一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置制造方法
【專利摘要】一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，適用于輸送具有爆炸危險性的可燃氣體的工業(yè)管道內(nèi)的阻火抑爆，也適用于煤礦井下瓦斯煤塵爆炸發(fā)生巷道內(nèi)的抑爆。本發(fā)明包括采集控制裝置和滅火抑爆裝置兩大部分，采集控制裝置包括火焰?zhèn)鞲衅鳌⒉杉?、信號處理器和控制器，滅火抑爆裝置包括ABC干粉滅火劑、儲粉管、電磁閥、減壓閥和高壓氮氣源。本發(fā)明解決了目前抑爆設(shè)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，尤其適用于輸送具有爆炸危險性的可燃氣體的工業(yè)管道內(nèi)的阻火抑爆，也適用于煤礦井下瓦斯煤塵爆炸發(fā)生巷道內(nèi)的抑爆。

【背景技術(shù)】
[0002]新中國成立以來，全國煤礦發(fā)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(shù)和死亡人數(shù)占比分別為87.5%和90.58%?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，高瓦斯礦井煤巷掘進工作面應(yīng)安設(shè)隔(抑)爆設(shè)施，開采有煤塵爆炸危險煤層的礦井，必須有預(yù)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(guī)程》布置了隔爆水棚，但發(fā)生瓦斯爆炸時，這些隔爆措施并沒有起到應(yīng)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(diào)查發(fā)現(xiàn)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采的投入，瓦斯抽采是減少礦井瓦斯涌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采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采量中，濃度低于30% (低濃度瓦斯)的瓦斯抽采量占60%以上，相當(dāng)一部分的瓦斯?jié)舛忍幱诒舛葮O限范圍內(nèi)，其輸送過程存在著嚴(yán)重的安全隱患。在通過管道長距離輸送至瓦斯發(fā)電端的過程中，一旦發(fā)電端出現(xiàn)回火或管道中混入金屬碎屑摩擦產(chǎn)生火花時，管道內(nèi)的瓦斯就可能會被引爆，若不及時處理，就會繼續(xù)蔓延到抽采泵，炸毀抽采設(shè)備，甚至蔓延到煤礦井下，造成更大的人身傷亡和財產(chǎn)損失?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，在利用瓦斯的系統(tǒng)中必須裝設(shè)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(nèi)都亟需有效的抑爆技術(shù)措施。
[0003]我國在防爆隔爆技術(shù)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(guān)項目研究，研制了 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(chǎn)氣式抑爆裝置、YBW-1型無電源觸發(fā)式抑爆裝置)。通過對這些裝置進行詳細分析不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)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(shè)施的有效應(yīng)用范圍窄，大多為一次性裝置，但煤礦中有時會發(fā)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，以致造成更大范圍的人員傷亡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種能熄滅爆炸火焰、抑制沖擊波傳播、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(shù)方案:本發(fā)明的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，包括采集控制裝置和滅火抑爆裝置兩大部分；所述的采集控制裝置包括設(shè)在管道外壁面上的兩個火焰?zhèn)鞲衅?、與兩個火焰?zhèn)鞲衅鬏敵龆丝谙噙B的采集器、與采集器的以太網(wǎng)接口相連的信號處理器、與采集器的輸出端口相連的控制器，采集器、信號處理器和控制器的電源端口均與防爆電源相連；所述的滅火抑爆裝置包括設(shè)在管道外壁面下方的兩個儲粉管、兩個儲粉管里貯存的ABC干粉滅火劑、分別與兩個儲粉管另一端口相連的兩個電磁閥、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端口均與所述采集控制裝置的控制器的輸出端口相連。
[0008]所述的兩個火焰?zhèn)鞲衅魑挥谕凰骄€，間距為62?122m。
[0009]所述的兩個火焰?zhèn)鞲衅鬟B線的中點處所在的界面為中心界面，兩個儲粉管位于中心界面的兩側(cè)，兩個儲粉管的間距為1?2m。
[0010]所述的高壓氮氣源經(jīng)過減壓閥減壓后的噴射壓力>lMPa。
[0011]有益效果:目前開發(fā)的被動隔爆設(shè)施的有效應(yīng)用范圍窄，大多為一次性裝置，但煤礦中有時會發(fā)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，以致造成更大范圍的人員傷亡。本發(fā)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(dāng)管道(或巷道)內(nèi)發(fā)生可燃氣體燃燒或爆炸時，本發(fā)明的火焰?zhèn)鞲衅魈綔y火焰信號并將其轉(zhuǎn)變成電壓信號傳輸給采集器，采集器輸出信號到控制器，控制器發(fā)出指令驅(qū)動電磁閥開啟，電磁閥開啟后高壓氮氣與ABC干粉滅火劑快速噴出，在管道(或巷道)內(nèi)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并終止基元反應(yīng)鏈，使火焰熄滅，從而終止火焰在管道(或巷道)內(nèi)的傳播。燃燒或爆炸被成功抑制后，高壓氮氣的存在能稀釋可燃氣體，使可燃氣體濃度低于爆炸濃度極限，剩余的ABC干粉滅火劑沉降在管道(或巷道)底部，一旦發(fā)生二次或多次爆炸，前驅(qū)沖擊波傳播至該區(qū)域時，沉積在管道(或巷道)底部的ABC干粉滅火劑被揚起，重新懸浮在空氣中，并與后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(xù)向前傳播。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1-管道，2-火焰?zhèn)鞲衅鳎?-采集器，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干粉滅火劑，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(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述:
[0015]本發(fā)明的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，包括采集控制裝置和滅火抑爆裝置兩大部分；所述的采集控制裝置包括設(shè)在管道1外壁面上的兩個火焰?zhèn)鞲衅?、與兩個火焰?zhèn)鞲衅?輸出端口相連的采集器3、與采集器3的以太網(wǎng)接口相連的信號處理器4、與采集器3的輸出端口相連的控制器5，采集器3、信號處理器4和控制器5的電源端口均與防爆電源6相連，兩個火焰?zhèn)鞲衅?位于同一水平線，間距為62?122m，兩個火焰?zhèn)鞲衅?連線的中點處所在的界面為中心界面7，兩個儲粉管8位于中心界面7的兩側(cè)，兩個儲粉管8的間距為1?2m ;所述的滅火抑爆裝置包括設(shè)在管道1外壁面下方的兩個儲粉管8、兩個儲粉管8里貯存的ABC干粉滅火劑9、分別與兩個儲粉管8另一端口相連的兩個電磁閥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(jīng)過減壓閥11減壓后的噴射壓力>lMPa ;所述滅火抑爆裝置的兩個電磁閥10的電源端口均與所述采集控制裝置的控制器5的輸出端口相連。
[0016]當(dāng)管道1內(nèi)發(fā)生可燃氣體燃燒或爆炸時，所形成的火焰面13被火焰?zhèn)鞲衅?探測到后，火焰?zhèn)鞲衅?將采集到的火焰信號轉(zhuǎn)變成電壓信號傳輸給采集器3，采集器3輸出信號到控制器5，控制器5發(fā)出指令驅(qū)動電磁閥10開啟，電磁閥10開啟后，高壓氮氣源12中的高壓氮氣經(jīng)過減壓閥11、電磁閥10和儲粉管8與ABC干粉滅火劑9 一起噴入管道1，在管道1內(nèi)高壓氮氣和ABC干粉滅火劑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(xù)向前傳播。燃燒或爆炸被成功抑制后，高壓氮氣的存在能稀釋可燃氣體，使可燃氣體濃度低于爆炸濃度極限，剩余的ABC干粉沉降在管道(或巷道)底部，一旦發(fā)生二次或多次爆炸，前驅(qū)沖擊波傳播至該區(qū)域時，沉積在管道(或巷道)底部的ABC干粉被揚起，重新懸浮在空氣中，并與后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(xù)向前傳播。本發(fā)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(quán)利要求】
1.一種氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，其特征在于:包括采集控制裝置和滅火抑爆裝置兩大部分；所述的采集控制裝置包括設(shè)在管道(I)外壁面上的兩個火焰?zhèn)鞲衅?2)、與兩個火焰?zhèn)鞲衅?2)輸出端口相連的采集器(3)、與采集器(3)的以太網(wǎng)接口相連的信號處理器(4)、與采集器(3)的輸出端口相連的控制器(5)，采集器(3)、信號處理器(4)和控制器(5)的電源端口均與防爆電源(6)相連；所述的滅火抑爆裝置包括設(shè)在管道(I)外壁面下方的兩個儲粉管(8)、兩個儲粉管(8)里貯存的ABC干粉滅火劑(9)、分別與兩個儲粉管⑶另一端口相連的兩個電磁閥(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)的電源端口均與所述采集控制裝置的控制器(5)的輸出端口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，其特征在于:所述的兩個火焰?zhèn)鞲衅?2)位于同一水平線，間距為62?122m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，其特征在于:所述的兩個火焰?zhèn)鞲衅?2)連線的中點處所在的界面為中心界面(7)，兩個儲粉管(8)位于中心界面(7)的兩側(cè)，兩個儲粉管⑶的間距為I?2m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固兩相射流主動阻火抑爆裝置，其特征在于:所述的高壓氮氣源(12)經(jīng)過減壓閥(11)減壓后的噴射壓力>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(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)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, 徐超杰 申請人:安徽理工大學(xué)