專利名稱：自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
"安全第一，預(yù)防為主，，是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，是各行各業(yè)都應(yīng)遵守的 一條準(zhǔn)則。煤礦安全生產(chǎn)是煤炭經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和保證.煤礦防爆是煤礦 安全生產(chǎn)工作中的重要環(huán)節(jié)。
因水作為抑爆介質(zhì)具有筒單、方便，且資源充裕的特點(diǎn)，所以水幕抑燃抑 爆技術(shù)正逐漸受到人們的重視。但目前只能用于稀釋、除塵等普通領(lǐng)域，在煤
礦防爆抑爆領(lǐng)域，鑒于其防爆所要求的快速性和特殊性，尚沒(méi)有成型的礦用水 幕抑燃抑爆裝置投入使用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，能廣泛應(yīng)用于抑燃 抑爆等場(chǎng)合。
本發(fā)明的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，包括傳感器、控制單元、供水裝置和水 幕裝置，所述傳感器與控制單元電連接，還包括快速觸發(fā)裝置，所述快速觸發(fā) 裝置內(nèi)部設(shè)置有連接通道，所述連接通道的兩端分別與供水裝置和水幕裝置相
連通；所述連接通道上設(shè)置有活動(dòng)開合裝置，所述活動(dòng)開合裝置與控制單元電 連接；
所述水幕裝置包括多個(gè)有序排列的噴霧環(huán)，所述噴霧環(huán)的上端設(shè)置成向下 彎曲的弧形噴射帶，所述弧形噴射帶的內(nèi)側(cè)面上均勻設(shè)置有多個(gè)噴射頭； 所述噴霧環(huán)的下部設(shè)置有用于與連接通道的一端相連通的進(jìn)水口。進(jìn)一步，所述噴霧環(huán)根據(jù)噴霧范圍、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及爆炸規(guī)律有序設(shè)置，所述
噴霧環(huán)的進(jìn)水口通過(guò)高壓水管與連接通道的一端相連通；
進(jìn)一步，所述噴射頭通過(guò)可調(diào)節(jié)噴射角度的安裝座設(shè)置在弧形噴射帶上； 進(jìn)一步，所述活動(dòng)開合裝置包括活塞裝置、氣體發(fā)生器和阻斷塞體，所述
阻斷塞體設(shè)置在連接通道上；
所述活塞裝置包括連接桿和活塞頭，所述連接桿的一端與活塞頭的一側(cè)相
連，另一端與阻斷塞體相連，所述活塞頭未連接連接桿的一側(cè)與氣體發(fā)生器的
氣體噴出口對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述氣體發(fā)生器的信號(hào)輸入端與控制單元的信號(hào)輸出端
相連接；
所述快速觸發(fā)裝置還包括外殼，所述連接通道和阻斷塞體均設(shè)置在外殼內(nèi)
部；
進(jìn)一步，所述快速觸發(fā)裝置還包括復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧設(shè)置在外殼內(nèi) 部，所述復(fù)位彈簧的一端與阻斷塞體相連，另一端與外殼內(nèi)壁固定連接，所述 復(fù)位彈簧回復(fù)應(yīng)力的方向與連接桿在氣體發(fā)生器作用下的運(yùn)動(dòng)方向相反；
進(jìn)一步，所述快速觸發(fā)裝置還包括活塞鎖緊裝置，所述活塞鎖緊裝置包括 彈性鎖銷，所述彈性鎖銷的一端通過(guò)活塞裝置外壁上的開孔伸入活塞裝置的內(nèi)
部，另一端連接有壓縮彈簧；所述活塞頭上設(shè)置有與彈性鎖銷適配的卡槽； 進(jìn)一步，所述彈性鎖銷的頂端設(shè)置有導(dǎo)向斜面，所述導(dǎo)向斜面的斜面朝向
為活塞頭在氣體作用下的移動(dòng)方向，所述阻斷塞體為球形體或錐形體； 進(jìn)一步，所述氣體發(fā)生器上設(shè)置有放氣閥連接通道和安全閥連接通道； 進(jìn)一步，所述傳感器為火焰?zhèn)鞲衅鳌毫鞲衅骱?或機(jī)電式燃燒/爆炸傳感器。
進(jìn)一步，所述傳感器與控制單元之間以及控制單元與快速觸發(fā)裝置之間均 通過(guò)阻燃屏蔽電纜進(jìn)行電連接。
本系統(tǒng)的傳感器一般在靠近可能發(fā)生燃燒或爆炸危險(xiǎn)源的位置安裝，控制 單元安裝在較為安全的地方，水幕裝置根據(jù)燃燒爆炸傳播規(guī)律與傳感器隔開一段距離安裝，快速觸發(fā)裝置緊挨水幕裝置安裝，供水裝置一般通過(guò)改造工礦企 業(yè)現(xiàn)有供水系統(tǒng)或排水系統(tǒng)形成。
當(dāng)有燃燒或爆炸發(fā)生時(shí)，傳感器接收燃燒或爆炸信號(hào)，輸入控制單元，控 制單元對(duì)信號(hào)經(jīng)過(guò)判別，當(dāng)確認(rèn)為危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)快速觸發(fā)裝置，快速觸發(fā) 裝置瞬間接通供水裝置和水幕裝置，抑制燃燒或爆炸的傳播。
本發(fā)明使煤礦采用細(xì)水霧抑制瓦斯或瓦斯煤塵爆炸傳播成為了現(xiàn)實(shí)，豐富 了抑制爆炸傳播的手段。水幕抑爆系統(tǒng)不但可以抑制煤礦井下發(fā)生的一次爆炸， 更可以抑制發(fā)生的二次爆炸或多次爆炸，系統(tǒng)持續(xù)的噴霧不但可以降溫，還可 以隔絕有毒有害氣體的傳播，采用細(xì)水霧作為抑爆介質(zhì)，安全環(huán)保，不增加額
外的安全風(fēng)險(xiǎn)，不給環(huán)境造成危害；自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn) 和工業(yè)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具有反應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低，具有良好的抑 爆抑爆效杲，可以廣泛應(yīng)用煤礦、石油、化工等多個(gè)危險(xiǎn)行業(yè)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有隔 (抑)爆技術(shù)裝備的不足，發(fā)展了隔(抑)爆技術(shù)，提高了我國(guó)的隔(抑)爆 技術(shù)水平，有著廣泛的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn) 行闡ii，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言 將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其 他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書和權(quán)利要求書來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中 圖1為本發(fā)明控制連接結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明的水幕裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為水幕環(huán)布置示意圖； 圖4為快速觸發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解， 優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
l-傳感器；2-控制單元；3-供水裝置；4-水幕裝置；41-水幕環(huán)；42-噴射頭； 5-快速觸發(fā)裝置；6-連接通道；8-活塞裝置；81-連接桿；82-活塞頭；83-卡槽； 9-氣體發(fā)生器；10-阻斷塞體；ll-外殼；12-復(fù)位彈簧；13-活塞鎖緊裝置；14-彈 性鎖銷；15-放氣閥連接通道；16-安全閥連接通道。
如圖1所示，本發(fā)明包括傳感器1、控制單元2、供水裝置3、水幕裝置4 和快速觸發(fā)裝置5，快速觸發(fā)裝置5上設(shè)置有連接通道6，連接通道6的兩端通 過(guò)高壓水管分別與供水裝置3和水幕裝置4相連通；
如圖2所示，水幕裝置4包括至少一套水幕環(huán)41,水幕環(huán)41的上部設(shè)置成 弧形噴射帶，弧形噴射帶的內(nèi)側(cè)面上均勻設(shè)置有多個(gè)噴射方向朝內(nèi)的噴射頭42; 水幕環(huán)41的下部設(shè)置有進(jìn)水口 ，進(jìn)水口與連接通道6相連。
本實(shí)施例中，噴射頭42通過(guò)可調(diào)節(jié)噴射角度的安裝座"^殳置在弧形噴射帶上， 該可調(diào)節(jié)噴射角度的安裝座可以采用現(xiàn)有技術(shù)制成，如萬(wàn)向節(jié)等，通過(guò)該安裝 座可以將噴射頭42的噴射角度根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，使之滿足不同環(huán)境下的應(yīng)用 要求，增加了安裝的靈活性。
本實(shí)施例中，水幕環(huán)41為多套且多套水幕環(huán)41根據(jù)爆炸規(guī)律有序設(shè)置在 燃燒或爆炸危險(xiǎn)源附近，水幕裝置是由一系列噴霧環(huán)組成的。水幕環(huán)41的進(jìn)水 口通過(guò)高壓水管連接后與快速觸發(fā)裝置5的連接通道6相連接。通過(guò)這種布置 方式，若干相同性能參數(shù)的噴嘴以一定的連接方式成為一個(gè)噴霧環(huán)，噴霧環(huán)在 噴霧時(shí)形成一道水幕， 一組有序排列的噴霧環(huán)噴霧時(shí)形成一條水幕帶，其覆蓋 面積大，防爆能力得到了較大的提升，圖3顯示出其中的一種布置方式。
如圖4所示，在快速觸發(fā)裝置5上的連接通道6上，還設(shè)置有專用于本發(fā) 明的活動(dòng)開合裝置；活動(dòng)開合裝置包括活塞裝置8、氣體發(fā)生器9和阻斷塞體 10,阻斷塞體10設(shè)置在連接通道6上；活塞裝置8包括連接桿81和活塞頭82,
782的一側(cè)相連，另一端與阻斷塞體IO對(duì)應(yīng)設(shè)置，活 塞頭82未連接連接桿81的一側(cè)與氣體發(fā)生器9的氣體噴出口對(duì)應(yīng)設(shè)置，氣體 發(fā)生器9的信號(hào)輸入端通過(guò)阻燃屏蔽電纜與控制單元2的信號(hào)輸出端相連接； 阻斷塞體IO根據(jù)具體需要，可以設(shè)計(jì)成球形體、錐形體或柱形體，阻斷塞體IO 可以根據(jù)需要將本體全部設(shè)置在連接通道6內(nèi)，也可以將其本體的部分設(shè)計(jì)成 阻斷面，阻斷連接通道6的開口。
快速觸發(fā)裝置5還包括外殼11，連接通道6和阻斷塞體10均設(shè)置在外殼 11內(nèi)部，在外殼11內(nèi)部設(shè)置有復(fù)位彈簧12,復(fù)位彈簧12的一端與阻斷塞體10 相連，另一端與外殼11內(nèi)壁固定連接，復(fù)位彈簧12回復(fù)應(yīng)力的方向與連接桿 81在氣體發(fā)生器9作用下的運(yùn)動(dòng)方向相反。
為使活塞裝置8在頂開阻斷塞體10后能一直保持施力狀態(tài)，本裝置還設(shè)計(jì) 有活塞鎖緊裝置13,活塞鎖緊裝置13包括彈性鎖銷14,彈性鎖銷14的一端通 過(guò)活塞裝置8外壁上的開孔伸入活塞裝置8的內(nèi)部，另一端連接有壓縮彈簧； 彈性鎖銷14的頂端設(shè)置有導(dǎo)向斜面，導(dǎo)向斜面的斜面朝向?yàn)榛钊^82在氣體 作用下的移動(dòng)方向；活塞裝置8的活塞頭82上設(shè)置有與彈性鎖銷適配的卡槽83。
觸發(fā)時(shí)，當(dāng)活塞頭82移動(dòng)到彈性鎖銷14處時(shí)，通過(guò)導(dǎo)向斜面使彈性鎖銷 14向下移動(dòng)，待彈性鎖銷14卡入卡槽83后，通過(guò)彈簧彈力的作用使彈性鎖銷 14的頂面頂住卡槽83的內(nèi)頂面，從而實(shí)現(xiàn)鎖緊， -使活塞頭82不再移動(dòng)。彈性 鎖銷14可以通過(guò)外力從卡槽83中退出，從而不會(huì)影響多次使用。
本實(shí)施例中的快速觸發(fā)裝置的動(dòng)作時(shí)間能達(dá)到37.3ms;承壓> 7MPa。 氣體發(fā)生器9上設(shè)置有放氣閥連接通道15和安全閥連接通道16。 根據(jù)實(shí)施中的具體需要，傳感器1為火焰?zhèn)鞲衅鳌毫鞲衅骰驒C(jī)電式燃 燒/爆炸傳感器中的 一種或多種的組合。
本系統(tǒng)的工作過(guò)程如下當(dāng)有燃燒或爆炸發(fā)生時(shí)，傳感器1接收燃燒或爆 炸信號(hào)，輸入控制單元2，控制單元2對(duì)信號(hào)經(jīng)過(guò)判別，當(dāng)確認(rèn)為危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)， 觸發(fā)快速觸發(fā)裝置的氣體發(fā)生器9，高壓氣體由氣體噴出口噴出，推動(dòng)活塞裝置8內(nèi)的活塞頭82移動(dòng)，由連接桿81將阻斷塞體IO頂開，打通觸發(fā)器進(jìn)口與觸 發(fā)器出口之間的連接通道6，瞬間接通供水裝置3和水幕裝置4，噴霧環(huán)在噴霧 時(shí)形成一道水幕， 一組有序排列的噴霧環(huán)噴霧時(shí)形成一條水幕帶，在爆炸燃燒 發(fā)生時(shí)抑制爆炸燃燒的傳播。
實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明不但可以抑制煤礦井下發(fā)生的一次爆炸，更可以抑制發(fā) 生的二次爆炸或多次爆炸，系統(tǒng)持續(xù)的噴霧不但可以降溫，還可以隔絕有毒有 害氣體的傳播，采用細(xì)水霧作為抑爆介質(zhì)，安全環(huán)保，不增加額外的安全風(fēng)險(xiǎn)， 不給環(huán)境造成危害。
本發(fā)明反應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低，具有良好的抑燃抑爆效果， 可以廣泛應(yīng)用煤礦、石油、化工等多個(gè)危險(xiǎn)行業(yè)。
本實(shí)施例的水幕裝置的相關(guān)參數(shù)如下
噴嘴有效射程>4.2m;
噴嘴流量2.5MPa噴霧壓力下> 25.10L/min;
噴嘴條件霧化角為>75° ;
霧化粒度約198[im;
在5MPa噴霧壓力下形成封閉斷面水幕時(shí)間<200ms; 水幕帶長(zhǎng)度> 13.5m;
每道水幕最小噴霧強(qiáng)度2.5MPa噴霧壓力下，17.43L/min m2; 最小水幕間距1.5m。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡 管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案 的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
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權(quán)利要求
1.自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，包括傳感器(1)、控制單元(2)、供水裝置(3)和水幕裝置(4)，所述傳感器(1)與控制單元(2)電連接，其特征在于還包括快速觸發(fā)裝置(5)，所述快速觸發(fā)裝置(5)內(nèi)部設(shè)置有連接通道(6)，所述連接通道(6)的兩端分別與供水裝置(3)和水幕裝置(4)相連通；所述連接通道(6)上設(shè)置有活動(dòng)開合裝置，所述活動(dòng)開合裝置與控制單元(2)電連接；所述水幕裝置(4)為一組有序排列的噴霧環(huán)(41)，所述噴霧環(huán)的上端設(shè)置成向下彎曲的弧形噴射帶，所述弧形噴射帶的內(nèi)側(cè)面上均勻設(shè)置有多個(gè)噴射頭(42)；所述噴霧環(huán)(41)的下部設(shè)置有用于與連接通道(6)的一端相連通的進(jìn)水口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述噴霧環(huán) (41)根據(jù)噴霧范圍、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及爆炸規(guī)律有序設(shè)置，所述噴霧環(huán)(41)的進(jìn)水口通過(guò)高壓水管與連接通道(6)的一端相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述噴 射頭通過(guò)可調(diào)節(jié)噴射角度的安裝座設(shè)置在弧形噴射帶上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述活動(dòng)開 合裝置包括活塞裝置(8)、氣體發(fā)生器(9)和阻斷塞體(10),所述阻斷塞體(10 )設(shè)置在連接通道(6)上；所述活塞裝置(8 )包括連接桿(81 )和活塞頭(82 ),所述連接桿(81 ) 的一端與活塞頭(82)的一側(cè)相連，另一端與阻斷塞體(10)相連，所述活塞 頭(82)未連接連接桿(81)的一側(cè)與氣體發(fā)生器(9)的氣體噴出口對(duì)應(yīng)設(shè)置， 所述氣體發(fā)生器(9)的信號(hào)輸入端與控制單元(2)的信號(hào)輸出端相連接。所述快速觸發(fā)裝置(5)還包括外殼(11)，所述連接通道(6)和阻斷塞體(10)均設(shè)置在外殼(11)內(nèi)部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述快速觸 發(fā)裝置(5 )還包括復(fù)位彈簧(12 )，所述復(fù)位彈簧(12 )設(shè)置在外殼(11 )內(nèi) 部，所述復(fù)位彈簧(12)的一端與阻斷塞體(10)相連，另一端與外殼(11) 內(nèi)壁固定連接，所述復(fù)位彈簧(12)回復(fù)應(yīng)力的方向與連接桿(81)在氣體發(fā) 生器(9)作用下的運(yùn)動(dòng)方向相反。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述快速觸 發(fā)裝置還包括活塞鎖緊裝置(13 ),所述活塞鎖緊裝置(13 )包括彈性鎖銷(14 ), 所述彈性鎖銷(14)的一端通過(guò)活塞裝置(8)外壁上的開孔伸入活塞裝置(8) 的內(nèi)部，另一端連接有壓縮彈簧；所述活塞頭(82)上設(shè)置有與彈性鎖銷(14) 適配的卡槽(83)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述彈性鎖 銷(14)的頂端設(shè)置有導(dǎo)向斜面，所述導(dǎo)向斜面的斜面朝向?yàn)榛钊^(82)在 氣體作用下的移動(dòng)方向，所述阻斷塞體(10)為球形體或錐形體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述氣體發(fā) 生器(9)上設(shè)置有放氣閥連接通道(15)和安全閥連接通道(16)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器 (1)為火焰?zhèn)鞲衅鳌毫鞲衅骱?或機(jī)電式燃燒/爆炸傳感器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，其特征在于所述傳感 器(1)與控制單元(2)之間以及控制單元(2)與快速觸發(fā)裝置(3)之間均 通過(guò)阻燃屏蔽電纜進(jìn)行電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動(dòng)水幕抑燃抑爆系統(tǒng)，包括傳感器、控制單元、供水裝置、水幕裝置和快速觸發(fā)裝置，傳感器與控制單元電連接，快速觸發(fā)裝置上設(shè)置有連接通道，連接通道的兩端分別與供水裝置和水幕裝置相連通；連接通道上設(shè)置有活動(dòng)開合裝置，該活動(dòng)開合裝置與控制單元電連接；水幕裝置包括至少一個(gè)水幕環(huán)，水幕環(huán)上均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)噴射頭，噴水時(shí)形成噴射水幕，多個(gè)水幕環(huán)噴水時(shí)形成一條水幕帶，本發(fā)明使煤礦采用細(xì)水霧抑制瓦斯或瓦斯煤塵爆炸傳播成為了現(xiàn)實(shí)，其反應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低，具有良好的抑燃抑爆效果，可廣泛應(yīng)用于煤礦、石油、化工等多個(gè)行業(yè)，并有力促進(jìn)我國(guó)隔(抑)爆技術(shù)的發(fā)展。
文檔編號(hào)E21F5/04GK101672195SQ20091019103
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者司榮軍, 張安明, 張延松, 樊小濤, 薛少謙 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院