管道阻火器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理

阻火器是用來阻止液體的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全裝置。通常裝在輸送或排放易燃易爆氣體的儲(chǔ)罐和管線上。
1.傳熱作用燃燒所需要的必要條件之一就是要達(dá)到一定的溫度,即著火點(diǎn)。低于著火點(diǎn),燃燒就會(huì)停止。依照這一原理,只要將燃燒物質(zhì)的溫度降到其著火點(diǎn)以下,就可以阻止火焰的蔓延。當(dāng)火焰通過阻火元件的許多細(xì)小通道之后將變成若干細(xì)小的火焰。設(shè)計(jì)阻火器內(nèi)部的阻火元件時(shí),則盡可能擴(kuò)大細(xì)小火焰和通道壁的接觸面積,強(qiáng)化傳熱,使火焰溫度降到著火點(diǎn)以下,從而阻止火焰蔓延。
2.器壁效應(yīng)燃燒與爆炸并不是分子間直接反應(yīng),而是受外來能量的激發(fā),分子鍵遭到破壞,產(chǎn)生活化分子,活化分子又分裂為壽命短但卻很活潑的自由基,自由基與其它分子相撞,生成新的產(chǎn)物,同時(shí)也產(chǎn)生新的自由基再繼續(xù)與其它分子發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)燃燒的可燃?xì)馔ㄟ^阻火元件的狹窄通道時(shí),自由基與通道壁的碰撞幾率增大,參加反應(yīng)的自由基減少。當(dāng)阻火器的通道窄到一定程度時(shí),自由基與通道壁的碰撞占主導(dǎo)地位,由于自由基數(shù)量急劇減少,反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行,也即燃燒反應(yīng)不能通過阻火器繼續(xù)傳播。

管道阻火器由芯件和殼體兩部份組成，芯件是核心，是由兩層超薄的不銹鋼帶，一條被壓成波N形，另一條平面鋼帶則將它圍繞圓心緊緊纏繞而成。從而構(gòu)成無數(shù)個(gè)端面，是小三角形直通流道，而且在芯件內(nèi)部有一個(gè)十字結(jié)構(gòu)的支架（或在表面壓上丫形架）借以增強(qiáng)芯件的牢靠性，避免芯件被點(diǎn)燃的介質(zhì)所產(chǎn)生的爆炸壓力沖散。介質(zhì)從三角形狹道中通過，阻火器也正是通過它來阻止火焰在管道中的蔓延，其原理為“器壁效應(yīng)”，就是火焰與器壁的碰撞進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，降低了溫度。以此原理來設(shè)計(jì)三角形孔的高度阻止火焰的通過，再加上足夠的流道長度來吸收火焰的熱量，使其在芯件中熄滅，避免了氣體在芯件的另一端被復(fù)燃的可能性。