[0001] 本发明涉及物料安全输送装置领域，尤其涉及一种管道用阻火装置。

[0002] 管道输送工作效率高、设备结构简单，是实现生产线物料自动化、连续化输送的最佳方式之一。但输送管道将各工序工间联通，发生事故时火焰可通过管道传播至相邻工间引发二次事故，存在传燃风险。

[0003] 目前，管道阻火装置按工作原理，可分为安全液封式、金属网或砾石类式、闸板式三种。

[0004] 其中：

[0005] 安全液封式管道阻火装置，通过在输送管路设置液封(通常为水封)阻断火焰传播，仅适用于气体管网。

[0006] 金属网或砾石类式管道阻火器，安装有多层金属细网或砾石，在阻火器内部形成多条细小通道，利用通道的传热作用和器壁效应，降低火焰温度和自由基活度，阻止管道内火焰传播。仅适用于阻止易燃气体和易燃液体蒸汽火焰，不适用于液体和固体输送管道的阻燃防护。

[0007] 闸板式阻火器与火焰探测器联用，接收到启动信号后使用电磁力或压力驱动闸板阻断管路，防止火焰蔓延。该设备可用于固体物料输送管网的阻燃防护，但存在以下缺点，一是利用电或气压驱动闸门动作，响应时间长，无法快速阻断管路；二是火焰高温可通过闸门传导，闸门另一侧物料有被高温引燃的风险。

[0021] 下面结合附图及具体实施例对本发明进一步说明。

[0022] 需要说明，若本发明中有涉及方向性指示用语，如上、下、左、右、前、后的方向、方位用语，是为了利于构件间相对位置联系的描述，非为相关构件、构件间位置关系的绝对位置特指，仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。若本发明中有涉及数量的用语，如“多”、“多个”、“若干”等，具体指的是两个及两个以上。

[0023] 如图1至图4所示，本发明包括壳体1，壳体1内具有安装空腔，壳体1的一侧设置有进料连接管16、相对的另一侧设置有出料连接管17，进料连接管16和出料连接管17同轴横向布置，且均与壳体1的安装空腔相连通，壳体1的安装空腔内安装有固定为一体的滑动组件，滑动组件包括中部连接管4、闸门2、导向滑板15及泄压启动阀驱动件，安装空腔的内壁固定设置有与导向滑板15相适配的竖向滑槽，通过导向滑板15与竖向滑槽的配合使得滑动组件能够沿竖向升降，滑动组件与安装空腔的顶壁之间通过承力弹簧14相连接，承力弹簧14的轴线竖向设置。承力弹簧14的复位弹力用于带动滑动组件整体上移，为使得结构简单可靠，承力弹簧14通常为对称布置两根。

[0024] 安装空腔的下部设置有闭锁装置5，闭锁装置5具有与滑动组件连接锁定的第一状态以及与滑动组件相脱离的第二状态，闭锁装置5配设有控制其在第一状态和第二状态之间切换的驱动机构；壳体1上安装有喷射口朝向安装空腔内的消防喷嘴3，消防喷嘴3的进口端配设有压力传导管路12，压力传导管路12上设置有泄压启动阀13，泄压启动阀13安装于壳体1的顶部，泄压启动阀13具有控制其启闭的阀杆18，阀杆18的下端伸入壳体1的安装空腔内；当滑动组件处于正常工作位置时，中部连接管4两端分别以密闭接触的方式连通进料连接管16和出料连接管17，此时滑动组件与闭锁装置5之间处于连接锁定状态，阀杆18与泄压启动阀驱动件处于分离状态；闸门2固定设于中部连接管4的下方，当闭锁装置5与滑动组件相脱离后，在承力弹簧14的复位弹力作用下，滑动组件能够向上移动至其移动行程的上极限位置，在滑动组件的上移过程中，泄压启动阀驱动件能够向上顶升阀杆18以使得泄压启动阀13开启泄压，在滑动组件移动至上极限位置时，中部连接管4位于进料连接管16和出料连接管17的上方位置，进料连接管16的内端管口处于打开状态，闸门2将出料连接管17的内端管口封闭。可以理解的是，滑动组件的移动行程极限位置控制由多种实现方式，可以在其任意一个滑动零部件的移动行程末端对应增设行程限位结构件，通常可以是直接在竖向滑槽的末端增设对导向滑板15进行行程限位的结构件。为使得结构更可靠，通常还可在行程末端增设缓冲减震装置。

[0025] 需要说明的是，本发明中的消防喷嘴3为现有的常规成套部件，消防喷嘴3固定在壳体1上合适位置即可，一般固定在壳体1外壁上方。消防喷嘴3与压力传导管路12及消防管网联通，消防喷嘴3开启受压力传导管路12输入的压力值控制，当压力传导管路12保持设定压力时，输入消防喷嘴3的压力高于开启压力，消防喷嘴3保持关闭状态；当压力传导管路12压力下降，输入消防喷嘴3的压力低于开启压力时，消防喷嘴3快速启动，消防管网内的阻火材料(包括但不限于水、消防泡沫等)灌注至壳体1内。消防喷嘴3的灌注流量可根据实际情况设置，灌注流量通常应不小于6.3升/秒。

[0026] 泄压启动阀13为现有的常规成套部件，通常由阀体、阀杆18、密封圈、压力弹簧等部件组件，密封圈套装在阀杆18的上部凹槽内。物料输送管道正常工作时，泄压启动阀13处于锁闭状态，泄压启动阀驱动件与阀杆18处于分离状态，阀杆18受到压力弹簧向下的作用力，与阀体紧密配合，密封圈将阀杆18与阀体之间的缝隙完全封闭。当闭锁装置5解锁后，泄压启动阀驱动件随滑动组件上升，阀杆18被向上顶起，阀杆18上的密封圈与阀体脱离接触并产生缝隙，泄压启动阀13开启，压力传导管路12内的物质(液体或气体)从泄压启动阀13的阀体泄压孔中泄至壳体1外，从而控制消防喷嘴3开启。

[0027] 具体实施时，将壳体1的进料连接管16和出料连接管17分别与物料输送管道的两个连接管口对应连接即可，闭锁装置5则可与现有的常规火焰探测器联用，火焰探测器可以是各种光电探测器或压力信号管路。正常状态时，滑动组件与闭锁装置5之间处于连接锁定状态，中部连接管4两端分别以密闭接触的方式连通进料连接管16和出料连接管17，此时可以正常输送物料；为确保中部连接管4两端的密闭性能，通常可在连接端面处增设密封圈。当火焰探测器检测到发生火灾时，闭锁装置5自动解锁，利用承力弹簧14的复位弹簧力，滑动组件整体向上移动，中部连接管4位于进料连接管16和出料连接管17的上方位置，进料连接管16的内端管口处于打开状态，而闸门2将出料连接管17的内端管口封闭，起到阻断火焰的作用；与此同时，在滑动组件的上移过程中，泄压启动阀驱动件向上顶升阀杆18以使得泄压启动阀13开启泄压，压力传导管路12压力下降至低于设定值时，消防喷嘴3则自动开启，向壳体1内腔灌注阻火材料(包含但不仅限于水、消防泡沫等)，进一步防止火焰沿管道蔓延，避免相邻工间发生二次事故，降低生产线安全风险。

[0028] 本发明采用进料连接管16的内端管口处于打开状态，闸门2将出料连接管17的内端管口封闭的原因为，气动输送一般是以正压气流为动力输送物料，火焰一般是顺着气流走向，从进料端传播至出料端；若在进料端设置闸门2，闸门2受进料端来火直接烧蚀后易马上变形、毁坏，并不能有效阻断火焰传播。此外，本发明将进料管口打开，可以让消防喷嘴3中的阻燃材料灌入进料连接管16，可更加有效阻止火焰蔓延。

[0029] 闭锁装置5可以采用各种电控式锁具实现，本发明采用的优选方案为：闭锁装置5包括定子51、转子52、限位件53、发条54和活塞杆6，定子51为圆筒形部件，定子51固定安装在壳体1上，活塞杆6为阶梯式的圆柱结构，活塞杆6包括活塞杆大径部和活塞杆小径部，活塞杆6从定子51的中心内孔穿过，定子51的侧壁设置有定子径向通孔，限位件53安装在定子径向通孔内，转子52为圆筒形部件，转子52可转动地套装在定子51的外周面上，转子52的内周面上设置有用于和限位件53相配合的转子凹槽，转子52的外周面上设置有限位缺口55，闸门2上设置有与限位缺口55相配合的闭锁卡扣21，发条54一端与定子51连接、另一端与转子52连接，发条54用于向转子52施加逆时针方向转动力矩；当发条54处于自然状态时，限位件53的轴心线相对于转子凹槽的中心线偏心设置；活塞杆6具有驱动其在定子51内沿轴向移动的驱动机构，当活塞杆大径部穿入定子51安装有限位件53的区域时，活塞杆6外沿与限位件53相切，活塞杆6能够将限位件53挤入转子凹槽内，限位件53在活塞杆6支撑下通过转子凹槽向转子52施加顺时针方向力矩，与发条54施加的逆时针方向转动力矩平衡，使转子52和定子51保持静止固定；此时转子52外周面的限位缺口55与闭锁卡扣21抵接以将闭锁装置5与滑动组件连接锁定；当活塞杆小径部穿入定子51安装有限位件53的区域时，限位件53整体能够缩回至定子径向通孔内，转子52能够在发条54转动力矩作用下逆时针转动，此时转子52外周面的限位缺口55与闭锁卡扣21能够自动脱离锁闭位置，以使得闭锁装置5与滑动组件相脱离。采用上述结构形式的闭锁装置5，活塞杆6发生微小的轴向位移后，闸门2即可解锁，并在承力弹簧14的驱动下迅速移动断开管路并关闭出料侧管口，可满足动作时间不大于0.1秒的技术要求。

[0030] 为使得结构更可靠，定子51的侧壁沿周向均匀间隔设置有多个定子径向通孔(一般均匀间隔布置三个即可)，每个定子径向通孔均对应安装有限位件53。

[0031] 可以理解的是，限位件53可以有多种实现形式，其只要满足能够在定子径向通孔往复移动、并且往外挤入转子凹槽的过程中能够使得转子52产生扭矩即可，例如其可以为柱形件，靠近转子凹槽的一端为圆锥端头或者半球形端头。为使得结构简单可靠，限位件53优选为球形件，限位件53通常可以是钢球。

[0032] 活塞杆6的驱动机构可以是各种常规的电动伸缩杆，只要能带动活塞杆6沿轴向往复移动即可。本发明优选的实施方式如下，将由活塞杆小径部指向活塞杆大径部的轴向定义为第一方向(图2中所示的方向为自左向右)，活塞杆6的驱动机构包括第一驱动机构7和第二驱动机构，第一驱动机构7设于活塞杆大径部这一端，第一驱动机构7具有不对活塞杆6施加作用力的第一状态，以及对活塞杆6施加拉力以使得活塞杆6沿第一方向移动的第二状态。第一驱动机构7通常可以为电磁开关，电磁开关关闭时不产生电磁力，则第一驱动机构7不对活塞杆6施加作用力。当电磁开关打开时，其电磁力则吸引活塞杆6向右移动，使闭锁装置5由与滑动组件连接锁定的状态切换至相脱离的状态。

[0033] 第二驱动机构设于活塞杆小径部这一端，第二驱动机构包含顶杆8、压力室9、工作弹簧10和弹性膜片11，压力室9与压力传导管路12相连通，顶杆8贯穿压力室9侧壁并相对于压力室9可轴向滑动，顶杆8的一端穿过压力室9后与活塞杆小径部相连接，弹性膜片11固定设置于压力室9内腔一侧，且与顶杆8固定连接，弹性膜片11将压力室9分隔为压力介质容纳腔和弹簧安装腔，压力介质容纳腔位于靠近活塞杆6的一侧、弹簧安装腔位于远离活塞杆6的一侧，工作弹簧10设置于弹簧安装腔内，工作弹簧10一端与弹簧安装腔内壁相连接、另一端与顶杆8相连接；当压力介质容纳腔内的压力处于正常值时，压力室9的介质通过弹性膜片11施加给顶杆8向左的推力，工作弹簧10处于压缩状态，此时活塞杆大径部穿入定子51安装有限位件53的区域；当压力介质容纳腔内的压力低于设定值时，工作弹簧10的复位弹力可使得活塞杆6沿第一方向移动(即向右移动)，进而使得活塞杆小径部穿入定子51安装有限位件53的区域。

[0034] 本发明采用第一驱动机构7和第二驱动机构的组合结构后，装置整体的工作方式如下：

[0035] 将壳体1的进料连接管16和出料连接管17分别与物料输送管道的两个连接管口对应连接，第一驱动机构7与现有的常规火焰探测器联用，压力传导管路12与外部压力管网连接使用。

[0036] 实施方式1：

[0037] 火焰探测器接收到信号前，闸门2与闭锁装置5连接锁定，中部连接管4两端分别以密闭接触的方式连通进料连接管16和出料连接管17，此时可以正常输送物料。

[0038] 第一驱动机构7接收到火焰探测器发出的电磁信号(或压力信号)后，驱动活塞杆6向右移动，闸门2与闭锁装置5解除锁定，承力弹簧14驱动闸门2及中部连接管4整体向上运动。当移动到行程最上部位置时，触发泄压启动阀13，压力传导管路12泄压，消防喷嘴3启动，同时闸门2关闭出料连接管17内端管口。

[0039] 实施方式2：

[0040] 接收到信号前，闸门2与闭锁装置5连接锁定，中部连接管4两端分别以密闭接触的方式连通进料连接管16和出料连接管17，此时可以正常输送物料。

[0041] 压力传导管路12所连外部压力管网压力下降时，压力室9通过弹性膜片11施加在顶杆8上的压力减小，工作弹簧10推动顶杆8向右移动活塞杆6，闸门2与闭锁装置5解除锁定，承力弹簧14驱动闸门2及中部连接管4整体向上运动。当移动到行程最上部位置时，触发泄压启动阀13，压力传导管路12泄压，消防喷嘴3启动，同时闸门2关闭出料连接管17内端管口。此方式中，第一驱动机构7未有开关动作，对活塞杆6不产生作用力。