一種耐高溫防爆閥及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于閥門技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐高溫防爆閥及其工作方法，特別是涉及一種用于熱風(fēng)爐及焚燒爐、高溫?zé)煔夤艿赖男箟杭胺辣?，減少設(shè)備所受爆炸引起的壓力沖擊，最大限度的保護(hù)人員及財產(chǎn)安全。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)防爆閥主要分為三大類:一類是鋁膜片式，此類防爆閥的使用溫度受到鋁膜片的溫度限制，通常使用溫度不超過300°C，一旦超過此溫度，鋁膜片就會受熱變軟，強度降低甚至熔化；另一類是鍋爐行業(yè)慣用的高壓防爆閥，此類防爆閥利用彈簧收縮開啟及復(fù)位，開啟壓力多達(dá)十幾公斤，適用于高壓場合，且在閥蓋上設(shè)有耐火澆注料，有較好的隔熱性能，但是此類閥門開啟壓力太高，不適用于低壓爐窯，且加工制作繁瑣，工藝要求高；第三類為重力式，爆破壓力即為閥蓋的自身重力，并依靠閥蓋重力壓緊閥座上的密封圈進(jìn)行密封；此類閥門可在閥蓋上做澆注料，但是由于自身結(jié)構(gòu)的局限性，保溫層較薄，不宜承受高溫(一般不宜超過600°C )，且重力壓緊往往密封不嚴(yán)，易產(chǎn)生泄漏。
[0003]對于熱風(fēng)爐、焚燒爐及某些煙氣管道來說，其產(chǎn)生及輸送的煙氣溫度往往高達(dá)800°C以上，而且要求良好的密封，以免因正壓運行爐氣外泄而造成人員或設(shè)備損害。這就要求使用一種耐高溫、密封好的防爆閥。特別是對一些較小的窯爐或較細(xì)的管道，因體積或口徑較小，而保溫層又較厚，用耐火燒注料做內(nèi)保溫過于繁瑣，性價比也不高，則通常直接用不銹鋼或耐熱鋼管輸送(管道做外保溫)，這就要求防爆閥的進(jìn)氣管口徑與高溫?zé)煔夤艿琅涮祝荒艹霈F(xiàn)因進(jìn)氣管過粗而無法與高溫?zé)煔夤艿篮附拥膯栴}。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有防爆閥功能、結(jié)構(gòu)的上述缺點和不足，本發(fā)明的目的在于:提供一種耐高溫、密封性好的防爆閥及其工作方法，適用于煙氣溫度不超過850°C的熱風(fēng)爐、焚燒爐、高溫?zé)煔夤艿赖鹊男箟杭胺辣?br>[0005]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種耐高溫防爆閥，其特征在于:包括進(jìn)氣管道、隔熱層、鋁膜片、連接螺栓組件、擴散整流段、格柵和進(jìn)氣管外保溫；
[0007]進(jìn)氣管道的一端外接爐窯或煙氣管道，進(jìn)氣管道的另一端通過連接螺栓組件連接擴散整流段；
[0008]隔熱層分為上隔熱層和下隔熱層，上隔熱層設(shè)置在進(jìn)氣管道與擴散整流段的連接處，下隔熱層設(shè)置在進(jìn)氣管道內(nèi)部焊接的托板上，上隔熱層和下隔熱層之間留有一定間隙d ;
[0009]隔熱層采用陶瓷纖維氈，隔熱層上方設(shè)置所述鋁膜片，在鋁膜片中心位置刻劃十字形溝槽，招膜片厚度為0.5mm?3mm，招膜片溝槽深度為0.3mm?2mm ；
[0010]擴散整流段由接口小直段、擴散段、整流直段依次連接而成，接口小直段連接進(jìn)氣管道，擴散段是開□小出□大的錐形圓管，將進(jìn)氣管道□徑擴大，以增加通流面積，降低流速和阻損，整流直段是直形圓管，約束爆破后的氣流，使其有規(guī)則的向一個方向噴出，避免其四散造成不必要的損害，整流直段的通流面積A2與接口小直段的通流面積A i的比值A(chǔ) JA1S 2 ?6 ;
[0011]格柵由縱橫交錯的鋼筋組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，格柵固定設(shè)置在所述整流直段內(nèi)部，阻擋爆破時的大塊碎塊沖出防爆閥造成傷害，
[0012]進(jìn)氣管道外部敷設(shè)進(jìn)氣管外保溫。
[0013]優(yōu)選地，上隔熱層和下隔熱層之間的間隙d為50mm?70mmo
[0014]優(yōu)選地，格柵的網(wǎng)格邊長為50mm?80mm。
[0015]優(yōu)選地，進(jìn)氣管外保溫采用陶瓷纖維毯外包覆鍍鋅鋼板，鋼板接縫處采用錨釘連接，陶瓷纖維越厚度為50mm?150mm。
[0016]優(yōu)選地，進(jìn)氣管道和導(dǎo)流噴管的材質(zhì)可采用0Crl8Ni9或lCrl8Ni9Ti耐熱鋼管；
[0017]優(yōu)選地，在進(jìn)氣管道上還設(shè)置有球閥和導(dǎo)流噴管，導(dǎo)流噴管由導(dǎo)流直段和圓環(huán)段組成，在圓環(huán)段上開若干個噴孔，各噴孔沿圓環(huán)段圓周方向均勻分布，各噴孔開口方向與圓環(huán)段中心線呈45度角，所述球閥為鑄鋼或不銹鋼球閥，通斷壓縮空氣，當(dāng)壓縮空氣通過球閥和導(dǎo)流噴管直段進(jìn)入到圓環(huán)段，氣流經(jīng)多個小噴孔形成一個呈45度向下的錐形氣幕，氣幕向下運動，能夠阻止高溫?zé)煔庖绯?，并形成?fù)壓，將外界大氣通過防爆閥帶入爐窯內(nèi)或高溫管道內(nèi)。
[0018]上述，上隔熱層的厚度為1mm?25mm，下隔熱層厚度為30mm?100mm。
[0019]優(yōu)選地，上隔熱層厚度為1mm?15mm，下隔熱層厚度為30mm?50mm。
[0020]一種耐高溫防爆閥的工作方法，其特征在于:
[0021]一進(jìn)氣管道的一端外接爐窯或煙氣管道，進(jìn)氣管道的另一端通過連接螺栓組件連接擴散整流段；
[0022]-隔熱層分為上隔熱層和下隔熱層，上隔熱層設(shè)置在進(jìn)氣管道與擴散整流段的連接處，下隔熱層設(shè)置在進(jìn)氣管道內(nèi)部焊接的托板上，上隔熱層和下隔熱層之間留有間隙；
[0023]-隔熱層采用陶瓷纖維氈，隔熱層上方設(shè)置鋁膜片，鋁膜片中心位置刻劃十字形溝槽，招膜片厚度為0.5mm?3mm，招膜片溝槽深度為0.3mm?2mm ；
[0024]—擴散整流段由接口小直段、擴散段、整流直段依次連接而成，接口小直段連接鋁膜片進(jìn)氣管道，擴散段是開口小出口大的錐形圓管，整流直段是直形圓管，整流直段的通流面積A2與接口小直段的通流面積A i的比值A(chǔ) Jkx% 2?6 ;
[0025]—格柵由縱橫交錯的鋼筋組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，格柵固定設(shè)置在整流直段內(nèi)部；
[0026]-進(jìn)氣管道外部敷設(shè)進(jìn)氣管外保溫；
[0027]當(dāng)發(fā)生爆破時，爆破高溫氣流沖破隔熱層和鋁膜片，形成混合有隔熱層碎塊的高溫氣流，此高溫混合流經(jīng)擴散整流段進(jìn)行擴散及整流，速度和沖擊力有所下降，再經(jīng)過格柵的阻隔作用，高溫混合流中體積較大的碎塊被格柵攔截，最終在重力作用下落入爐窯或煙氣管道底部，體積小于隔柵網(wǎng)格間隙的碎塊隨高溫氣流向上沖入大氣，高溫氣流隨著動能的消耗逐漸消散，與大氣溶為一體，沖出的小碎塊沖至一定高度動能耗盡，在重力的作用下飄落至地面，在此過程中小碎塊已經(jīng)過空氣冷卻降溫，且其體積小、密度輕，不會對人員或設(shè)備選成傷害；
[0028]爆破發(fā)生后，若爐窯或煙氣管道內(nèi)為負(fù)壓，直接拆卸連接螺栓組件，更換隔熱層和招月旲片。
[0029]優(yōu)選地，在進(jìn)氣管道上還設(shè)置有球閥和導(dǎo)流噴管，導(dǎo)流噴管由導(dǎo)流直段和圓環(huán)段組成，在圓環(huán)段上開若干個噴孔，各噴孔沿圓環(huán)段圓周方向均勻分布，各噴孔開口方向與圓環(huán)段中心線呈45度角；爆破發(fā)生后，需要更換隔熱層和鋁膜片時，若爐窯或煙氣管道內(nèi)為正壓，先打開球閥，向?qū)Я鲊姽苤型ㄈ雺嚎s空氣，氣流經(jīng)導(dǎo)流噴管圓環(huán)段上的多個小噴孔形成一個呈45度向下的錐形氣幕，氣幕向下運動，阻止高溫?zé)煔庖绯觯瑺t窯或煙氣管道內(nèi)形成負(fù)壓，然后拆卸連接螺栓組件，更換隔熱層和鋁膜片；爆破發(fā)生后，若爐窯或煙氣管道內(nèi)為負(fù)壓，直接拆卸連接螺栓組件，更換隔熱層和鋁膜片。
[0030]本發(fā)明的創(chuàng)新點在于:1、設(shè)置了隔熱層，可有效隔斷爐窯或高溫管道對鋁膜片的熱傳導(dǎo)，保護(hù)鋁膜片不受高溫侵蝕；2、設(shè)有擴散整流段，可加大爆破后氣流的通流面積，降低氣流速度和閥門阻損，同時約束氣流，使其向上噴出，減少因氣流四處擴散而造成的人員或設(shè)備的損害；3、設(shè)置有導(dǎo)流噴管和球閥，在更換鋁膜片及隔熱層時，通過球閥及導(dǎo)流噴管通入壓縮空氣，在防爆閥處形成負(fù)壓，使常溫空氣由防爆閥通入爐內(nèi)或高溫管道內(nèi)，以保護(hù)操作人員。
[0031]與傳統(tǒng)防爆閥比較，本發(fā)明的優(yōu)點在于:1、該閥門利用鋁膜片作為爆破片，同時用陶瓷纖維氈作為隔熱層以阻斷高溫?zé)煔鈱︿X膜片的熱侵蝕，防止其在高溫情況下強度降低或熔化，保證其爆破壓力值，能夠承受850°C的高溫，克服了鋁膜片式閥門耐溫低的特點；2、相對于同等口徑的耐高溫防爆閥來說，閥門體積小，安裝方便，且密封性好；3、整個閥門結(jié)構(gòu)簡單，不含澆注料隔熱層，不需澆注成形，制作、維護(hù)簡便。
【附圖說明】
[0032]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0033]圖1是本發(fā)明第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2是本發(fā)明第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3是本發(fā)明中格柵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4是本發(fā)明第一個實施例中導(dǎo)流噴管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖中:
[0038]進(jìn)氣管道(1)、隔熱層(2)、上隔熱層(21)、下隔熱層(22)、托板(23)、鋁膜片(3)、連接螺栓組件(4)、擴散整流段(5)、接口小直段(51)、擴散段(52)、整流直段(53)、格柵(6)、進(jìn)氣管外保溫(7)、球閥(8)、導(dǎo)流噴管(9)、導(dǎo)流直段(91)、圓環(huán)段(92)、噴孔(93)。
【具體實施方式】
[0039]下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0040]圖1為本發(fā)明的第一實施方式，本發(fā)明的耐高溫防爆閥，包括進(jìn)氣管道1、隔熱層
2、鋁膜片3、連接螺栓組件4、擴散整流段5、格柵6、進(jìn)氣管外保溫7、球閥8和導(dǎo)流噴管9等。
[0041]進(jìn)氣管道I的一端直接與爐窯或煙氣管道連接，進(jìn)氣管道I材質(zhì)可采用耐熱鋼(0Crl8Ni9或lCrl8Ni9Ti)，進(jìn)氣管道I的另一端通過連接螺栓組件4連接擴散整流段5。
[0042]隔熱層2分為上隔熱層21和下隔熱層22，下隔熱層22設(shè)置在進(jìn)氣管道I內(nèi)部焊接的圓環(huán)托板23上，下隔熱層22主要起隔熱作用，上隔熱層21設(shè)置在進(jìn)氣管道I與擴散整流段5的連接處，上隔熱層21主要起到密封作用，同時兼具隔熱功能。上隔熱層21的厚度為1mm?25mm，下隔熱層22厚度為30mm?100mm，上隔熱層21和下隔熱層22之間留有一定間隙d，d為50mm?70mm。隔熱層2的厚度根據(jù)高溫?zé)煔鉁囟榷?，?dāng)煙氣溫度高時選擇較厚的隔熱層，當(dāng)煙氣溫度較低時選擇較薄的隔熱層。
[0043]隔熱層2上方設(shè)置鋁膜片3，鋁膜片3在中心位置刻劃十字形溝槽，鋁膜片3厚度為0.5mm?3mm，溝槽深度為0.3mm?2mm。
[0044]隔熱層2是本設(shè)備耐高溫的關(guān)鍵部件，在溫度超過600°C時，傳熱方式由對流傳熱變?yōu)橐暂椛鋫鳠釣橹鳎词狗辣y在系統(tǒng)正常工作時不存在氣流流動，但會由于高溫輻射的作用將高溫?zé)煔獾臒崃總鬟f到鋁膜片3上，造成鋁膜片3的受熱變形、強度變低甚至熔化。隔熱層