一种基于特斯拉阀结构的阻火器

技术领域

本发明属于阻火器技术领域，特别是一种基于特斯拉阀结构的阻火器。

背景技术

阻火器阻火单元主要是通过淬熄效应进行阻火抑爆，淬熄效果是阻火器的重要指标之一。如果进入阻火器的火焰在阻火单元内未完全冷却，火焰会在阻火器出口处继续燃烧，导致阻火失败。阻火芯是阻止火焰传播的主要结构，常用的有金属网和波纹型两种，但是该类型的阻火芯不能承受爆燃的猛烈火焰，流动阻力大，不易于清洗和更换，对火焰不能达到彻底的冷却。所以工业上期望获得较小流阻并且能有效阻火的高性能阻火器。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种基于特斯拉阀结构的阻火器，可燃气体在特斯拉阀结构中正向传播时会扩张后再压缩，压差的变化产生推力使气体更加快速地推出，减小阻火芯的流阻，增强其流通性能。当反向传播时流阻近似于无限大，对火焰传播起到抑制作用。并且特斯拉阀的多级结构显著增加了火焰和通道壁面的接触面积，有利于对火焰充分淬熄，从而实现有效阻火效果。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于特斯拉阀结构的阻火器，包括中间段箱体，在中间段箱体相对的两侧分别可拆卸连接有保护侧壳体、未保护侧壳体；分别在保护侧壳体、未保护侧壳体与中间段箱体的连接侧设置密封挡板；在中间段箱体的内部设置多组密封片和阻火芯板，所述密封片和阻火芯板交替紧密组合形成阻火单元，在阻火单元内装有针式型散热器，由阻火单元和针式型散热器配合形成特斯拉阀流道，在中间段箱体的底部装有散热底板和底部散热肋板；在中间段箱体的顶部装有顶部散热肋板；针式型散热器的底部与散热底板相配合，且针式型散热器的两端分别与底部散热肋板、顶部散热肋板相接触，利用底部散热肋板、顶部散热肋板充分散热。

进一步，在安装阻火单元的中间段箱体的两侧设置连接法兰。

进一步，保护侧壳体、未保护侧壳体的一端呈圆形开口，另一端为矩形开口，且两个开口间通过渐变段平滑连接；圆形开口和矩形开口侧均装有法兰盘；圆形开口侧的法兰用于与管道连接；矩形开口侧的法兰盘上开设有两道插槽，且两道插槽相互平行；且插槽分别与中间段箱体的接法兰相互对应。

进一步，连接件的两端分别穿过保护侧壳体和未保护侧壳体法兰上的连接孔，实现保护侧壳体、中间段箱体与未保护侧壳体之间固定连接。

进一步，在保护侧壳体与未保护侧壳体之间的渐变段上安装短导管，该短导管通过焊接固定，所述短导管内侧存在螺纹孔，用于安装传感器，检测火焰信号和压力信号，从而监测火焰发展情况。

进一步，在密封挡板上开设有阵列排布的通孔，通孔与阻火单元两侧流道进出口相对应。

进一步，在密封片上开设有阵列排布的水滴状通孔，阻火芯板一侧开有流道结构，另一侧开有阵列排布的水滴状通孔。

进一步，针式型散热器的针状导热管插入阻火单元的水滴状通孔中，与阻火芯板中的流道结构配合形成特斯拉阀流道。

进一步，底部散热肋板和顶部散热肋板均匀设置多个散热肋片，通过散热肋片进行散热，且散热肋板均设有与连接法兰相对的法兰，顶部散热肋板、中间段箱体与针式型散热器之间通过螺栓实现固定连接，底部散热肋板和、中间段箱体与散热底板之间通过螺栓实现固定连接。

进一步，散热底板上开设有阵列排布的水滴状凹槽；针式型散热器的针状导热管末端与散热板中的水滴状凹槽配合。

本发明的有益效果：

(1)本发明所设计的阻火器采用三段式可拆卸连接，便于清洗和更换阻火芯。

(2)本发明阻火器的阻火单元采用多层具有特斯拉阀结构流道的阻火芯板与密封薄片交替配合，具有正向低流阻，反向高流阻特点，其次火焰与芯板接触面积大，散热效率高。

(3)阻火芯板内部插入针式型散热器导热管，将芯板内部火焰能量通过导热管及时扩散到肋板上，通过散热肋板的强烈换热作用使得阻火芯板内温度迅速降低，提高阻火单元对火焰的淬熄能力。

(4)阻火器前后壳体与中间箱体之间安装密封挡板，阻止可燃气通过壁面扩散，提高阻火效果，同时与阻火芯板配合提高阻火器的抗冲击能力。

附图说明

图1为本发明的阻火器爆炸轴测图；

图2为本发明的阻火器主体结构图；

图3为本发明的阻火器壳体结构图；

图4为本发明的阻火器箱体结构图；

图5为本发明的阻火器密封挡板结构图；

图6为本发明的阻火器阻火芯板结构图；

图7为本发明的阻火器密封片结构图；

图8为本发明的阻火器针式型散热器结构图；

图9为本发明的阻火器散热底板结构图；

图10为本发明的阻火器散热肋板结构图；

图中，1、保护侧壳体，2、保护侧密封挡板，3、底部散热肋板，4、散热底板，5、未保护侧密封挡板，6、未保护侧壳体，7、连接螺栓，8、针式型散热器，9、顶部散热肋板，10、阻火芯板，11、密封片，12、中间箱体，121、连接法兰，122、连接孔，13、壳体法兰，14、凸台结构，15、插槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种基于特斯拉阀结构的阻火器，包括保护侧壳体1、未保护侧壳体6、中间段箱体12、保护侧密封挡板2、未保护侧密封挡板5、散热肋板9、散热底板4、针式型散热器8、密封薄片10、阻火芯板11。

中间段箱体12如图3所示，中间段箱体12内腔呈立方体结构，中间段箱体12的左侧、右侧分别用于连接未保护侧壳体6和保护侧壳体1；如图2通过连接螺栓7将保护侧壳体1、中间段箱体12与未保护侧壳体6之间固定连接。中间段箱体12的顶部和底部分别设置连接法兰121，连接法兰121上均匀设置连接孔122如图4所示。

保护侧壳体1、未保护侧壳体6的结构如图3所示，一端呈圆形开口，另一端为矩形开口，且两个开口间通过渐变段连接；沿矩形开口设有凸台结构14，该凸台结构14与中间段箱体12相配合。圆形开口和矩形开口侧均装有法兰盘。圆形开口侧的法兰用于与管道。矩形开口侧的壳体法兰13上开设有两道插槽15，且两道插槽15相互平行；且插槽15分别与中间段箱体12的接法兰121相互对应，在组装时接法兰121能够插入插槽15内。连接螺栓7的两端分别穿过保护侧壳体1和未保护侧壳体6壳体法兰13的连接孔，实现保护侧壳体1、中间段箱体12与未保护侧壳体6之间挤压力固定。在保护侧壳体1与未保护侧壳体6之间的渐变段上安装短导管，该短导管通过焊接固定，所述短导管内侧存在螺纹孔，用于安装传感器，检测火焰信号和压力信号，以监测火焰发展情况。

在保护侧壳体1与中间段箱体12之间设有保护侧密封挡板2，在未保护侧壳体6与中间段箱体12之间设有未保护侧密封挡板，均通过挤压力进行配合。密封挡板结构如图5所示，在密封挡板上开设有阵列排布的通孔21，通孔21与阻火单元两侧流道进出口相对应。

中间段箱体12的内部装有密封片11、阻火芯板10和针式型散热器8；在中间段箱体12的装有顶部散热肋板9。密封片11如图7所示，在密封片11上开设有阵列排布的水滴状通孔。阻火芯板10如图6所示，阻火芯板10上阵列开设有类特斯拉阀流道沉孔，且相邻沉孔间隔一定距离；在每个沉孔的中心位置开设水滴状通孔。在中间段箱体12内，由多组密封片11和阻火芯板10交替、紧密组合形成阻火单元，在阻火单元内所有密封片11和阻火芯板10的水滴状通孔完全重合，形成水滴状通道。在由密封片11和阻火芯板10形成的阻火单元内装有针式型散热器8，针式型散热器8的针状导热管插入阻火单元的水滴状通道中，与阻火芯板10中的流道结构配合形成特斯拉阀流道如图8所示。顶部散热肋板9如图10所示，均匀设置多个散热肋片，通过散热肋片进行散热，且顶部散热肋板9均设有与连接法兰121相对的法兰。为了方便安装，针式型散热器8的顶部设有连接法兰，通过紧固件将针式型散热器8顶部连接法兰、顶部散热肋板9与连接法兰121相互连接、固定，且针式型散热器8的顶部与顶部散热肋板9接触。

中间段箱体12的底部向外依次装有散热底板4和底部散热肋板3；散热底板4如图9所示，散热底板4上开设有阵列排布的水滴状凹槽；针式型散热器8的针状导热管末端与散热底板4中的水滴状凹槽配合，且穿过该水滴状凹槽与底部散热肋板3接触。底部散热肋板3如图10所示，均匀设置多个散热肋片，通过散热肋片进行散热，且底部散热肋板3、散热底板4均设有与连接法兰121相对的法兰，利用螺栓实现三者之间的固定连接。在工作时，保护侧壳体1与需要保护的管道侧连接，所述未保护侧壳体6与存在爆炸风险的未保护侧管道连接，保护侧壳体1、未保护侧壳体6与相应管道之间的连接方式为法兰连接。阻火器安装时，底部散肋板3和顶部散热肋板9与水平面垂直，通过针式型散热器8两端与顶部散热肋板9和底部散热肋板3接触，实现热传递的同时利用顶部散热肋板9和底部散热肋板3充分散热，提高散热效率。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。