一种分区化主动防爆抑爆装置及其控制方法

摘要

本发明提供一种分区化主动防爆抑爆装置及其控制方法，其利用细水雾和惰性气体形成气‑雾防爆幕将大型空间分隔成相对独立的防爆分区，配合分区中央的快速响应抑爆器保证大型空间地安全生产。每个分区的主动防爆抑爆装置主要包括探测器、防爆装置、抑爆装置和控制器；每个分区的防爆装置至少包括四组喷雾装置，抑爆装置至少包括一个抑爆器。抑爆装置设计了基于双膜爆破原理的抑爆器，提高抑爆器响应速度，保障抑爆效果的稳定性与可靠性；防爆装置创新性地利用高压旋流风水喷雾装置和单水喷嘴形成集成化抑爆、防爆阻爆系统；分区化主动防爆抑爆装置通过探测器反馈的外界环境变化情况进行判断分析，保证大型化工生产空间内防爆抑爆的可靠性和稳定性。

权利要求

1.一种分区化主动防爆抑爆装置，其特征在于，所述的分区化主动防爆抑爆装置包括高压气体管网(1)、水管管网(9)、探测器、防爆装置、抑爆装置和控制器；其中，所述的高压气体管网(1)与水管管网(9)固定在大型空间顶部，根据防爆装置与抑爆装置的防护面积将大型空间划分为多个防爆抑爆分区，高压气体管网(1)通过管卡与水管管网(9)相互连接，且相互平行设置；

每个防爆抑爆分区四角位置分别设置有所述的探测器，所述的探测器包括悬挂在每个防爆抑爆分区内的火焰传感器(2)、压力传感器(3)和可燃介质浓度传感器；每个防爆抑爆分区中的探测器的各传感器分别与所述的控制器(22)电连接；

每个防爆抑爆分区均设置所述的防爆装置，其包括风水喷雾装置(10)和单水喷嘴组(8)；其中，风水喷雾装置(10)分别与每个防爆抑爆分区四周的高压气体管网(1)的管道和水管管网(9)的管道相连接；所述的风水喷雾装置(10)与大型空间顶部相互垂直设置；每个防爆抑爆分区的一对边上分别设置有两组单水喷嘴组(8)，每组单水喷嘴组(8)包括两个与水平方向呈不同角度的单水喷嘴，分别对准防爆抑爆分区空间中部和底部；所述单水喷嘴组(8)与水管管网(9)的管道连通，每个风水喷雾装置(10)和单水喷嘴组(8)分别设置有控制阀，控制阀与相应的水管管网(9)的管道和高压气体管网(1)的管道连通，所述控制阀与所述的控制器(22)电连接，由控制器(22)控制；所述的风水喷雾装置(10)外部为负压卷吸旋流喷雾罩，负压卷吸旋流喷雾罩呈喇叭状结构，负压卷吸旋流喷雾罩内设有螺旋状导流叶片(23)；

所述的高压气体管网(1)通过高压管道与高压储气罐(7)连通，高压储气罐(7)通过高压管道与电磁阀一(12)连通，电磁阀一(12)通过水管高压管道与储水箱(11)连通；所述的抑爆装置与高压气体管网(1)的管道连通，抑爆装置至少包括一个抑爆器(13)，抑爆器(13)包括第一腔体(14)、储粉室(15)、爆破片一(16)、第二腔体(17)、泄压管(18)、电磁阀二(19)、爆破片二(20)和喷粉头(21)；第一腔体(14)顶端通过螺纹与高压气体管网(1)的管道相连接，固定安装在每个防爆抑爆分区中心位置，其中第一腔体(14)与高压气体管网(1)的管道连通，第一腔体(14)内储存惰性气体；储粉室(15)位于第一腔体(14)下端，内部填充抑爆粉剂；第二腔体(17)通过法兰与第一腔体(14)密封连接，爆破片一(16)夹持在第一腔体(14)与第二腔体(17)之间；泄压管(18)一端焊接在第二腔体(17)侧壁，通过三通管分别与压力传感器(3)和控制抑爆器的电磁阀二(19)连接；喷粉头(21)与爆破片二(20)通过法兰与第二腔体(17)密封连接；

所述的控制器(22)包括处理器、输入端口、输出端口、电源回路、数据反馈回路、数据判断回路、抑爆器控制回路、防爆装置控制回路，处理器分别与输入端口、输出端口电连接、输入端口分别与火焰传感器(2)、压力传感器(3)、可燃介质浓度传感器电连接，输出端分别与电磁阀一(12)和电磁阀二(19)连接；

所述的可燃介质浓度传感器包括粉尘浓度传感器(4)、H2传感器(5)、CO传感器(6)以及CH4传感器。

2.根据权利要求1所述的分区化主动防爆抑爆装置，其特征在于，两个与水平方向呈不同角度的单水喷嘴为分别与水平方向呈30°和60°的单水喷嘴。

3.根据权利要求1或2所述的分区化主动防爆抑爆装置，其特征在于，第一腔体(14)的储存压力为第二腔体(17)的4‑8倍；所述的爆破片一(16)的动作压力为爆破片二(20)的2‑5倍。

4.根据权利要求1或2所述的分区化主动防爆抑爆装置，其特征在于，所述的高压储气罐(7)内储存具有化学惰性的气体是二氧化碳。

5.根据权利要求3所述的分区化主动防爆抑爆装置，其特征在于，所述的高压储气罐(7)内储存具有化学惰性的气体是二氧化碳。

6.一种分区化主动防爆抑爆装置控制方法，其基于权利要求1‑5中任一项所述的分区化主动防爆抑爆装置，具体包括以下步骤：步骤一：数据反馈：启动电源回路后数据反馈回路开始工作，压力传感器(3)、火焰传感器(2)、粉尘浓度传感器(4)、H2传感器(5)、CO传感器(6)以及CH4传感器分别实时向控制器(22)的处理器反馈信号，处理器实时显示空间内可燃介质流动的压力值、粉尘浓度值、H2浓度数值、CO浓度数值以及CH4浓度数值的变化情况；

步骤二：数据判断回路开始工作，当粉尘浓度、H2浓度、CO浓度或CH4浓度反馈数值未超过限制数值1，处理器判断为低风险信号，并在显示屏上显示不同区域的粉尘浓度、H2浓度、CO浓度和CH4浓度数值；

当粉尘浓度、H2浓度、CO浓度或CH4浓度反馈数值超过限制数值1，处理器判断为风险信号，控制器(22)控制蜂鸣器报警；

当粉尘浓度、H2浓度、CO浓度或CH4浓度反馈数值超过限制数值2，处理器判断为危险信号，并在显示屏上显示不同区域的粉尘浓度、H2浓度、CO浓度和CH4浓度数值，处理器通过输出端口控制风水喷雾装置(10)的水源、气源的控制阀分别打开，风水喷雾装置10在竖直方向喷出细水雾和二氧化碳惰性气体；

当火焰传感器(2)感应到火花出现或压力传感器(3)感应到爆炸超压，通过输出端口控制抑爆器(13)的电磁阀二(19)开启，抑爆器(13)的第二腔体(17)泄压，爆破片一(16)破裂，第一腔体(14)内涌出的高压气体冲破爆破片二(20)，并带动储粉室(15)内的抑爆剂从喷粉头(21)喷出形成抑爆粉幕，熄灭火焰并抑制爆炸；

同时处理器开启防爆抑爆分区及相邻防爆抑爆分区风水喷雾装置(10)，形成细水雾与惰性气体形成的雾‑气隔爆幕，阻止一次爆炸和二次爆炸的火焰向周围区域传播；处理器通过输出端控制电磁阀，单水喷嘴组(8)向防爆抑爆分区喷射水雾，进一步降低粉尘浓度的同时增加区域内水雾浓度，防止可燃气体/粉尘二次爆炸。

7.根据权利要求6所述的分区化主动防爆抑爆装置控制方法，其特征在于，步骤二中限制数值1使处理器判断为风险信号的可燃气体粉尘浓度分别是：甲烷、氢气和一氧化碳浓度3

分别为1％，粉尘浓度为10mg/m ；限制数值2使处理器判断为危险信号的可燃气体粉尘浓度3

分别是：甲烷、氢气和一氧化碳浓度分别为2％，粉尘浓度为20mg/m。

说明书

一种分区化主动防爆抑爆装置及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种分区化主动防爆抑爆装置及其控制方法，具体是一种适用于煤化工生产防火防爆的主动防爆抑爆装置及其控制方法，属于煤化工安全生产技术领域。

背景技术

[0002] 我国是工业大国，在工业建筑、大型设施中存在大型受限空间，尤其是最近几年，我国大力发展安全清洁高效的大型煤气化技术，在关键技术、核心装备、重大工程等方面都
取得了突破性进展，但由于煤气化装置涉及高温、高压、高氧、多相磨蚀等苛刻工况，气化系
统易发生过氧爆炸，阀门管道等关键设备磨蚀腐蚀严重，装置泄漏火灾爆炸事故风险较高，
安全运行已经成为制约大型煤气化技术进一步发展的瓶颈。在工业建筑、大型设施等大型
受限空间的可燃气体粉尘爆炸事故不仅造成大量经济损失和人员伤亡，也会导致极其恶劣
的社会影响，研发大型受限空间内尤其是煤气化过程中主动隔爆抑爆装置对我国能源发
展、社会和谐稳定具有重大意义。

[0003] 抑爆的手段主要有被动抑爆和主动抑爆，被动抑爆主要应用在可燃介质管道、煤矿巷道系统中，主要为隔爆岩粉、隔爆水袋等被动抑爆装置。主动抑爆主要有惰性气体抑爆
和粉体抑爆，在部分煤矿中也有应用，主要有抑爆器及超声波雾化器等装置，然而在大型受
限空间内，受响应时间、抑爆范围等因素影响上述抑爆措施体现出一定局限性，而且当前的
抑爆措施较为单一，二次抑爆性能不足，难以为大型受限空间地工业生产提供安全保障，在
该领域抑爆防爆方面，针对相关系统化抑爆装置及技术鲜有报道。

发明内容

[0004] 针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种分区化主动防爆抑爆装置及其控制方法，利用细水雾和惰性气体形成气‑雾防爆幕将大型空间分隔成相对独立的防爆分区，
配合分区中央的快速响应抑爆器完成防爆抑爆工作，能够综合分析判断空间内可燃气体及
粉尘危险情况，并根据判断结果实施防爆抑爆措施，保证可靠性和准确性，特别适用于大型
工业生产空间的主动防爆抑爆。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种分区化主动防爆抑爆装置，其包括高压气体管网1、水管管网9、探测器、防爆装置、抑爆装置和控制器；其中，所述的高压气体管网1与
水管管网9固定在大型空间顶部，根据防爆装置与抑爆装置的防护面积将大型空间划分为
多个防爆抑爆分区，高压气体管网1通过管卡与水管管网9相互连接，且相互平行设置；

[0006] 每个防爆抑爆分区四角位置分别设置有所述的探测器，所述的探测器包括悬挂在每个防爆抑爆分区内的火焰传感器2、压力传感器3、粉尘浓度传感器4、H2传感器5、CO传感
器6以及CH4传感器；每个防爆抑爆分区中的探测器的各传感器分别与所述的控制器22电连
接；

[0007] 每个防爆抑爆分区均设置所述的防爆装置，其包括风水喷雾装置10和单水喷嘴组8；其中，风水喷雾装置10分别与每个防爆抑爆分区的四周的高压气体管网1的管道和水管
管网9的管道相连接；所述的风水喷雾装置10与大型空间顶部相互垂直设置；每个防爆抑爆
分区的一对边上分别设置有两组单水喷嘴组8，每组单水喷嘴组8包括两个与水平方向呈不
同角度的单水喷嘴，分别对准防爆抑爆分区空间中部和底部；所述单水喷嘴组8与水管管网
9的管道连通，每个风水喷雾装置10和单水喷嘴组8分别设置有控制阀，控制阀与相应的水
管管网9的管道和高压气体管网1的管道连通，所述控制阀与所述的控制器22电连接，由控
制器22控制；所述的风水喷雾装置10外部为负压卷吸旋流喷雾罩，负压卷吸旋流喷雾罩呈
喇叭状结构，负压卷吸旋流喷雾罩内设有螺旋状导流叶片23。

[0008] 所述的高压气体管网1通过高压管道与高压储气罐7连通，高压储气罐7通过高压管道与电磁阀一12连通，电磁阀一12通过水管高压管道与储水箱11连通。

[0009] 所述的抑爆装置与高压气体管网1的管道连通，抑爆装置至少包括一个抑爆器13，抑爆器13包括第一腔体14、储粉室15、爆破片一16、第二腔体17、泄压管18、电磁阀二19、爆
破片二20和喷粉头21；第一腔体14顶端通过螺纹与高压气体管网1的管道相连接，固定安装
在每个防爆抑爆分区中心位置，其中第一腔体14与高压气体管网1的管道连通，第一腔体14
内储存惰性气体；储粉室15位于第一腔体14下端，内部填充抑爆粉剂；第二腔体17通过法兰
与第一腔体14密封连接，爆破片一16夹持在第一腔体14与第二腔体17之间；泄压管18一端
焊接在第二腔体17侧壁，通过三通管分别与压力传感器3和控制抑爆器的电磁阀二19连接；
喷粉头21与爆破片二20通过法兰与第二腔体17密封连接。

[0010] 所述的控制器22包括处理器、输入端口、输出端口、电源回路、数据反馈回路、数据判断回路、抑爆器控制回路、防爆装置控制回路，处理器分别与输入端口、输出端口电连接、
输入端口分别与火焰传感器2、压力传感器3、粉尘浓度传感4、H2传感器5、CO传感器6以及CH4
传感器电连接，输出端分别与电磁阀一12和电磁阀二19连接。

[0011] 进一步地，两个与水平方向呈不同角度的单水喷嘴为分别与水平方向呈30°和60°的单水喷嘴。

[0012] 进一步地，第二腔体17的储存压力小于第一腔体14的储存压力，第一腔体14的储存压力为第二腔体17的4‑8倍；爆破片二20的动作压力小于爆破片一16的动作压力，爆破片
一16的动作压力为爆破片二20的2‑5倍。

[0013] 进一步地，高压储气罐7内储存具有化学惰性的气体是二氧化碳。

[0014] 一种分区化主动防爆抑爆装置控制方法，其基于上述的分区化主动防爆抑爆装置，具体包括以下步骤：

[0015] 步骤一：数据反馈：启动电源回路后数据反馈回路开始工作，压力传感器3、火焰传感器2、粉尘浓度传感器4、H2传感器5、CO传感器6以及CH4传感器分别实时向控制器22的处理
器反馈信号，处理器实时显示空间内可燃介质流动的压力值、粉尘浓度值、H2浓度数值、CO
浓度数值以及CH4浓度数值的变化情况；

[0016] 步骤二：数据判断回路开始工作，当粉尘浓度、H2浓度、CO浓度或CH4浓度反馈数值未超过限制数值1，处理器判断为低风险信号，并在显示屏上显示不同区域的粉尘浓度、H2
浓度、CO浓度和甲烷浓度数值；

[0017] 当粉尘浓度、H2浓度、CO浓度或甲烷浓度反馈数值超过限制数值1，处理器判断为风险信号，控制器22控制蜂鸣器报警；

[0018] 当粉尘浓度、H2浓度、CO浓度或甲烷浓度反馈数值超过限制数值2，处理器判断为危险信号，并在显示屏上显示不同区域的粉尘浓度、H2浓度、CO浓度、甲烷浓度数值，处理器
通过输出端口控制风水喷雾装置10的水源、气源的控制阀分别打开，风水喷雾装置10在竖
直方向喷出细水雾和二氧化碳惰性气体；

[0019] 当火焰传感器2感应到火花出现或压力传感器3感应到爆炸超压，通过输出端口控制抑爆器13的电磁阀二19开启，抑爆器13的第二腔体17泄压，爆破片一16破裂，第一腔体14
内涌出的高压气体冲破爆破片二20，并带动储粉室15内的抑爆剂从喷粉头21喷出形成抑爆
粉幕，熄灭火焰并抑制爆炸；

[0020] 同时处理器开启防爆抑爆分区及相邻防爆抑爆分区风水喷雾装置10，形成细水雾与惰性气体形成的雾‑气隔爆幕，阻止一次爆炸和二次爆炸的火焰向周围区域传播；处理器
通过输出端控制电磁阀，单水喷嘴组8向防爆抑爆分区喷射水雾，进一步降低粉尘浓度的同
时增加区域内水雾浓度，防止可燃气体/粉尘二次爆炸。

[0021] 作为本发明的进一步改进方案，步骤二中限制数值1使处理器判断为风险信号的3
可燃气体粉尘浓度分别是：甲烷、氢气和一氧化碳浓度分别为1％，粉尘浓度为10mg/m ；限
制数值2使处理器判断为危险信号的可燃气体粉尘浓度分别是：甲烷、氢气和一氧化碳浓度
3
分别为2％，粉尘浓度为20mg/m。

[0022] 本发明的有益效果：

[0023] 1、本发明对大型空间防爆抑爆进行分区化处理，在有效监测防抑爆区域内可燃介质运移状态和浓度变化情况，既可以实现对已达到爆炸极限但尚未引燃的可燃介质实施惰
化而防止发生爆炸的目的，也可以对已发生可燃介质爆炸实施火焰抑制并阻隔火焰传播的
目的。克服现有技术不具备防止瓦斯爆炸、抑制剂释放时间与爆炸火焰到达时间难以同步
甚至滞后、抑爆剂不能连续释放、难以抑制后续爆炸火焰的特点；

[0024] 2、本发明采用分区式可燃介质浓度传感器实时跟踪监测大型空间内可燃介质浓度变化规律，检测到区域即将有爆炸风险时启动报警器预警，在检测到区域可燃介质浓度
进一步上升时快速启动高压惰化细水雾防爆装置，风水喷雾装置外部为喷雾罩，具有喷射
雾滴粒径小、负压卷吸能力强的效果，风水喷嘴形成区域化隔爆雾‑气幕阻止可燃介质扩散
和爆炸，同时风水喷雾罩内部设有导流叶片，内部形成负压卷吸结构循环惰化周围区域可
燃气体，降低粉尘浓度，细水雾滴群、惰性气体随气流运动不断与可燃介质混合，使其失去
爆炸能力，从而减少空间发生爆炸可能性；

[0025] 3、本发明采用爆炸压力和火焰传感器协同检测空间内可燃介质爆炸情况，具有快速探测空间内爆炸发生的功能；爆炸传感器控制双膜爆破式储压型抑爆器，该抑爆器在电
磁阀的控制下能迅速开启爆破片，响应时间在20ms以内，且储存稳定、性能可靠，能在火焰
处于发展阶段喷出抑爆粉剂，有效解决一般抑爆器响应时间较长的问题；

[0026] 4、本发明在抑爆区域两侧各布置一组呈不同喷射角度的单水喷嘴组，在抑爆器启动并向抑爆分区喷射抑爆剂后，向空间均匀喷射细水雾滴，细水雾滴随气流运动不断在含
可燃介质空间内扩散、移动，在进一步熄灭点火源的基础上捕集可燃粉尘，降低粉尘浓度，
惰化可燃气体爆炸性，防止出现二次爆炸。

附图说明

[0027] 图1是本发明实施例中提供的分区化主动防爆抑爆装置的布局示意图。

[0028] 图2A和图2B是本发明实施例中提供的分区化主动防爆抑爆装置的抑爆器结构示意图。

[0029] 图3是本发明实施例中提供的分区化主动防爆抑爆装置的防爆装置结构示意图。

[0030] 图4是本发明实施例中提供的空间分区化防爆抑爆方法流程示意图。

[0031] 图中：1‑高压气体管网；2‑火焰传感器；3‑压力传感器；4‑粉尘浓度传感器；5‑H2传感器；6‑CO传感器；7‑高压储气罐；8‑单水喷嘴组；9‑水管管网；10‑风水喷雾装置；11‑储水
箱；12‑电磁阀一；13‑抑爆器；14‑第一腔体；15‑储粉室；16‑爆破片一；17‑第二腔体；18‑泄
压管；19‑电磁阀二；20‑爆破片二；21‑喷粉头；22‑控制器；23‑螺旋状导流叶片。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

[0033] 应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、
位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

[0034] 在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

[0035] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。

[0036] 本发明提供了一种分区化主动防爆抑爆装置及控制方法，利用细水雾和惰性气体形成气‑雾防爆幕将大型空间分隔成相对独立的防爆分区，配合分区中央的快速响应抑爆
器完成防爆抑爆工作。

[0037] 图1是本发明实施例中提供的分区化主动防爆抑爆装置的布局示意图。如图1所示，分区化主动防爆抑爆装置包括高压气体管网1、水管管网9、探测器、防爆装置、抑爆装置
和控制器。其中，所述的高压气体管网1与水管管网9固定在大型空间顶部，根据防爆装置与
抑爆装置的防护面积将大型空间划分为多个防爆抑爆分区，高压气体管网1通过管卡与水
管管网9相互连接，且相互平行设置。

[0038] 每个防爆抑爆分区四角位置分别设置有所述的探测器，所述的探测器包括悬挂在每个防爆抑爆分区内的火焰传感器2、压力传感器3、粉尘浓度传感器4、H2传感器5、CO传感
器6以及CH4传感器。

[0039] 其中，粉尘浓度传感器4、H2传感器5、CO传感器6以及CH4传感器为可燃介质浓度传感器；火焰传感器2、压力传感器3和抑爆装置设置于每个防爆抑爆分区中心，每个防爆抑爆
分区中的探测器的各传感器分别与所述的控制器22电连接，抑爆装置与高压气体管网1的
管道连通。

[0040] 图3是本发明实施例中提供的分区化主动防爆抑爆装置的防爆装置结构示意图。如图3所示，每个防爆抑爆分区均设置所述的防爆装置，其包括风水喷雾装置10和单水喷嘴
组8；其中，风水喷雾装置10分别与每个防爆抑爆分区的四周(前、后、左、右)的高压气体管
网1的管道和水管管网9的管道相连接。所述的风水喷雾装置10与大型空间顶部相互垂直设
置。

[0041] 每个防爆抑爆分区的一对边上(前、后)分别设置有两组单水喷嘴组8，每组单水喷嘴组8包括两个与水平方向呈不同角度的单水喷嘴，分别对准防爆抑爆分区空间中部和底
部，所述单水喷嘴组8与水管管网9的管道连通，每个风水喷雾装置10和单水喷嘴组8分别设
置有控制阀，控制阀与相应的水管管网9的管道和高压气体管网1的管道连通，所述控制阀
与所述的控制器22电连接，由控制器22控制。

[0042] 具体地，两个与水平方向呈不同角度的单水喷嘴为分别与水平方向呈30°和60°的单水喷嘴，与水平方向呈30°的单水喷嘴对准防爆抑爆分区的空间中部，与水平方向呈60°
的单水喷嘴对准防爆抑爆分区空间底部，风水喷雾装置10外部为负压卷吸旋流喷雾罩，负
压卷吸旋流喷雾罩呈喇叭状结构，负压卷吸旋流喷雾罩内设有螺旋状导流叶片23。

[0043] 所述的高压气体管网1通过高压管道与高压储气罐7连通，高压储气罐7通过高压管道与电磁阀一12连通，电磁阀一12通过水管高压管道与储水箱11连通。

[0044] 图2A和图2B是本发明实施例中提供的分区化主动防爆抑爆装置的抑爆器结构示意图。如图2A和图2B所示，抑爆装置至少包括一个抑爆器13，抑爆器13包括第一腔体14、储
粉室15、爆破片一16、第二腔体17、泄压管18、电磁阀二19、爆破片二20和喷粉头21；第一腔
体14顶端通过螺纹与高压气体管网1的管道相连接，固定安装在每个防爆抑爆分区中心位
置，其中第一腔体14与高压气体管网1的管道连通，第一腔体14内储存具有降低可燃粉尘、
气体爆炸性的高压惰性气体；储粉室15位于第一腔体14下端，内部填充可阻止爆炸传播的
抑爆粉剂；第二腔体17通过法兰与第一腔体14密封连接，爆破片一16夹持在第一腔体14与
第二腔体17之间；泄压管18一端焊接在第二腔体17侧壁，通过三通管分别与压力传感器3和
控制抑爆器的电磁阀二19连接；喷粉头21与爆破片二20通过法兰与第二腔体17密封连接。

[0045] 第二腔体17的储存压力小于第一腔体14的储存压力，第一腔体14的储存压力为第二腔体17的4‑8倍；爆破片二20的动作压力小于爆破片一16的动作压力，爆破片一16的动作
压力为爆破片二20的2‑5倍；高压储气罐7内储存具有化学惰性的气体是二氧化碳。

[0046] 所述的控制器22包括处理器、输入端口、输出端口、电源回路、数据反馈回路、数据判断回路、抑爆器控制回路、防爆装置控制回路，处理器分别与输入端口、输出端口电连接、
输入端口分别与火焰传感器2、压力传感器3、粉尘浓度传感4、H2传感器5、CO传感器6以及CH4
传感器电连接，输出端分别与电磁阀一12和电磁阀二19连接。

[0047] 如图4所示，本发明提供的分区化防爆抑爆装置通过探测器反馈的外界环境变化情况进行判断分析，并根据判断结果控制防爆抑爆器的相应动作。

[0048] 本发明提供的分区化防爆抑爆装置在安装大型空间使用时，启动电源回路后数据反馈回路开始工作，每个防爆抑爆分区四角的粉尘浓度传感器4、H2传感器5、CO传感器6以
及CH4传感器分别实时向控制器22的处理器反馈信号，处理器实时显示车间流动气流的压
力值、粉尘浓度值、H2浓度数值、CO浓度数值和CH4浓度数值的变化情况；

[0049] 当粉尘浓度、H2浓度、CO浓度或CH4浓度反馈数值未超过限制数值1，处理器判断为低风险信号，并在显示屏上显示不同区域的粉尘浓度、H2浓度、CO浓度和CH4浓度数值；当粉
尘浓度、H2浓度、CO浓度或CH4浓度反馈数值超过限制数值1，处理器判断为风险信号，处理器
控制蜂鸣器报警；当粉尘浓度、H2浓度、CO浓度或CH4浓度反馈数值超过限制数值2，处理器判
断为危险信号，并在显示屏上显示不同区域的粉尘浓度、H2浓度、CO浓度和CH4浓度数值，控
制器22通过输出端口分别控制风水喷雾装置10连通高压气体管网1的管道和水管管网9的
管道的控制阀打开，风水喷雾装置10在竖直方向喷出细水雾和二氧化碳惰性气体，降低粉
尘浓度，惰化可燃气体爆炸性，有效降低发生爆炸的可能性，形成超细水雾和二氧化碳组成
的雾‑气防爆幕，阻止爆炸区域内的火焰向周围区域传播；形成分区化隔爆雾带，将大型空
间分隔成相对独立的防爆抑爆分区，便于对爆炸风险进行有效控制，负压卷吸旋流喷雾罩
吸收防爆抑爆分区空间内可燃气体/粉尘，惰化可燃气体，润湿可燃粉尘，降低可燃介质浓
度。

[0050] 限制数值1使处理器判断为风险信号的可燃气体粉尘浓度分别是：甲烷、氢气、一3
氧化碳浓度分别为1％，粉尘浓度为10mg/m ；限制数值2使处理器判断为危险信号的可燃气
3
体粉尘浓度分别是：甲烷、氢气、一氧化碳浓度分别为2％，粉尘浓度为20mg/m。

[0051] 当浓度传感器反馈数值未超过设定数值时，处理器根据设定程度对可燃气体/粉尘进行实时监测，显示风流流向及各区域可燃气体粉尘浓度动态变化；当浓度传感器反馈
数值超过设定数值1时，处理器判定为风险信号，控制器启动蜂鸣器报警，提醒相关人员停
机通风检修，并在显示器上监测计算各区域可燃气体浓度变化动态，辅助确定泄漏源；当浓
度传感器反馈数值进一步提升并超过设定数值2时，处理器判定为危险信号，控制器通过输
出端口控制水源控制阀、风水喷嘴的水源气源控制阀分别打开，风水喷雾装置在竖直方向
喷出细水雾，形成分区化隔爆雾带，负压旋流卷吸结构吸收空间内可燃气体/粉尘，惰化可
燃气体，润湿可燃粉尘，降低可燃介质浓度。

[0052] 当防爆抑爆分区中心的火焰传感器2感应到火花出现或压力传感器3感应到爆炸超压，感性信号直接通过输出端口控制抑爆器13泄压管18的电磁阀开启，抑爆器13的第二
腔体17快速泄压，受内外压差影响爆破片一16破裂，第一腔体14内涌出的高压气体冲破爆
破片二20并带动储粉室15内的抑爆剂从喷粉头21喷出形成抑爆粉幕，熄灭火焰并抑制爆
炸；同时处理器检测到泄压管18开启信号，通过输出端控制爆炸区域及相邻区域连通风水
喷雾装置10的控制阀打开，风水喷雾装置10向竖直方向喷出二氧化碳和细水雾，形成细水
雾与惰性气体耦合的雾‑气隔爆幕，阻止一次爆炸和二次爆炸的火焰向周围区域传播；处理
器通过输出端控制连接单水喷嘴组8的控制阀，单水喷嘴组8向防爆抑爆分区中部空间和下
部空间喷射细水雾，进一步降低粉尘浓度的同时增加区域内水雾浓度，防止可燃气体/粉尘
二次爆炸。

[0053] 为了使防爆抑爆装置更好地配合现场实际情况，控制系统设有手动操作界面，可以调整设置数值，并手动操控控制风水喷雾装置和单水喷嘴组的控制阀动作。

[0054] 以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根
据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释
本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用
本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所
附权利要求书及其等效形式所限定。