步地，为更好地实现泄爆减压效果，所述的吸能盘与喷水管之间的筒体内壁间固接有第一泄爆片，喷水管与分火网片之间的筒体内壁间固接有第二泄爆片，第一泄爆片和第二泄爆片之间的筒体壁上开设有排水口。
10.进一步地，所述的控制电路包括电源、电阻、报警器，温度传感器上的指针为控制电路的开关，温度传感器的温度阈值处设有金属挡针，所述的指针受压转动与金属挡针接
触，所述电源一端通过电阻与微型水泵和报警器连接，电源另一端与指针连接。
11.为防止在发生事故后高压携带爆炸火焰冲破管道后改变火焰阵面，所述的分火网片上涂覆有防火涂层且密布有圆形网孔，三块分火网片上的圆形网孔彼此交错设置。
12.本发明的有益效果是：本发明通过在泄爆装置内加装喷水管及吸能盘，由温度传感器感应筒体内温度变化，进而控制微型水泵开启，由三根喷水管上分布的喷水孔喷出多层水幕，对输气管道内爆炸产生的冲击波的传播起到扰动作用，从而降低或减弱冲击波携带火焰冲出输气管道对临近设备设施及周围环境造成的危害，提高管道运输气体的安全性。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
14.图1是本发明的结构示意图。
15.图2是本发明所述吸能盘的安装示意图。
16.图3是本发明所述控制电路的接线图。
17.图4是本发明所述喷水管的空间位置示意图。
18.图5是本发明应用于输气管道的安装示意图。
19.图中：1.筒体，2.盖板，3.轴承型活页，4.吸能盘，5.吸能涂层，6.垂直滑槽，7.滑块，8.限位挡板，9.缓冲弹簧，10.分火网片，11.金属卡扣，12.喷水管，13.微型水泵，14.第一泄爆片，15.第二泄爆片，16.移动挡板，17.温度传感器，18.外接水管，19.电源，20.电阻，21.报警器，22.指针，23.金属挡针，24.排水口。
具体实施方式
20.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
21.如图1～图5所示的一种基于水雾抑爆的输气管道泄爆装置，包括材质为不锈钢的筒体1，筒体1两端敞开，在筒体1上端面安装有盖板2，所述盖板2由四个可拼接成圆形的扇形板构成，四个扇形板通过轴承型活页3与筒体1铰接，输气管道正常时盖板2为关闭状态，当爆炸发生时可由冲击波将四个扇形板推开，此过程中消化和降低冲击波能量。筒体1下端与输气管道固接，安装时可在筒体1下端固接一个方形法兰，通过螺栓将该泄爆装置与输气管道固定。
22.位于盖板2侧的筒体1上部内壁设有吸能盘4，吸能盘4朝向输气管道侧的表面涂覆有吸能涂层5，所述吸能盘4和吸能涂层5均为抗高温压材质，吸能涂层5可吸收冲击波携带的爆炸能量且不会自身发生损坏，吸能盘4与吸能涂层5构成本装置的减压部。
23.所述吸能盘4的安装如图2所示，位于筒体1内壁周向均布安装有三个垂直滑槽6，吸能盘4外周固定有可沿垂直滑槽6上下滑动的滑块7，使得吸能盘4可作上下移动；在垂直滑槽6的上下两端分别固定有限位挡板8，以控制吸能盘4的上下滑动位置，其中位于垂直滑槽6上端的限位挡板8上固接有缓冲弹簧9，缓冲弹簧9用以冲击波推动吸能盘4的过程中，将冲击波能量转换为缓冲弹簧9压缩的机械能，以达到吸能降压作用。缓冲弹簧9下端固定有移动挡板16，移动挡板16可防止滑块7移动时对缓冲弹簧9产生冲击而造成缓冲弹簧9受压
面积不均。
24.在近输气管道侧的筒体1下端内间距设有三块材质为不锈钢的分火网片10，分火网片10两端均采用金属卡扣11与筒体1内壁固定，防止因冲击波而发生位移；在分火网片10上涂覆有防火涂层且密布有圆形网孔，三块分火网片10上的圆形网孔彼此交错设置，以防止在发生事故后高压携带爆炸火焰冲破管道后改变火焰阵面。
25.所述吸能盘4与分火网片10之间的筒体1内设有三根喷水管12，所述喷水管12上轴对称开设有喷水孔，三根喷水管12一端伸出筒体1并汇集连接微型水泵13的出水端。
26.所述的吸能盘4与喷水管12之间的筒体1内壁间固接有第一泄爆片14，喷水管12与分火网片10之间的筒体1内壁间固接有第二泄爆片15，以更好地提高泄爆减压效果，第一泄爆14片和第二泄爆片15的左右两端均通过金属卡扣11与筒体1内壁固定。位于第一泄爆片14和第二泄爆片15之间的筒体1壁上开设有排水口24。
27.位于分火网片10下方的筒体1壁上安装有内置控制电路的温度传感器17，温度传感器17的测量端伸进由第二泄爆片15、筒体1及输气管道围成的内腔内感应内部温度变化，筒体1内部温度超过温度传感器17设定的温度阈值时，所述控制电路控制微型水泵13启动，微型水泵13的进水端连接外接水管18。
28.具体说，所述的控制电路如图3所示，其包括电源19、电阻20及报警器21，温度传感器17上的指针22为控制电路的开关，温度传感器17的温度阈值处设有金属挡针23，所述的指针22受压转动与金属挡针23接触，所述电源19一端通过电阻20与微型水泵13和报警器21连接，电源19另一端与指针22连接。
29.其中温度传感器17相当于控制电路的开关，一旦测得的筒体1内部温度超过设定值，可认定输气管道内产生了爆炸泄漏火焰，此时温度传感器17的指针22随之转动，并在设定的温度阈值处被金属挡针23限制转动，则控制电路正好处于闭合回路状态。
30.在此状态下，控制电路控制微型水泵13和报警器21开启，三根喷水管12由微型水泵13进行供水并加压，使水带有0.12mpa的初始压力，使其可以从三根喷水管12上分布的喷水孔喷出而形成的多层水幕，可对冲击波的传播起到扰动作用。
31.与此同时，报警器21可以发出分贝较高的声音和醒目的光亮，第一时间提醒事故的发生。
32.三根喷水管12在空间上呈交错布置状态，如图4所示，以避免水幕的重复分布，实现筒体1内部喷水面积和水幕压力最大化，喷下的水流从排水口24排出，防止倒灌入输气管道。
33.本发明主要具有如下特点：
34.1、基于工业管道爆炸泄漏后高压火焰分布特点和现有泄爆装置功能的不足性，设计针对性的灭火降压报警泄爆装置，从功能和加装方式上进行创新，尽可能最大程度上降低管道泄漏后爆炸火焰对其他管道或设备以及周围环境造成伤害的严重程度，控制爆炸泄漏后高压火焰引起的事故后果。
35.2、基于输气管道泄漏后爆炸火焰的特殊传播属性，设计针对性的灭火装置，通过在筒体1靠近输气管道处加装分火网片10，来改变爆炸火焰的传播阵面面积，分流火焰传播；之后在第一泄爆片14和第二泄爆片15之间的空间内安装三根喷水管12，通过微型水泵13使水从喷水管12上分布的喷水口喷出，形成多层水幕，降低火焰温度，从而实现无焰泄
爆。
36.3、基于输气管道爆炸泄漏后冲击波分布特点，设计温度传感器17并设置启动阈值，用以监测管道状态，能够第一时间内发现隐患并通知工作人员，进而及时的将管道事故控制于初始阶段。
37.4、本装置可以在不影响原管道内部正常输运功能的同时进行安装，安装方式简单快速，不仅可以应用于输气管道，也可稍加改良应用于生产车间粉尘通风管道，以及粉尘生产车间储存容器的连接处。
38.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种基于水雾抑爆的输气管道泄爆装置，包括两端敞开的筒体，筒体上端铰接有四个扇形板构成的盖板，筒体下端与输气管道固接，其特征是：所述的筒体内设有可沿筒体内壁移动的吸能盘，所述吸能盘朝向输气管道侧的表面涂覆有吸能涂层，近输气管道侧的筒体下端内间距固接有三块分火网片；所述吸能盘与分火网片之间的筒体内空间交错设有三根喷水管，所述喷水管上轴对称开设有喷水孔，三根喷水管一端伸出筒体并汇集连接有微型水泵；位于分火网片下方的筒体壁上安装有内置控制电路的温度传感器，温度传感器的测量端伸进筒体内感应内部温度变化，筒体内部温度超过温度传感器设定的温度阈值时，所述控制电路控制微型水泵启动。2.如权利要求1所述的输气管道泄爆装置，其特征是：所述的筒体内壁周向均布安装有三个垂直滑槽，吸能盘外周固定有可沿垂直滑槽上下滑动的滑块，所述垂直滑槽上下两端分别固定有限位挡板，位于垂直滑槽上端的限位挡板固接有缓冲弹簧，缓冲弹簧下端固定有移动挡板。3.如权利要求2所述的输气管道泄爆装置，其特征是：所述的吸能盘与喷水管之间的筒体内壁间固接有第一泄爆片，喷水管与分火网片之间的筒体内壁间固接有第二泄爆片，第一泄爆片和第二泄爆片之间的筒体壁上开设有排水口。4.如权利要求1所述的输气管道泄爆装置，其特征是：所述的控制电路包括电源、电阻、报警器，温度传感器上的指针为控制电路的开关，温度传感器的温度阈值处设有金属挡针，所述的指针受压转动与金属挡针接触，所述电源一端通过电阻与微型水泵和报警器连接，电源另一端与指针连接。5.如权利要求1所述的输气管道泄爆装置，其特征是：所述的分火网片上涂覆有防火涂层且密布有圆形网孔，三块分火网片上的圆形网孔彼此交错设置。

技术总结
本发明涉及一种基于水雾抑爆的输气管道泄爆装置，包括筒体、盖板，筒体下端与输气管道固接，筒体上端内设有可沿筒体内壁移动的吸能盘，吸能盘表面涂覆有吸能涂层，筒体下端内间距固接有三块分火网片；吸能盘与分火网片之间的筒体内空间交错设有三根喷水管，位于分火网片下方的筒体壁上安装有温度传感器，温度传感器的测量端伸进筒体内感应内部温度变化，筒体内部温度超过温度传感器设定的温度阈值时，控制电路控制微型水泵启动喷水管喷射水雾。本发明通过在筒体内加装喷水管和吸能盘，并由温度传感器感应温度变化，在爆炸之初即可开启喷水管降温降压，实现无焰泄爆，降低爆炸泄漏压力，大幅度降低管道泄爆带来的次生危害。大幅度降低管道泄爆带来的次生危害。大幅度降低管道泄爆带来的次生危害。


技术研发人员：毕海普 田雷 张清清
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/24