[發明專利]一種可燃性氣體抑爆消音方法及裝置

在審

• 申請號: 202011296050.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112295136A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 段強領;曾倩;滕越;孫金華;肖華華;繆春輝;王青松;金凱強
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學;國網安徽省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: A62C2/04
• 分類號: A62C2/04;G10K11/178;G01N31/12;G01N33/22
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

1.一種可燃性氣體抑爆消音裝置，其特征在于：所述裝置包括箱體、葉片、隔片、壓緊板；所述裝置的作用是滿足不同類型和壓力的可燃性氣體釋放過程中的抑爆要求，并可以在可燃性氣體爆炸后發揮高效的消聲和消焰作用；該裝置的具體結構如下：所述箱體由頂板(1)、底板(2)、兩個側板(3)組成；氣體入口端與可燃性氣體釋放裝置相連接，氣體出口端與外界大氣相連通；箱體水平軸線與可燃性氣體釋放裝置的孔同軸；箱體內設置至少一層葉片(4)，所述葉片與箱體在同一水平中心線，用于引導膨脹的氣體和聲波通過抑爆消音箱體向外部傳輸；所述隔片(9)放置在相鄰兩層葉片之間，以使相鄰兩層葉片與箱體對接，并使相鄰兩層葉片之間保持一定的距離；所述壓緊片(10)放置在第一層葉片(4)和氣體入口端之間，用于將第一層葉片(4)壓緊；后面各層葉片之間通過隔片(9)分隔、壓緊；所述葉片與箱體軸線同心，由葉片側板、葉片頂板、導氣管、擋片和邊板構成；葉片側板構成截頭方錐形狀，截頭方錐較窄的端部面向氣體入口端，其較寬的端部面向氣體出口端；葉片側板的表面按一定間隔均勻地開設一系列孔；葉片頂板固定在截頭方錐的窄端部，將截頭方錐和導氣管連接在一起；導氣管與箱體軸線同心；擋片固定在導氣管的進氣端；邊板固定在截頭方錐的寬端部外表面，便于每層葉片與隔片對接。

2.根據權利要求1所述的一種可燃性氣體抑爆消音裝置，其特征在于：相鄰兩層葉片之間的區域形成一個膨脹室，依據所述可燃性氣體抑爆消音裝置的預期用途選擇數量可變的腔室部件和腔室形狀；面對特定類型和壓力的可燃性氣體抑爆、消聲和消焰要求，通過調節葉片的數量、間隔、角度、導氣管長度、葉片上孔的數量來調整總的抑爆、消音和消焰效率，控制特定頻率噪聲，以得到最佳的效果。

3.根據權利要求1所述的一種可燃性氣體抑爆消音裝置，其特征在于：所述葉片側板表面周向均勻分布的一系列孔具有基本一致的尺寸；沿箱體軸線下游方向，錐形葉片側板上的孔尺寸不斷減小，最后一層葉片側板可不設置氣孔。

4.根據權利要求1所述的一種可燃性氣體抑爆消音裝置，其特征在于：所述擋片固定在導氣管的進氣端，其中心設置圓形氣體通路，該通路開口直徑小于導氣管的內徑；所述擋片與箱體軸線同心；沿箱體軸線下游方向，擋片的開口直徑不斷減小。

5.根據權利要求1所述的一種可燃性氣體抑爆消音裝置，其特征在于：所述葉片均由相同類型的部件組成，形成一體式結構，所述可燃性氣體抑爆消音裝置在每種情況下，根據需要可選地從多個合適的葉片部件中進行組裝，以使它對于特定的可燃性氣體類型和壓力所需的抑爆和靜音效果進行優化，具有特殊設計的葉片部件可以以簡單且價格合理的方式制造，在組裝過程中，可以使用模塊化原理通過適當組合一體式葉片和隔片來組裝不同的可燃性氣體抑爆消音裝置。

6.根據權利要求1所述的一種可燃性氣體抑爆消音裝置，其特征在于：除氣體入口、出口外的箱體壁面具有良好的氣密性。

7.根據權利要求1所述的一種可燃性氣體抑爆消音裝置，其特征在于：所述可燃性氣體抑爆消音裝置的部件材料優選耐高溫、強度高、可焊性好的不銹鋼。

8.一種可燃性氣體抑爆消音方法，根據權利要求1所述的可燃性氣體抑爆消音裝置，其特征在于，該裝置的工作過程如下：

步驟(1)、若可燃性氣體釋放進入所述可燃性氣體抑爆消音裝置前未發生爆炸，氣體由氣體入口端進入初始氣體膨脹室；氣體繼續向前運動，通過第一層葉片上的擋片和導氣管進入下一個膨脹室，同時部分氣體通過葉片側板的系列孔進入下一個膨脹室，形成額外的氣體通路；葉片側板的錐形外部形狀和導氣管進氣端的擋片有助于引導氣體離開葉片中心通路，使氣體充滿整個膨脹室，部分氣體通過葉片側板的系列孔進入下一個膨脹室；葉片對氣體的分流能夠增加氣體滯留的時間，降低氣體的流速；葉片側板、擋片、導氣管的結合表面為膨脹氣體的冷卻提供了較大的表面積，通過將熱能從氣體轉移到葉片層，從而用來幫助降低氣體的流速；同時，因為擋片的開口直徑小于導氣管的內徑，當氣體通過擋片進入導氣管時，氣體發生第一次膨脹冷卻；當氣體繼續前進，從導氣管進入膨脹室時，氣體發生第二次膨脹冷卻；因此，高速前進的可燃性氣體通過所述可燃性氣體抑爆消音裝置后，氣體流速和溫度將會大幅衰減，從而達到較好的抑爆、消音效果；

步驟(2)若可燃性氣體釋放進入所述可燃性氣體抑爆消音裝置前發生爆炸，爆炸產生的高壓氣流和聲波由氣體入口端進入初始膨脹室；葉片側板的錐形外部形狀和導氣管進氣端的擋片將流動的氣體和聲波由錐形葉片向外偏轉，氣體和聲波先后通過葉片側板的系列孔進入下一個膨脹室；由于沿箱體軸線下游方向的葉片側板孔尺寸逐漸減小，以及最后一層葉片無氣孔，當偏轉的氣體和聲波穿過多層葉片側板孔后，其通過最后一層葉片的導氣管重新匯聚；由于偏轉的氣體和聲波經過多層錐形葉片的延遲作用，其與直接通過導氣管傳輸的氣體和聲波不同相；當兩股氣流和聲波在最后一個葉片的導氣管相遇時，它們互相碰撞以減弱對方，實現了消除噪音的目的；同時，在此過程中，火焰不斷減弱，無法向前傳播；最終，爆炸產生的氣體和聲波通過所述抑爆消音裝置后大幅衰減，從而達到較好的消音、消焰效果。