本發(fā)明涉及一種模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種甲a類可燃?xì)怏w爆燃火焰的阻燃通道的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

阻燃器是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的一種安全設(shè)備，用于輸送可燃?xì)怏w的管道系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)和可燃?xì)怏w排放系統(tǒng)等領(lǐng)域，以免發(fā)生爆炸事故。在船舶行業(yè)，船舶火災(zāi)被認(rèn)為是航海產(chǎn)業(yè)最兇殘的“天敵”之一，尤其是船舶在海上航行時(shí)發(fā)生的火災(zāi)，消防船艇難以及時(shí)到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施有效救助；且由于船舶機(jī)構(gòu)復(fù)雜、空間狹小，倉(cāng)內(nèi)通道很容易被大火阻斷，船上人員難以疏散；此外船上貨物復(fù)雜、密集，火勢(shì)容易迅速蔓延，一旦失去控制，船舶就會(huì)被熊熊大火包圍并燒毀。船舶的機(jī)械艙室，由于距離高溫?zé)嵩椿蛞兹嘉矬w較近，是船舶火災(zāi)的高發(fā)區(qū)域，如柴油機(jī)曲軸箱的爆炸。因此，國(guó)際船級(jí)社頒發(fā)了新規(guī)iacsurm66明確規(guī)定，自2008年7月1日起，安裝在新建船上的柴油機(jī)防爆閥，必須帶阻燃器結(jié)構(gòu)，確保阻燃器外部沒(méi)有出現(xiàn)燃燒情況。對(duì)之前已安裝傳統(tǒng)防爆閥的船舶柴油機(jī)，也必須全部逐步更換帶阻燃器結(jié)構(gòu)的防爆閥。中國(guó)船級(jí)社（ccs）入級(jí)建造處也在2008年的總第038號(hào)通函中明確，將采用iacsurm66文件。目前已有關(guān)于阻燃器的專利，都是具體設(shè)計(jì)一種阻燃器結(jié)構(gòu)，缺乏通用性的設(shè)計(jì)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種能夠快速、高效地熄滅火焰，且結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、便于維護(hù)的一種模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法。其中所述的甲a類可燃?xì)怏w是指根據(jù)gb50160-2008火災(zāi)危險(xiǎn)類別中的甲a類可燃?xì)怏w，包括甲烷等。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是：

一種模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

1）根據(jù)阻燃要求和流場(chǎng)特性，設(shè)計(jì)阻燃通道的阻燃凸臺(tái)的基本幾何形狀；

2）在二維平面上，對(duì)阻燃凸臺(tái)進(jìn)行迷宮式布局，得到阻燃通道的基本單元，相鄰兩個(gè)阻燃凸臺(tái)之間的間隙形成氣道；

3）將阻燃通道的基本單元作為基本模塊，根據(jù)阻燃要求和尺寸約束，在二維平面上進(jìn)行模塊化組合，得到阻燃通道的阻燃片結(jié)構(gòu)；

4）在三維方向上，將阻燃片層層疊加，得到單個(gè)的三維的阻燃通道結(jié)構(gòu)；

5）根據(jù)阻燃要求和空間約束，可再對(duì)三維的阻燃通道結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維方向上的組合，最終得到高效的甲a類可燃?xì)怏w爆燃火焰的阻燃通道。

所述的步驟1）中阻燃凸臺(tái)的基本幾何形狀采用圓形，矩形和六邊形中的一種。

所述的步驟1）中阻燃凸臺(tái)為實(shí)心凸臺(tái)或空心凸臺(tái)。

所述的步驟2）中迷宮式布局為相鄰兩排的阻燃凸臺(tái)居中錯(cuò)位或相鄰兩排的阻燃凸臺(tái)對(duì)邊錯(cuò)位分布。

所述的步驟4）中將阻燃片層層疊加時(shí)，采用沿阻燃凸臺(tái)的凸起方向一致依次疊加，或者采用兩個(gè)相鄰的阻燃片兩兩相對(duì)疊加。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出一種能夠設(shè)計(jì)出快速、高效地熄滅火焰，且結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、便于維護(hù)的模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法，其阻燃凸臺(tái)的基本幾何形狀可根據(jù)具體的阻燃要求和流場(chǎng)要求，設(shè)計(jì)多種基本形狀，結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性強(qiáng)。其次，阻燃通道的基本單元、阻燃片和單個(gè)的三維阻燃通道結(jié)構(gòu)，均可根據(jù)需求和空間約束進(jìn)行模塊化組合，可滿意各種阻燃要求的阻燃通道的設(shè)計(jì)。而且阻燃片層層疊加，也可以層層拆卸，方便后期的維護(hù)。此外，阻燃片為標(biāo)準(zhǔn)模塊，方便更換，降低了加工成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法的流程圖；

圖2為實(shí)施例1中矩形阻燃凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例1中相鄰兩排矩形阻燃凸臺(tái)居中錯(cuò)位分布時(shí)的基本單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例1中相鄰兩排矩形阻燃凸臺(tái)對(duì)邊錯(cuò)位分布時(shí)的基本單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例1中將圖3所得到基本單元模塊化組合后得到的阻燃片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5中當(dāng)阻燃片上的矩形阻燃凸臺(tái)是實(shí)心凸臺(tái)時(shí)的a-a剖視立體圖；

圖7為圖5中當(dāng)阻燃片上的矩形阻燃凸臺(tái)是空心凸臺(tái)時(shí)的a-a剖視立體圖；

圖8為實(shí)施例1中以矩形為阻燃凸臺(tái)基本形狀且沿阻燃凸臺(tái)的凸起方向一致依次疊加的單個(gè)的三維阻燃通道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為實(shí)施例1中以矩形為阻燃凸臺(tái)基本形狀的兩個(gè)相鄰的阻燃片兩兩相對(duì)疊加的單個(gè)的三維阻燃通道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為實(shí)施例2中六邊形阻燃凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為實(shí)施例2中相鄰兩排六邊形阻燃凸臺(tái)居中錯(cuò)位分布時(shí)的基本單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為實(shí)施例2中相鄰兩排六邊形阻燃凸臺(tái)對(duì)邊錯(cuò)位分布時(shí)的基本單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為實(shí)施例2中將圖11所得到的基本單元模塊化組合得到的阻燃片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為圖13中當(dāng)阻燃片上的六邊形阻燃凸臺(tái)是實(shí)心凸臺(tái)時(shí)的b-b剖視立體圖；

圖15為圖13中當(dāng)阻燃片上的六邊形阻燃凸臺(tái)是空心凸臺(tái)時(shí)的b-b剖視立體圖；

圖16為實(shí)施例2中以六邊形為阻燃凸臺(tái)基本形狀且沿阻燃凸臺(tái)的凸起方向一致依次疊加的單個(gè)的三維阻燃通道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17為實(shí)施例2中以六邊形為阻燃凸臺(tái)基本形狀的兩個(gè)相鄰的阻燃片兩兩相對(duì)疊加的單個(gè)的三維阻燃通道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18為實(shí)施例3中圓形阻燃凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖19為實(shí)施例3中相鄰兩排圓形阻燃凸臺(tái)居中錯(cuò)位分布時(shí)的基本單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20為實(shí)施例3中相鄰兩排圓形阻燃凸臺(tái)對(duì)邊錯(cuò)位分布時(shí)的基本單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21為實(shí)施例3中將圖19所得到的基本單元模塊化組合得到的阻燃片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖22為圖21中當(dāng)阻燃片上的圓形阻燃凸臺(tái)是實(shí)心凸臺(tái)時(shí)的c-c剖視立體圖；

圖23為圖21中當(dāng)阻燃片上的圓形阻燃凸臺(tái)是空心凸臺(tái)時(shí)的c-c剖視立體圖；

圖24為實(shí)施例3中以圓形為阻燃凸臺(tái)基本形狀且沿阻燃凸臺(tái)的凸起方向一致依次疊加的單個(gè)的三維阻燃通道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖25為實(shí)施例3中以圓形為阻燃凸臺(tái)基本形狀的兩個(gè)相鄰的阻燃片兩兩相對(duì)疊加的單個(gè)的三維阻燃通道的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1-9所示，本實(shí)施例的一種模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法，如圖1所示，包括以下步驟：

1）根據(jù)阻燃要求和流場(chǎng)特性，設(shè)計(jì)阻燃通道的阻燃凸臺(tái)的基本幾何形狀，為矩形阻燃凸臺(tái)1；如圖2所示。

2）在二維平面上，對(duì)矩形阻燃凸臺(tái)1進(jìn)行迷宮式布局，當(dāng)迷宮式布局為相鄰兩排的阻燃凸臺(tái)居中錯(cuò)位分布時(shí)；如圖3所示，得到阻燃通道的基本單元2，且使相鄰兩個(gè)阻燃凸臺(tái)之間的間隙形成氣道4；當(dāng)迷宮式布局為相鄰兩排的阻燃凸臺(tái)對(duì)邊錯(cuò)位分布時(shí)，如圖4所示，得到阻燃通道的基本單元3，且使相鄰兩個(gè)阻燃凸臺(tái)之間的間隙形成氣道4。

3）此時(shí)將圖3所得到的阻燃通道的基本單元2作為基本模塊，根據(jù)阻燃要求和尺寸約束，在二維平面上進(jìn)行模塊化組合，得到阻燃通道的阻燃片5結(jié)構(gòu)，如圖5所示。所述的阻燃片5上的矩形阻燃凸臺(tái)1可以是實(shí)心凸臺(tái)，如圖6所示；或是空心凸臺(tái)，如圖7所示。

4）在三維方向上，將阻燃片5層層疊加，當(dāng)采用沿矩形阻燃凸臺(tái)1的凸起方向一致依次疊加時(shí)，得到如圖8所示的單個(gè)的三維阻燃通道6結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用兩個(gè)相鄰的阻燃片5兩兩相對(duì)疊加時(shí)，得到如圖9所示的單個(gè)的三維阻燃通道6結(jié)構(gòu)。

5）根據(jù)阻燃要求和空間約束，再對(duì)單個(gè)的三維阻燃通道6結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維方向上的組合，由于本實(shí)施例應(yīng)用于出口為矩形的甲烷混合氣體排放系統(tǒng)，爆燃?xì)怏w以40m/s的速度通過(guò)本實(shí)施例提出的模塊化迷宮式阻燃通道，甲烷混合氣體的引燃溫度為500℃，排放時(shí)間為10s，則需要在氣體排放方向設(shè)置3-4個(gè)單個(gè)的三維阻燃通道6結(jié)構(gòu)的組合，在高度方向，需要設(shè)置9-12個(gè)單個(gè)的三維阻燃通道6結(jié)構(gòu)的組合。最終得到能夠快速、高效地熄滅火焰，且結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、便于維護(hù)的甲a類可燃?xì)怏w爆燃火焰的阻燃通道。

本實(shí)施例是一種能夠設(shè)計(jì)出快速、高效地熄滅火焰，且結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、便于維護(hù)的模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法；其阻燃凸臺(tái)的基本幾何形狀可根據(jù)具體的阻燃要求和流場(chǎng)要求，設(shè)計(jì)多種基本形狀，結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性強(qiáng)。其次，阻燃通道的基本單元、阻燃片和單個(gè)的三維阻燃通道結(jié)構(gòu)，均可根據(jù)需求和空間約束進(jìn)行模塊化組合，可滿足各種阻燃要求的阻燃通道的設(shè)計(jì)。而且阻燃片層層疊加，也可以層層拆卸，方便后期的維護(hù)。此外，阻燃片為標(biāo)準(zhǔn)模塊，方便更換，降低了加工成本。

實(shí)施例2

如圖1、10-17所示，本實(shí)施例的一種模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法，如圖1所示，包括以下步驟：

1）根據(jù)阻燃要求和流場(chǎng)特性，設(shè)計(jì)阻燃通道的阻燃凸臺(tái)基本幾何形狀為六邊形阻燃凸臺(tái)7；如圖10所示。

2）在二維平面上，對(duì)六邊形阻燃凸臺(tái)7進(jìn)行迷宮式布局，當(dāng)迷宮式布局為相鄰兩排的阻燃凸臺(tái)居中錯(cuò)位分布時(shí)；如圖11所示，得到阻燃通道的基本單元8，且使相鄰兩個(gè)阻燃凸臺(tái)之間的間隙形成氣道9；當(dāng)迷宮式布局為相鄰兩排的阻燃凸臺(tái)對(duì)邊錯(cuò)位分布時(shí)，如圖12所示，得到阻燃通道的基本單元10，且使相鄰兩個(gè)阻燃凸臺(tái)之間的間隙形成氣道9。

3）此時(shí)將圖11所得到的阻燃通道的基本單元8作為基本模塊，根據(jù)阻燃要求和尺寸約束，在二維平面上進(jìn)行模塊化組合，得到阻燃通道的阻燃片11基本結(jié)構(gòu)，如圖13所示。所述的阻燃片11上的六邊形阻燃凸臺(tái)7可以是實(shí)心凸臺(tái)，如圖14所示；或是空心凸臺(tái)，如圖15所示。

4）在三維方向上，將阻燃片11層層疊加采用沿六邊形阻燃凸臺(tái)7的凸起方向一致依次疊加時(shí)得到如圖16所示的單個(gè)的三維阻燃通道12結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用兩個(gè)相鄰的阻燃片11兩兩相對(duì)疊加時(shí)得到如圖17所示的單個(gè)的三維阻燃通道12結(jié)構(gòu)。

5）根據(jù)阻燃要求和空間約束，再對(duì)單個(gè)的三維阻燃通道12結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維方向上的組合，由于本實(shí)施例應(yīng)用于出口為矩形的甲烷混合氣體排放系統(tǒng)，爆燃?xì)怏w以50m/s的速度通過(guò)本實(shí)施例的模塊化迷宮式阻燃通道，甲烷混合氣體的引燃溫度為500℃，排放時(shí)間為8s，則需要在氣體排放方向設(shè)置2-3個(gè)單個(gè)的三維阻燃通道12結(jié)構(gòu)的組合，在高度方向，需要設(shè)置10-14個(gè)單個(gè)的三維阻燃通道12結(jié)構(gòu)的組合。最終得到能夠快速、高效地熄滅火焰，且結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、便于維護(hù)的甲a類可燃?xì)怏w爆燃火焰的阻燃通道。

本實(shí)施例是一種能夠設(shè)計(jì)出快速、高效地熄滅火焰，且結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、便于維護(hù)的模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法；其阻燃凸臺(tái)的基本幾何形狀可根據(jù)具體的阻燃要求和流場(chǎng)要求，設(shè)計(jì)多種基本形狀，結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性強(qiáng)。其次，阻燃通道的基本單元、阻燃片和單個(gè)的三維阻燃通道結(jié)構(gòu)，均可根據(jù)需求和空間約束進(jìn)行模塊化組合，可滿足各種阻燃要求的阻燃通道的設(shè)計(jì)。而且阻燃片層層疊加，也可以層層拆卸，方便后期的維護(hù)。此外，阻燃片為標(biāo)準(zhǔn)模塊，方便更換，降低了加工成本。

實(shí)施例3

如圖1、18-25所示，本實(shí)施例的一種模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法，如圖1所示，包括以下步驟：

1）根據(jù)阻燃要求和流場(chǎng)特性，設(shè)計(jì)阻燃通道的阻燃凸臺(tái)基本幾何形狀為圓形阻燃凸臺(tái)13；如圖18所示。

2）在二維平面上，對(duì)圓形阻燃凸臺(tái)13進(jìn)行迷宮式布局，當(dāng)迷宮式布局為相鄰兩排的阻燃凸臺(tái)居中錯(cuò)位分布時(shí)；如圖19所示，得到阻燃通道的基本單元14，且使相鄰兩個(gè)阻燃凸臺(tái)之間的間隙形成氣道15；當(dāng)迷宮式布局為相鄰兩排的阻燃凸臺(tái)對(duì)邊錯(cuò)位分布時(shí)，如圖20所示，得到阻燃通道的基本單元16，且使相鄰兩個(gè)阻燃凸臺(tái)之間的間隙形成氣道15。

3）此時(shí)將圖19所得到的阻燃通道的基本單元14作為基本模塊，根據(jù)阻燃要求和尺寸約束，在二維平面上進(jìn)行模塊化組合，得到阻燃通道的阻燃片17基本結(jié)構(gòu)，如圖21所示。所述的阻燃片17上的圓形阻燃凸臺(tái)13可以是實(shí)心凸臺(tái)，如圖22所示；或是空心凸臺(tái)，如圖23所示。

4）在三維方向上，將阻燃片17層層疊加采用沿圓形阻燃凸臺(tái)13的凸起方向一致依次疊加時(shí)得到如圖24所示的單個(gè)的三維阻燃通道18結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用兩個(gè)相鄰的阻燃片17兩兩相對(duì)疊加時(shí)得到如圖25所示的單個(gè)的三維阻燃通道18結(jié)構(gòu)。

5）根據(jù)阻燃要求和空間約束，再對(duì)單個(gè)的三維阻燃通道18結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維方向上的組合，由于本實(shí)施例應(yīng)用于出口為矩形的甲烷混合氣體排放系統(tǒng)，爆燃?xì)怏w以60m/s的速度通過(guò)本實(shí)施例的模塊化迷宮式阻燃通道，甲烷混合氣體的引燃溫度為500℃，排放時(shí)間為6s，則需要在氣體排放方向設(shè)置3-5個(gè)單個(gè)的三維阻燃通道18結(jié)構(gòu)的組合，在高度方向，需要設(shè)置10-16個(gè)單個(gè)的三維阻燃通道18結(jié)構(gòu)的組合。最終得到能夠快速、高效地熄滅火焰，且結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、便于維護(hù)的甲a類可燃?xì)怏w爆燃火焰的阻燃通道。

本實(shí)施例是一種能夠設(shè)計(jì)出快速、高效地熄滅火焰，且結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、便于維護(hù)的模塊化迷宮式阻燃通道的設(shè)計(jì)方法；其阻燃凸臺(tái)的基本幾何形狀可根據(jù)具體的阻燃要求和流場(chǎng)要求，設(shè)計(jì)多種基本形狀，結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性強(qiáng)。其次，阻燃通道的基本單元、阻燃片和單個(gè)的三維阻燃通道結(jié)構(gòu)，均可根據(jù)需求和空間約束進(jìn)行模塊化組合，可滿足各種阻燃要求的阻燃通道的設(shè)計(jì)。而且阻燃片層層疊加，也可以層層拆卸，方便后期的維護(hù)。此外，阻燃片為標(biāo)準(zhǔn)模塊，方便更換，降低了加工成本。