一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法技术

本发明专利技术公开本发明专利技术提出了一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法，包括以下步骤：1）根据阻燃要求和流场特性，设计阻燃通道的阻燃凸台的基本几何形状；2）在二维平面上，对阻燃凸台进行迷宫式布局，得到阻燃通道的基本单元，相邻两个阻燃凸台之间的间隙形成气道；3）将阻燃通道的基本单元作为基本模块，根据阻燃要求和尺寸约束，在二维平面上进行模块化组合，得到阻燃通道的阻燃片结构；4）在三维方向上，将阻燃片层层叠加，得到单个的三维的阻燃通道结构；5）根据阻燃要求和空间约束，可再对三维的阻燃通道结构进行三维方向上的组合，最终得到阻燃通道。本发明专利技术具有能快速高效熄灭火焰，且结构紧凑、性能稳定、便于维护的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法
本专利技术涉及一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法，特别涉及一种甲A类可燃气体爆燃火焰的阻燃通道的设计方法。
技术介绍
阻燃器是工业上广泛应用的一种安全设备，用于输送可燃气体的管道系统、油气回收系统和可燃气体排放系统等领域，以免发生爆炸事故。在船舶行业，船舶火灾被认为是航海产业最凶残的“天敌”之一，尤其是船舶在海上航行时发生的火灾，消防船艇难以及时到达火灾现场实施有效救助；且由于船舶机构复杂、空间狭小，仓内通道很容易被大火阻断，船上人员难以疏散；此外船上货物复杂、密集，火势容易迅速蔓延，一旦失去控制，船舶就会被熊熊大火包围并烧毁。船舶的机械舱室，由于距离高温热源或易燃物体较近，是船舶火灾的高发区域，如柴油机曲轴箱的爆炸。因此，国际船级社颁发了新规IACSURM66明确规定，自2008年7月1日起，安装在新建船上的柴油机防爆阀，必须带阻燃器结构，确保阻燃器外部没有出现燃烧情况。对之前已安装传统防爆阀的船舶柴油机，也必须全部逐步更换带阻燃器结构的防爆阀。中国船级社（CCS）入级建造处也在2008年的总第038号通函中明确，将采用IACSURM66文件。目前已有关于阻燃器的专利，都是具体设计一种阻燃器结构，缺乏通用性的设计方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种能够快速、高效地熄灭火焰，且结构紧凑、性能稳定、便于维护的一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法。其中所述的甲A类可燃气体是指根据GB50160-2008火灾危险类别中的甲A类可燃气体，包括甲烷等。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法，包括以下步骤：1）根据阻燃要求和流场特性，设计阻燃通道的阻燃凸台的基本几何形状；2）在二维平面上，对阻燃凸台进行迷宫式布局，得到阻燃通道的基本单元，相邻两个阻燃凸台之间的间隙形成气道；3）将阻燃通道的基本单元作为基本模块，根据阻燃要求和尺寸约束，在二维平面上进行模块化组合，得到阻燃通道的阻燃片结构；4）在三维方向上，将阻燃片层层叠加，得到单个的三维的阻燃通道结构；5）根据阻燃要求和空间约束，可再对三维的阻燃通道结构进行三维方向上的组合，最终得到高效的甲A类可燃气体爆燃火焰的阻燃通道。所述的步骤1）中阻燃凸台的基本几何形状采用圆形，矩形和六边形中的一种。所述的步骤1）中阻燃凸台为实心凸台或空心凸台。所述的步骤2）中迷宫式布局为相邻两排的阻燃凸台居中错位或相邻两排的阻燃凸台对边错位分布。所述的步骤4）中将阻燃片层层叠加时，采用沿阻燃凸台的凸起方向一致依次叠加，或者采用两个相邻的阻燃片两两相对叠加。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出一种能够设计出快速、高效地熄灭火焰，且结构紧凑、性能稳定、便于维护的模块化迷宫式阻燃通道的设计方法，其阻燃凸台的基本几何形状可根据具体的阻燃要求和流场要求，设计多种基本形状，结构灵活多变，适应性强。其次，阻燃通道的基本单元、阻燃片和单个的三维阻燃通道结构，均可根据需求和空间约束进行模块化组合，可满意各种阻燃要求的阻燃通道的设计。而且阻燃片层层叠加，也可以层层拆卸，方便后期的维护。此外，阻燃片为标准模块，方便更换，降低了加工成本。附图说明图1为本专利技术模块化迷宫式阻燃通道的设计方法的流程图；图2为实施例1中矩形阻燃凸台的结构示意图；图3为实施例1中相邻两排矩形阻燃凸台居中错位分布时的基本单元结构示意图；图4为实施例1中相邻两排矩形阻燃凸台对边错位分布时的基本单元结构示意图；图5为实施例1中将图3所得到基本单元模块化组合后得到的阻燃片结构示意图；图6为图5中当阻燃片上的矩形阻燃凸台是实心凸台时的A-A剖视立体图；图7为图5中当阻燃片上的矩形阻燃凸台是空心凸台时的A-A剖视立体图；图8为实施例1中以矩形为阻燃凸台基本形状且沿阻燃凸台的凸起方向一致依次叠加的单个的三维阻燃通道的结构示意图；图9为实施例1中以矩形为阻燃凸台基本形状的两个相邻的阻燃片两两相对叠加的单个的三维阻燃通道的结构示意图；图10为实施例2中六边形阻燃凸台的结构示意图；图11为实施例2中相邻两排六边形阻燃凸台居中错位分布时的基本单元结构示意图；图12为实施例2中相邻两排六边形阻燃凸台对边错位分布时的基本单元结构示意图；图13为实施例2中将图11所得到的基本单元模块化组合得到的阻燃片结构示意图；图14为图13中当阻燃片上的六边形阻燃凸台是实心凸台时的B-B剖视立体图；图15为图13中当阻燃片上的六边形阻燃凸台是空心凸台时的B-B剖视立体图；图16为实施例2中以六边形为阻燃凸台基本形状且沿阻燃凸台的凸起方向一致依次叠加的单个的三维阻燃通道的结构示意图；图17为实施例2中以六边形为阻燃凸台基本形状的两个相邻的阻燃片两两相对叠加的单个的三维阻燃通道的结构示意图；图18为实施例3中圆形阻燃凸台的结构示意图；图19为实施例3中相邻两排圆形阻燃凸台居中错位分布时的基本单元结构示意图；图20为实施例3中相邻两排圆形阻燃凸台对边错位分布时的基本单元结构示意图；图21为实施例3中将图19所得到的基本单元模块化组合得到的阻燃片结构示意图；图22为图21中当阻燃片上的圆形阻燃凸台是实心凸台时的C-C剖视立体图；图23为图21中当阻燃片上的圆形阻燃凸台是空心凸台时的C-C剖视立体图；图24为实施例3中以圆形为阻燃凸台基本形状且沿阻燃凸台的凸起方向一致依次叠加的单个的三维阻燃通道的结构示意图；图25为实施例3中以圆形为阻燃凸台基本形状的两个相邻的阻燃片两两相对叠加的单个的三维阻燃通道的结构示意图。具体实施方式实施例1如图1-9所示，本实施例的一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法，如图1所示，包括以下步骤：1）根据阻燃要求和流场特性，设计阻燃通道的阻燃凸台的基本几何形状，为矩形阻燃凸台1；如图2所示。2）在二维平面上，对矩形阻燃凸台1进行迷宫式布局，当迷宫式布局为相邻两排的阻燃凸台居中错位分布时；如图3所示，得到阻燃通道的基本单元2，且使相邻两个阻燃凸台之间的间隙形成气道4；当迷宫式布局为相邻两排的阻燃凸台对边错位分布时，如图4所示，得到阻燃通道的基本单元3，且使相邻两个阻燃凸台之间的间隙形成气道4。3）此时将图3所得到的阻燃通道的基本单元2作为基本模块，根据阻燃要求和尺寸约束，在二维平面上进行模块化组合，得到阻燃通道的阻燃片5结构，如图5所示。所述的阻燃片5上的矩形阻燃凸台1可以是实心凸台，如图6所示；或是空心凸台，如图7所示。4）在三维方向上，将阻燃片5层层叠加，当采用沿矩形阻燃凸台1的凸起方向一致依次叠加时，得到如图8所示的单个的三维阻燃通道6结构，当采用两个相邻的阻燃片5两两相对叠加时，得到如图9所示的单个的三维阻燃通道6结构。5）根据阻燃要求和空间约束，再对单个的三维阻燃通道6结构进行三维方向上的组合，由于本实施例应用于出口为矩形的甲烷混合气体排放系统，爆燃气体以40m/s的速度通过本实施例提出的模块化迷宫式阻燃通道，甲烷混合气体的引燃温度为500℃，排放时间为10s，则需要在气体排放方向设置3-4个单个的三维阻燃通道6结构的组合，在高度方向，需要设置9-12个单个的三维阻燃通道6结构的组合。最终得到能够快速、高效地熄灭火焰，且结构紧凑、性能稳定、便于维护的甲A类可燃气体爆燃火焰的阻燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据阻燃要求和流场特性，设计阻燃通道的阻燃凸台的基本几何形状；2)在二维平面上，对阻燃凸台进行迷宫式布局，得到阻燃通道的基本单元，相邻两个阻燃凸台之间的间隙形成气道；3)将阻燃通道的基本单元作为基本模块，根据阻燃要求和尺寸约束，在二维平面上进行模块化组合，得到阻燃通道的阻燃片结构；4)在三维方向上，将阻燃片层层叠加，得到单个的三维的阻燃通道结构；5)根据阻燃要求和空间约束，可再对三维的阻燃通道结构进行三维方向上的组合，最终得到高效的甲A类可燃气体爆燃火焰的阻燃通道。

【技术特征摘要】
1.一种模块化迷宫式阻燃通道的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据阻燃要求和流场特性，设计阻燃通道的阻燃凸台的基本几何形状；2)在二维平面上，对阻燃凸台进行迷宫式布局，得到阻燃通道的基本单元，相邻两个阻燃凸台之间的间隙形成气道；3)将阻燃通道的基本单元作为基本模块，根据阻燃要求和尺寸约束，在二维平面上进行模块化组合，得到阻燃通道的阻燃片结构；4)在三维方向上，将阻燃片层层叠加，得到单个的三维的阻燃通道结构；5)根据阻燃要求和空间约束，可再对三维的阻燃通道结构进行三维方向上的组合，最终得到高效的甲A类可燃气体爆燃火焰的阻燃通道。2.如权利要求1所述的一种模...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兰芳，姜少飞，刘红，鲁聪达，谷云庆，
申请(专利权)人：浙江工业大学之江学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33