具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明中所提到的轴向是指复合阻火结构的高承压阻火器的轴向方向。

本发明提供了一种复合阻火结构的高承压阻火器，其中，所述复合阻火结构的高承压阻火器包括外壳管、设置在所述外壳管中的阻火部6和承压阻火部5，所述承压阻火部5轴向支撑所述阻火部6。

阻火器可以用于气体输送管路中，当管路中的气体意外燃烧时，阻火器可以阻断火势的进一步蔓延。其中，阻火器的外壳管可以连接在输送管路中，并且其中设置有阻火部件，以实现阻火。

具体的，参考图1所示，外壳管中设置有阻火部6以及承压阻火部5；阻火部6可以由不可燃烧的材料制成，并形成有通孔，既可以允许气体通过，又可以阻挡火焰通过，实现阻火功能；承压阻火部5为抗压能力较强的结构，即在压力作用下不容易变形，并且也由不可燃烧的材料制成具有通孔的结构，同样具有阻火功能。

结构更为稳定的承压阻火部5在轴向上支撑阻火部6，可以使得阻火部6处于较为稳定的状态，将阻火部6保持在合适的位置，避免阻火部6在气流的冲击作用下发生结构变化，保证阻火部6的阻火性能。

另外，承压阻火部5可以通过多种方式固定在外壳管中，例如，可以通过螺栓固定在外壳管的内壁上，或者在外壳管的内壁上设置轴向间隔的止挡块4，以轴向地夹持承压阻火部5，从而通过承压阻火部5轴向夹持并固定阻火部6。

对于阻火器来说，为了保证特定水平的阻火能力，其中阻火结构的轴向总长度是基本确定的，本方案中，相当于使用承压阻火部6代替了原来的一部分的普通的阻火部5以及支撑件，承压阻火部6和阻火部5的轴向总长度与现有的阻火器中阻火部的轴向总长度基本一致，因此，可以节省支撑件所占用的轴向长度，从而减少了轴向长度，简化了整体结构。

阻火部6的结构可以有多种形式，以下将分别说明。

根据本发明的一种实施方式，所述阻火部6包括围绕中心轴线卷绕的波纹板阻火盘和/或平板阻火盘。阻火部6包括多个围绕中心轴线卷绕的波纹板阻火盘和/或平板阻火盘，相邻的阻火盘之间形成间隔，以允许气体通过，并可以阻挡火焰通过；波纹板阻火盘和/或平板阻火盘可以由金属或非金属的不可燃烧材料制成。需要说明的是，波纹板阻火盘和/或平板阻火盘的缠绕结构中，中心轴线处形成有尺寸较大的开孔，可以通过其他阻火材料填充该开孔，或者在承压阻火部5的中心轴线处设置大致相同尺寸的螺纹孔，并通过螺栓穿过螺纹孔和所述开孔，以将承压阻火部5和阻火部6连接。

根据本发明的另一种实施方式，所述阻火部6包括金属填料和/或非金属填料。金属填料和/或非金属填料可以为颗粒状，相邻的颗粒之间形成间隙，以允许气体通过。

另外，所述承压阻火部5包括具有轴向连通的通孔的孔板。孔板可以由不可燃烧的金属或非金属材料制成，其中形成轴向连通的通孔，以允许气体通过。孔板为不可变形的结构，可以在轴向上稳定地支撑阻火部5。另外，当阻火部6由颗粒状的金属填料、非金属填料组成时，如果其颗粒度小于承压阻火部5的通孔内径，可以在承压阻火部5朝向阻火部6的端面上设置网眼小于颗粒尺寸的筛网结构，以阻挡填料进入到承压阻火部5的通孔中。

参考图5所示，承压阻火部5中的通孔以不同的方式设置，例如，所述通孔轴向延伸；并且/或者，所述通孔的延伸方向中心轴线形成夹角；并且/或者；所述通孔具有曲线延伸路径。在一个承压阻火部5中，这些不同形式的通孔可以仅设置一种，也可以设置多种。

另外，所述通孔具有圆形、三角形、六边形、四边形、或不规则形状的截面。参考图2所示，承压阻火部5中的通孔为六边形截面，图3所示的承压阻火部5中的通孔为四边形截面，图4所示的承压阻火部5的通孔为十字交叉形状的截面，当然，所述通孔的截面还可以为圆形、三角形或其他不规则形状，并且同一个承压阻火部5中可以设置一种或多种类型的通孔。

其中，所述承压阻火部5的通孔尺寸和所述阻火部6的通孔尺寸分别小于对应强度可燃气体的最大试验可燃间隔。对于不同的强度等级的可燃气体，其具有最大试验可燃间隔(MESG)，参考下表，承压阻火部5的通孔尺寸和阻火部5的通孔尺寸应当小于最大试验可燃间隔，以保证具有阻火能力，防止火焰蔓延。

所述外壳管中阻火部6和承压阻火部5的排列方式可以有多种形式，以下将分别说明。

根据本发明的一种实施方式，所述复合阻火结构的高承压阻火器包括两个承压阻火部5以及位于两个所述承压阻火部5之间的至少一个阻火部6。如图6所示，其中设置有两个承压阻火部5，以及位于中间的三个阻火部6，当然，在其他实施方式中，也可以设置一个、两个或其他数量的阻火部6。

根据本发明的另一种实施方式，所述复合阻火结构的高承压阻火器包括两个承压阻火部5以及位于两个所述承压阻火部5之间的至少两个阻火部6，并且其中两个阻火部6之间设置有一个承压阻火部5。如图7所示，两端分别设置有一种承压阻火部5，中间设置有4个阻火部6，这里图中阻火部的数量仅是示意，不代表具体个数。对于设计得到的阻火部6结构参数，如需要100mm厚阻火部，可以采用整体1件为100mm厚，也可以采用多个阻火部，合计厚度为100mm，如5件20mm厚的阻火部，或者20mm，30mm各2件。并且，在中间的两个阻火部6之间还设置有一个承压阻火部5，三个承压阻火部5可以更为稳定地支撑结构强度较小的阻火部6。

参考图6和图7所示，两端的承压阻火部5通过止挡块4支撑，止挡块4设置在外壳管的内壁上，例如，渐扩管部3的内壁上。另外，承压阻火部5的轴向尺寸和阻火部6的尺寸可以根据需要来设定，承压阻火部5的轴向尺寸可以大于、小于或等于阻火部6的尺寸，并且，图7中位于中间位置的承压阻火部5的尺寸可以更小。

具体的，所述外壳管包括阻火管部7，所述阻火部6和所述承压阻火部5设置在所述阻火管部7中。阻火管部7大致形成为内径恒定的直管，阻火部6和承压阻火部5的外周尺寸大致等于阻火管部7的内径，即充满阻火管部7，避免出现较大的间隙而允许火焰穿过。另外，大致为直管的阻火管部7也便于组装时允许各个阻火部在其中轴向移动。

进一步的，所述外壳管包括分别连接于所述阻火管部7两端的两个渐扩管部3、连接于每个所述渐扩管部3的直管部2，所述阻火管部7的内径大于所述直管部2。如图1所示，所述外壳管包括依次连接的直管部2、渐扩管部3、阻火管部7、渐扩管部3及直管部2，两个直管部2用于与气体输送管路连接，渐扩管部3可以用于过渡连接内径较小的直管部2和内径较大的阻火管部7；阻火管部7采用了更大的内径，是为了保证阻火部6和承压阻火部5中具有足够多的通孔，保证来自直管部2的气体在阻火管部7中顺利地穿过。

进一步的，所述承压阻火部5的通流面积、所述阻火部6的通流面积均大于1.5倍的所述直管部2的通流面积。承压阻火部5的通流面积大致为其中的通孔的截面面积之和，阻火部6的通流面积大致为其中的通孔的截面面积之和，承压阻火部5和阻火部6中允许的最大流量应当大于直管部2中的最大流量，以避免阻挡气体的流通。

所述复合阻火结构的高承压阻火器中的阻火部6和承压阻火部5可以为可拆卸的形式，以便于维修更换，以下将分别说明不同形式的阻火器结构。

根据本发明的一种实施方式，所述阻火管部7包括可拆卸的连接的第一管段和第二管段，所述第一管段、其中一个所述渐扩管部3和其中一个所述直管部2一体连接，并且所述第二管段、另一个所述渐扩管部3和另一个所述直管部2一体连接。参考图1所示，阻火管部7分割为可拆卸的两段，即第一管段和第二管段(未标记)，两个管段彼此相对的端部上设置有法兰，彼此可以通过法兰连接，这样的结构可以允许拆卸、安装阻火管部7，以放入阻火部6和承压阻火部7，并可以更换维修。

根据本发明的另一种实施方式，参考图8所示，所述阻火管部7、所述渐扩管部3、所述直管部2分别形成为沿过中心轴线的截面分割的、可拆卸连接的第一部分和第二部分，第一部分的所述阻火管部7、所述渐扩管部3、所述直管部2一体连接，第二部分的所述阻火管部7、所述渐扩管部3、所述直管部2一体连接。阻火管部7、渐扩管部3和直管部2均形成为两个半管部，即第一部分和第二部分，或者可以理解为一体成型的所述外壳管被分割为两个部分，并且第一部分(图8中的上半部分结构)和第二部分(图8中的下半部分结构)彼此相对的位置设置有法兰，可以通过法兰将两个部分连接在一起。

根据本发明的另一种实施方式，参考图9所示，所述阻火管部7形成为沿过中心轴线的截面分割的、可拆卸连接的第一部分和第二部分，所述阻火管部7可拆卸地连接于所述渐扩管部3，所述渐扩管部3一体连接于对应的所述直管部2。阻火管部7被分割为第一部分和第二部分，第一部分和第二部分彼此可以通过法兰连接，第一部分和第二部分的两端均与渐扩管部3可拆卸地连接，例如通过法兰连接。

根据本发明的另一种实施方式，参考图10，所述阻火管部7形成为沿过中心轴线的截面分割的、可拆卸连接的第一部分和第二部分，第一部分的所述阻火管部7一体连接于两个所述渐扩管部3，所述渐扩管部3一体连接于对应的所述直管部2，第二部分所述阻火管部7分别与两个所述渐扩管部3可拆卸地连接。阻火管部7被分割为两个部分，其中第一部分与两端的渐扩管部3一体连接，第二部分与第一部分以及两个渐扩管部3可拆卸地连接，例如法兰连接。

另外，所述直管部2远离所述渐扩管部3的一端设置有连接件1。连接件1可以为法兰结构，通过连接件1可以将直管部2与输送气体的管路连接，以将复合阻火结构的高承压阻火器接入到管路中。

其中，所述渐扩管部3的内周面上设置有支撑所述承压阻火部5的止挡块4。参考图1所示，渐扩管部3靠近阻火管部7的一端的内周面上形成有止挡块4，止挡块7可以轴向地支撑承压阻火部5，两个止挡块4可以形成对中间的承压阻火部5以及阻火部6的夹持，实现阻火部6和承压阻火部5的轴向固定，避免出现变形松动而影响阻火效果。

通过上述技术方案，使用更高强度的承压阻火部代替传统的支撑件，不仅可以为阻火部提供轴向支撑，还与阻火部一并通过传热作用和壁面效应实现阻火功能，能有效提高阻火效率，提高阻火部的承压能力，并简化阻火器结构，缩短轴向距离，实现轻量化设计(承压阻火部设计厚度)，解决现有阻火器沉重、轴向过长，阻火效率低、承压能力弱等问题。

承压阻火部根据应用场景(包括规格、测试介质、初始压力等)进行承压设计，轴向承压Pc与初始压力P₀关系如下表所示。

材质可以选择不锈钢、或者不锈钢+铝合金，不锈钢+非金属材质(聚四氟乙烯)等。

如经设计得到承压阻火部采用不锈钢材质需20mm厚，可选择采用15mm不锈钢+8mm铝合金，或者15mm厚不锈钢+10mm聚四氟乙烯等组合。

对于典型的传统阻火器，以阻火强度IIA型DN100爆轰型为例。测试采用丙烷+空气介质开展，对于传统阻火器，一般其阻火部厚度为150mm，阻火部典型缝隙值为0.8mm左右，支撑结构厚度为15mm，对称两块，阻火器整体长度为730mm；经测试，其承受爆轰初压为1.1bar，爆轰冲击压力为15.2bar，对应流量为200Nm3/h时阻力为300Pa。

本发明例中采用相同结构的阻火部，厚度为30mm，支撑结构采用承压阻火部2块，对称分布，单块厚度为10mm，采用狭缝型结构，狭缝尺寸为0.8×5mm，整体孔隙度为0.68左右，不锈钢材质；阻火器整体长度为600mm，采用如图8所示的装配方式，即轴向上下密封。经测试，其承受爆轰初压为1.56bar，爆轰冲击压力为21.4bar，对应流量为200Nm3/h时阻力为270Pa，承压能力较传统结构提升40.8％，阻力降减小10％左右；轴向长度缩短了18％。

进一步，对于IIB3型DN150爆轰型阻火器开展对比测试研究。测试采用乙烯+空气介质开展，对于传统阻火器，一般其阻火部厚度为150mm，阻火部典型缝隙值为0.5mm左右，支撑结构厚度为18mm，对称两块，阻火器整体长度为736mm；经测试，其承受爆轰初压为1.1bar，爆轰冲击压力为14.7bar，对应流量为300Nm3/h时阻力为782Pa。

本发明例中采用相同结构的阻火部，厚度为40mm，支撑结构采用承压阻火部2块，对称分布，单块厚度为10mm，采用多孔型(圆孔)结构，圆孔尺寸为0.5mm，轴向夹角为20°，整体孔隙度为0.65左右，不锈钢材质；阻火器整体长度为610mm，采用如图9所示的装配方式。经测试，其承受爆轰初压为1.54bar，爆轰冲击压力为20.9bar，对应流量为300Nm3/h时阻力位625Pa，承压能力较传统结构提升42.2％，阻力降减小20.1％左右；轴向长度缩短了17.1％。

通过对比可以看出，复合阻火结构的高承压阻火器相比于传统的阻火部具有更高的强度，并且相比于原有的支撑结构也具有更高的强度，特别是承压阻火部本身也具有阻火功能，可以用于代替传统阻火器的一部分，并省去支撑结构，从而降低了整体的轴向长度，结构更简单、紧凑。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。