一种气囊式主动抑爆隔爆装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气囊式主动抑爆隔爆装置及方法，适用于无其他泄压空间的封闭管道内气体爆炸的阻隔爆，尤其适用于瓦斯等爆炸性气体输送管道及煤矿井下瓦斯爆炸的阻隔爆。首先在管道或巷道安装折叠好的气囊及气体发生器，在抑爆隔爆单元两侧的管道内适当位置安装探测器。在抑爆隔爆单元与探测器之间依次布设电源、控制单元、信号处理系统。当探测器接收到爆炸特征信号后，经信号处理单元判断后开启电源，电源激发点火电极促使气体发生剂爆炸产生大量惰性气体，气体从导流管充入气囊并破损气囊保护盒，瞬间在管道内形成充满惰性气体的气囊，阻断瓦斯爆炸冲击波和火焰波的传播。本发明专利技术能够解决现有技术的只能抑制火焰波、抑制效果不理想的问题。

An air bag type active explosion suppression device and method

The invention provides an air bag type active explosion suppression device and method, which is suitable for the explosion of gas explosion in a closed pipe with no other pressure relief space, especially for gas explosion and gas explosion. First, the folded airbags and gas generators are installed in the pipelines or laneways, and detectors are installed in the proper positions of the pipelines on both sides of the explosion suppression flameproof unit. A power supply, a control unit and a signal processing system are arranged successively between the explosion suppression flameproof unit and the detector. After the detector receives the characteristic signal of the explosion, the power supply is opened after the signal processing unit is judged. The power source stimulates the ignition electrode to cause a large number of inert gases to produce the gas agent explosion. The gas is filled into the air bag and damaged the air bag protection box, and the gasbag full of inert gas is formed in the pipeline to block the gas explosion. The propagation of shock waves and flame waves. The invention can solve the problem that the prior art can only suppress the flame wave and inhibit the effect.

【技术实现步骤摘要】
一种气囊式主动抑爆隔爆装置及方法
本专利技术专利涉及一种煤矿抑制瓦斯爆炸的气囊式主动抑爆隔爆方法，适用于瓦斯等爆炸性气体输送管道，也适用于煤矿井下发生瓦斯爆炸的巷道。
技术介绍
在煤矿生产过程中，瓦斯爆炸事故严重威胁着煤矿工人的生命安全。瓦斯爆炸灾害是制约煤炭工业发展的重要因素之一。随着矿井开采深度及强度的增加，瓦斯的威胁也越来越大，瓦斯爆炸问题成为煤矿安全、高效生产的重大问题。特别是瓦斯的多次爆炸会引起次生灾害，造成事故扩大化。因此煤矿瓦斯阻隔爆装置就成为抑制爆炸继续传播的重要措施。良好的抑爆效果会阻止爆炸火焰波继续传播，减轻爆炸危害性和继发性，对保护煤矿工人生命安全、减轻财产损失、快速应急救援具有重要的意义。目前所使用的煤矿抑爆隔爆方法包括两种：一种是被动的隔爆水棚及岩粉棚，利用冲击波倾覆悬挂在井巷上部的隔爆棚，形成水雾带等隔绝火焰；一种是主动的自动抑爆方法，利用火焰和压力传感器等探测设备，探测到爆炸特征时，通过机械或爆炸方式将水、岩粉等抑爆材料喷射形成隔幕，从而阻止火焰波的继续传播。第一种方法经济简单，但存在劳动强度大、失效较严重等问题。第二种方法能够主动抑制爆炸传播，但成本较高，消焰剂容易板结，需要定期维护。而且这两种方法本质上是相同的，都是利用水或惰性物质等在不同方式下形成隔离带，当火焰波经过时造成其温度降低从而熄灭。但由于冲击波的影响，隔离带往往会扩大范围，造成隔离区抑爆剂密度变小，且由于火焰波的内聚力特征，从而导致抑爆效果不佳。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种气囊式主动抑爆隔爆装置及方法，能够解决现有技术的只能抑制火焰波、抑制效果不理想的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种气囊式主动抑爆隔爆装置，包括设置于瓦斯管道或巷道上的抑爆隔爆单元，以及依次相连的电源、控制单元、信号处理单元、探测器；所述抑爆隔爆单元包括点火触发装置、设置于瓦斯管道或巷道内部的折叠气囊、设置于瓦斯管道或巷道外部的气体发生单元、连接折叠气囊和气体发生单元的导流管，所述气体发生单元包括由防爆隔板构成的向下开口的外壳，以及外壳内设置的气体发生剂；所述折叠气囊与导流管的一端连通，导流管的另一端与气体发生单元的开口密封连接，连接处设有爆破片；所述点火触发装置连接电源，所述点火触发装置的点火电极设置于所述气体发生剂内；所述气体发生单元外壳的爆破压力大于气体发生剂起爆产生惰性气体时产生的最大压力。进一步的，所述折叠气囊外设有气囊保护盒。进一步的，所述抑爆隔爆单元与探测器之间的直线距离为20-30m。进一步的，所述探测器设置于抑爆隔爆装置的两侧。进一步的，在瓦斯管道上单独布设或在瓦斯管道的不同断面分别布设。进一步的，在瓦斯管道的不同断面布设时，相邻装置的布设间距＜20m。进一步的，所述折叠气囊充气后能够完全阻塞瓦斯管道或巷道的断面。进一步的，所述折叠气囊的充气膨胀时间<20ms。进一步的，所述气体发生剂包括还原剂和氧化剂，所述还原剂为碳酰肼配合物，所述氧化剂为KCLO4或KNO3。一种基于上述装置的气囊式主动抑爆隔爆方法，包括如下步骤：步骤1：当瓦斯爆炸发生时，爆炸火焰和冲击波沿瓦斯管道或巷道内爆炸传播方向或传播，探测器探测到前驱冲击波、火焰锋面；步骤2：探测器所采集到的信息经过信号处理单元进行逻辑判断，确认是爆炸特征后经控制单元启动电源；步骤3：电源产生电流触发点火触发装置，点火触发装置的点火电极引爆气体发生剂；步骤4：气体发生剂起爆产生大量惰性气体损坏爆破片，之后惰性气体经导流管充入折叠气囊；步骤5：折叠气囊充气膨胀破损气囊保护盒，在瓦斯管道或巷道内形成充满惰性气体的保护性气囊。有益效果：传统的瓦斯抑爆隔爆方法的抑制剂是在管道或巷道中自由喷洒，喷洒不均匀，受冲击波影响较大，抑制剂喷洒后被冲击波稀释，造成隔离带内抑制剂密度降低，抑爆效果不佳。如喷洒量足够大，则所需用量大喷射时间长，也不利于瓦斯爆炸的阻隔。本专利技术的气囊式抑爆隔爆单元结构简单，气囊膨胀迅速，简化了喷洒过程，抑爆剂喷洒后首先留存于气囊中，受爆炸冲击波影响较小。即使爆炸冲击波破坏气囊后，也会形成惰性气体的反向冲击，一方面减弱了爆炸冲击波的强度，另一方面形成一定宽度的惰性气体隔离带，当火焰波经过时由于该隔离带内氧气浓度小，火焰燃烧不充分，从而熄灭爆破火焰。此隔爆方法不仅适用于瓦斯等爆炸性气体输送管路，也可适用在煤矿井下有瓦斯爆炸危险的巷道内。气囊式抑爆隔爆单元体积小，易于安装，对管道或巷道内流体流动影响较小，减少了流动阻力，节约了能源。附图说明图1为本专利技术的技术原理图。图2为本专利技术气囊式隔爆装置的结构剖面图。图3为本专利技术气囊式隔爆装置的气囊打开后抑爆隔爆示意图。图中：1－瓦斯管道或巷道；2－冲击波；3－火焰波；4－单元内爆炸传播方向；5－单元外爆炸传播方向；6－探测器；7－信号处理单元；8－控制单元；9－电源；10－抑爆隔爆单元；11－点火触发装置；12－防爆隔板；13－爆破片；14－导流管；15－折叠气囊；16－气囊保护盒；17－气体发生单元；18－保护性气囊。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步地详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供的装置包括探测器6、信号处理单元7、控制单元8、电源9、抑爆隔爆单元10。其中抑爆隔爆单元10如图2所示包括点火触发装置11、防爆隔板12、气体发生单元17、爆破片13、导流管14、折叠气囊15、气囊保护盒16。本专利技术气囊式隔爆装置的使用过程如下：1、在瓦斯管道或巷道1法兰处装设抑爆隔爆单元10，点火触发装置11与电源9相连，电源9与控制单元8相连，控制单元8与信号处理单元7相连，信号处理单元7与探测器6相连。所述抑爆隔爆单元10与探测器6单侧直线距离在20-30m之间。2、点火触发装置11的点火电极与防爆隔板12为一个整体，爆破压力高于惰性气体产生时的最大压力。点火触发装置11的点火电极伸入气体发生单元17内的气体发生剂内。气体发生单元17下部用爆破片13经法兰与导流管14连接。导流管14与折叠气囊15连接，折叠气囊15外部设易碎的气囊保护盒16。所述气体发生剂包括还原剂和氧化剂，所述还原剂为碳酰肼配合物，所述氧化剂为KCLO4或KNO3，可以实现惰性气体CO2和氮气含量达到99％。3、当瓦斯爆炸发生时，爆炸火焰和冲击波沿瓦斯管道或巷道1内爆炸传播方向4或5传播，当前驱冲击波2、火焰锋面3临近探测器6时，探测器6所采集到的信息经过信号处理单元7进行逻辑判断，确认是爆炸特征后经控制单元8启动电源9，电源9产生一定强度电流触发点火触发装置11，此时气体发生剂起爆产生大量惰性气体损坏爆破片13，之后惰性气体经导流管14充入折叠气囊15，折叠气囊15在<20ms时间内充气膨胀至一定压力破损气囊保护盒16，在瓦斯管道或巷道1内形成充满惰性气体的保护性气囊18，如图3所示。打开的保护性气囊18隔断冲击波传播的同时，熄灭爆炸火焰的传播。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气囊式主动抑爆隔爆装置，其特征在于，包括设置于瓦斯管道或巷道(1)上的抑爆隔爆单元(10)，以及依次相连的电源(9)、控制单元(8)、信号处理单元(7)、探测器(6)；所述抑爆隔爆单元(10)包括点火触发装置(11)、设置于瓦斯管道或巷道(1)内部的折叠气囊(15)、设置于瓦斯管道或巷道(1)外部的气体发生单元(17)、连接折叠气囊(15)和气体发生单元(17)的导流管(14)；所述气体发生单元(17)包括由防爆隔板(12)构成的向下开口的外壳，以及外壳内设置的气体发生剂；所述折叠气囊(15)与导流管(14)的一端连通，导流管(14)的另一端与气体发生单元(17)的开口连接，连接处设有爆破片(13)；所述点火触发装置(11)连接电源(9)，所述点火触发装置(11)的点火电极设置于所述气体发生剂内；所述气体发生单元(17)外壳的爆破压力大于气体发生剂起爆产生惰性气体时产生的最大压力。

【技术特征摘要】
1.一种气囊式主动抑爆隔爆装置，其特征在于，包括设置于瓦斯管道或巷道(1)上的抑爆隔爆单元(10)，以及依次相连的电源(9)、控制单元(8)、信号处理单元(7)、探测器(6)；所述抑爆隔爆单元(10)包括点火触发装置(11)、设置于瓦斯管道或巷道(1)内部的折叠气囊(15)、设置于瓦斯管道或巷道(1)外部的气体发生单元(17)、连接折叠气囊(15)和气体发生单元(17)的导流管(14)；所述气体发生单元(17)包括由防爆隔板(12)构成的向下开口的外壳，以及外壳内设置的气体发生剂；所述折叠气囊(15)与导流管(14)的一端连通，导流管(14)的另一端与气体发生单元(17)的开口连接，连接处设有爆破片(13)；所述点火触发装置(11)连接电源(9)，所述点火触发装置(11)的点火电极设置于所述气体发生剂内；所述气体发生单元(17)外壳的爆破压力大于气体发生剂起爆产生惰性气体时产生的最大压力。2.根据权利要求1所述的一种气囊式主动抑爆隔爆装置，其特征在于，所述折叠气囊(15)外设有气囊保护盒(16)。3.根据权利要求1所述的一种气囊式主动抑爆隔爆装置，其特征在于，所述抑爆隔爆单元(10)与探测器(6)之间的直线距离为20-30m。4.根据权利要求1或3所述的一种气囊式主动抑爆隔爆装置，其特征在于，所述探测器(6)设置于抑爆隔爆单元(10)的两侧。5.根据权利要求1所述的一种气囊式主动抑爆隔爆装置，其特征在于，在瓦斯管道或巷道(...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋曙光，王亚军，吴征艳，崔传波，邵昊，王凯，张卫清，裴晓东，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32