可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測試裝置的製作方法
2023-09-20 13:17:55 1
專利名稱：可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於可燃性氣體或粉塵爆炸、傳播特性及抑爆特性技術領 域，尤其是涉及一種可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測試裝置。
背景技術：
目前，對可燃性氣體或粉塵爆炸、傳播特性及抑爆特性的測定，主要
存在以下技術難題第一、現有的實驗裝置主要對爆炸極限和爆炸過程中 的爆炸壓力曲線進行測定，而對爆炸過程中的溫度和火焰傳播速度則無法 較精確地測定。第二、現有的實驗裝置的承壓能力都較小， 一般僅能進行 常溫常壓下的實驗，無法完成高溫、高壓下爆炸過程中各類參數的測定。 第三、同一種實驗裝置一般無法實現對可燃性氣體或粉塵爆炸特性、傳播 特性及抑爆特性進行同時測定。第四、由於實驗過程中，裝置本身的氣密 性、配氣的均勻性和精度是保證實驗數據正確性的關鍵，亦是該類實驗過 程中的難點。另外，現有的實驗裝置一般無法進行變容積情況下的各類爆 炸實驗。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提 供一種可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測試裝置，其設計合理、 操作使用簡便且測試功能多、測試效果好，能有效解決現有實驗裝置所存 在的多種實際問題。
為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是 一種可燃性氣體、 粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測試裝置，其特徵在於包括爆炸實驗管道、 分別與爆炸實驗管道相通的配氣系統和粉體噴灑系統、對通入爆炸實驗管道內的可燃性氣體或粉塵進行點火的點火系統、數據測試釆集系統和與所 述數據測試釆集系統相接的上位機；所述數據測試釆集系統包括布設在爆 炸實驗管道上的傳感器組、分別對所述傳感器組所檢測信號進行放大調理 的信號調理器和與所述信號調理器相接的動態數據採集分析系統，所述動
態數據釆集分析系統接上位機；所述傳感器組包括實驗過程中分別對爆炸 實驗管道內部的溫度、壓力和火焰傳播速度進行實時檢測的溫度傳感器、 壓力傳感器和紫外火焰探測器；所述配氣系統包括空壓機、真空泵和高壓 氣瓶，所述空壓機、真空泵和高壓氣瓶與爆炸實驗管道之間均通過管路相 連；所述爆炸實驗管道上對應設置有排氣口、供粉體噴灑系統安裝的粉塵 及抑爆劑噴灑接口、配氣均混導流管以及供所述空壓機和真空泵安裝的空 壓機接口和真空泵接口 ，所述高壓氣瓶通過多組分可燃性混合氣體配氣管 路與所述配氣均混導流管相接。
所述爆炸實驗管道由多段管道依次密封連接組成。
所述多組分可燃性混合氣體配氣管路上開有多個不同高度且分別供 不同密度的氣體通入的進氣口。
所述溫度傳感器、壓力傳感器和紫外火焰探測器的數量均為多個，且 三者均均勻布設在爆炸實驗管道上。
所述多段管道中相鄰兩段管道間通過法蘭進行連接，且各法蘭連接處 均釆用透鏡墊進行密封。
所述爆炸實驗管道上設置有一個或多個備用接口。
所述點火系統包括高能點火器和與所述高能點火器相接的點火電極， 點火電極安裝在爆炸實驗管道上。
所述配氣系統還包括高精度數字真空壓力計和壓力表，爆炸實驗管道 上對應設置有供所述高精度數字真空壓力計和壓力表安裝的高精度數字 真空壓力計和壓力表接口。
所述爆炸實驗管道通過固定支架進行支撐固定，且爆炸實驗管道為水 平向管道；所述配氣均混導流管從左至右貫穿於整個爆炸實驗管道，且其上連續 開有多個不同孔徑的出氣孔。
所述粉塵及抑爆劑噴灑接口和配氣均混導流管均設置在爆炸實驗管 道左端部，所述排氣口設置在爆炸實驗管道右端部。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點1、能同時對可燃性氣體 或粉塵的爆炸極限、爆炸過程中的爆炸壓力、爆炸溫度及火焰傳播速度等 進行測定。2、不僅可配製常壓和高壓氣樣進行爆炸測試，也可在爆炸實 驗管道外部附加加熱裝置改變初始溫度進行爆炸測試，設計承壓能力為
30MPa,因而能進行高溫、高壓下的氣體或粉塵的各類爆炸實驗；同時能 進行抑爆環境下的爆炸測試，對抑爆劑的抑爆性能進行考察。3、能分別 進行單元及多元可燃性氣體、可燃性氣體和粉塵或單元及多元粉塵的爆炸 特性、爆炸傳播特性及抑爆特性的同時測定，即通過同一實驗裝置完成可 燃性氣體或粉塵的爆炸特性、爆炸傳播特性及抑爆特性的同時測定。4、 本實驗裝置容積可調，可進行三種容積下的上述各類實驗。5、有效解決 了現有實驗裝置的氣密性、配氣的均勻性和精度等問題。綜上所述，本實 用新型設計合理、操作使用簡便且測試功能多、測試效果好，能有效解決 現有實驗裝置所存在的多種實際問題。
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖l為本實用新型的原理框圖。 圖2為本實用新型爆炸實驗管道的結構示意圖。 附圖標記說明
l一爆炸實驗管道； l-l一排氣口 ； 1-2 —粉塵及抑爆劑噴
灑接口；
l-3—空壓機接口 ； l-4一真空泵接口 ； l-5 —多組分可燃性混 合氣體配氣管路；l-6—備用接口； l-9一高精度數字真空壓 力計和壓力表接口； 3—配氣系統；
6—溫度傳感器； 6-3—溫度傳感器三； 7_2—壓力傳感器二；
8- l—紫外火焰探測器一；
9- l一信號調理器一；
10- 動態數據釆集分析系 統。
具體實施方式
如圖l、圖2所示，本實用新型包括爆炸實驗管道1、分別與爆炸實驗 管道1相通的配氣系統3和粉體噴灑系統4、對通入爆炸實驗管道1內的 可燃性氣體或粉塵進行點火的點火系統2、數據測試釆集系統和與所述數 據測試釆集系統相接的上位機5。所述點火系統2包括高能點火器和與所 述高能點火器相接的點火電極2-1，點火電極2-1安裝在爆炸實驗管道1 上。所述爆炸實驗管道1由多段管道依次密封連接組成，其為整個測試裝 置的主體部分。本實施例中，所述多段管道中相鄰兩段管道間通過法蘭進 行連接，且各法蘭連接處均釆用透鏡墊進行密封。
所述數據測試釆集系統包括布設在爆炸實驗管道1上的傳感器組、分 別對所述傳感器組所檢測信號進行放大調理的信號調理器和與所述信號 調理器相接的動態數據釆集分析系統10,所述動態數據釆集分析系統10 接上位機5。所述傳感器組包括實驗過程中分別對爆炸實驗管道1內部的 溫度、壓力和火焰傳播速度進行實時檢測的溫度傳感器6、壓力傳感器7
1-7 —固定支架； 2 —點火系統；
4一粉體噴灑系統；
6- 1一溫度傳感器一；
7- 壓力傳感器； 7_3—壓力傳感器三；
8- 2 —紫外火焰探測
器一;
9- 2—信號調理器二；
1- 8 —配氣均混導流管；
2- l —點火電極；
5- 上位機；
6- 2—溫度傳感器二；
7- 1—壓力傳感器一； 8 —紫外火焰探測器；
8- 3 —紫外火焰探測器
9- 3—信號調理器三；和紫外火焰探測器8。所述溫度傳感器6、壓力傳感器7和紫外火焰探測
器8的數量均為多個，且三者均均勻布設在爆炸實驗管道l上。本實施例 中，溫度傳感器6、壓力傳感器7和紫外火焰探測器8的數量均為三個且 分別設置在爆炸實驗管道1的前部、中部和後部，具體為溫度傳感器一 6-1、溫度傳感器二 6-2和溫度傳感器三6-3,壓力傳感器一7-l、壓力傳 感器二 7-2和壓力傳感器三7-3,紫外火焰探測器一 8-1、紫外火焰探測 器二 8-2和紫外火焰探測器三8-3。相應地，與溫度傳感器6、壓力傳感 器7和紫外火焰探測器8相接的信號調理器分別為信號調理器一 9-1、信 號調理器二 9-2和信號調理器三9-3。
所述配氣系統3包括空壓機、真空泵和高壓氣瓶，所述空壓機、真空 泵和高壓氣瓶與爆炸實驗管道1之間均通過管路相連。
所述爆炸實驗管道1上對應設置有排氣口 1-1、供粉體噴灑系統4安 裝的粉塵及抑爆劑噴灑接口 1-2、配氣均混導流管1-8以及供所述空壓機 和真空泵安裝的空壓機接口 l-3和真空泵接口 1-4,所述高壓氣瓶通過多 組分可燃性混合氣體配氣管路l-5與所述配氣均混導流管1-8相接，所述 多組分可燃性混合氣體配氣管路1-5上開有多個不同高度且分別供不同密 度的氣體通入的進氣口。本實施例中，所述配氣系統3還包括高精度數字 真空壓力計和壓力表，爆炸實驗管道1上對應設置有供所述高精度數字真 空壓力計和壓力表安裝的高精度數字真空壓力計和壓力表接口 l-9。另夕卜， 本實施例中，所述爆炸實驗管道1上設置有一個或多個備用接口 1-6。
本實施例中，所述爆炸實驗管道1通過固定支架1-7進行支撐固定， 且爆炸實驗管道l為水平向管道；所述粉塵及抑爆劑噴灑接口 1-2和配氣 均混導流管l-8均設置在爆炸實驗管道l左端部，所述排氣口 1-1設置在 爆炸實驗管道1右端部，點火電極2-1安裝在爆炸實驗管道1的右端部中 心處。所述配氣均混導流管1-8從左至右貫穿於整個爆炸實驗管道1,且 其上連續開有多個不同孔徑的出氣孔，可使所配製的氣樣通過每個出氣孔 等流量均勻地進入爆炸實驗管道1內部，確保各組分氣樣均勻分布在爆炸
8實驗管道1的內部空間。
本實用新型的工作過程是首先，結合配氣系統3,利用分壓法進行 實驗測試所需組分、濃度的可燃性混合氣樣的配製，配製過程中，用所述 高精度數字真空壓力計、壓力表和高氣密性配氣管路確保配氣精度。具體 配氣時，根據具體測試需要，將所需要的多種不同密度可燃性氣體分別通
過設置在多組分可燃性混合氣體配氣管路l-5上的多個不同高度的進氣口
進入配氣管路，接著通過與多組分可燃性混合氣體配氣管路1-5相接的配 氣均混導流管l-8進入爆炸實驗管道l內部，使得各組分氣體均勻分布在 爆炸實驗管道l的內腔。綜上，通過多組分可燃性混合氣體配氣管路l-5 和配氣均混導流管1-8能保證可燃性混合氣樣各組分的均勻混合。測試時，
若需對粉塵爆炸進行測試時，則需將高壓粉塵儲罐聯接至粉塵及抑爆劑噴
灑接口1-2,即可實現爆炸性粉塵雲的配製。
其次，可燃性混合氣樣配製完成後，開啟點火系統2，通過點火電極 2-1的高壓電弧引爆可燃性氣體或粉塵；同時，動態數據釆集分析系統IO 將溫度傳感器6、壓力傳感器7和紫外火焰探測器8三類傳感器實時所測 試的數據釆集、存儲至上位機5，並通過上位機5繪製出各檢測參數隨時 間變化的曲線。實驗測試結東後，可反覆通過所述空壓機從空壓機接口 1-3 處壓入空氣，驅使殘餘廢氣通過排氣口 1-1排出。
實驗測試中，可配製常壓和高壓氣樣進行爆炸測試，也可在爆炸實驗 管道1外部附加加熱裝置改變初始溫度進行爆炸測試。同時，可通過粉塵 及抑爆劑噴灑接口 l-2噴入抑爆劑(氣體、水霧和粉體等)，進行抑爆環 境下的爆炸測試，同樣通過爆炸壓力、溫度和火焰傳播速度等指標來表徵 抑爆效果，進而考察抑爆劑抑爆性能。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限 制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更 以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
權利要求1.一種可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測試裝置，其特徵在於包括爆炸實驗管道(1)、分別與爆炸實驗管道(1)相通的配氣系統(3)和粉體噴灑系統(4)、對通入爆炸實驗管道(1)內的可燃性氣體或粉塵進行點火的點火系統(2)、數據測試採集系統和與所述數據測試採集系統相接的上位機(5)；所述數據測試採集系統包括布設在爆炸實驗管道(1)上的傳感器組、分別對所述傳感器組所檢測信號進行放大調理的信號調理器和與所述信號調理器相接的動態數據採集分析系統(10)，所述動態數據採集分析系統(10)接上位機(5)；所述傳感器組包括實驗過程中分別對爆炸實驗管道(1)內部的溫度、壓力和火焰傳播速度進行實時檢測的溫度傳感器(6)、壓力傳感器(7)和紫外火焰探測器(8)；所述配氣系統(3)包括空壓機、真空泵和高壓氣瓶，所述空壓機、真空泵和高壓氣瓶與爆炸實驗管道(1)之間均通過管路相連；所述爆炸實驗管道(1)上對應設置有排氣口(1-1)、供粉體噴灑系統(4)安裝的粉塵及抑爆劑噴灑接口(1-2)、配氣均混導流管(1-8)以及供所述空壓機和真空泵安裝的空壓機接口(1-3)和真空泵接(1-4)，所述高壓氣瓶通過多組分可燃性混合氣體配氣管路(1-5)與所述配氣均混導流管(1-8)相接。
2. 按照權利要求l所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測 試裝置，其特徵在於所述爆炸實驗管道(l)由多段管道依次密封連接 組成。
3. 按照權利要求l或2所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特 性測試裝置，其特徵在於所述多組分可燃性混合氣體配氣管路(1-5) 上開有多個不同高度且分別供不同密度的氣體通入的進氣口。
4. 按照權利要求l或2所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特 性測試裝置，其特徵在於所述溫度傳感器(6)、壓力傳感器(7)和紫 外火焰探測器(8)的數量均為多個，且三者均均勻布設在爆炸實驗管道(1)上。
5. 按照權利要求2所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測 試裝置，其特徵在於所述多段管道中相鄰兩段管道間通過法蘭進行連接， 且各法蘭連接處均釆用透鏡墊進行密封。
6. 按照權利要求l或2所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特 性測試裝置，其特徵在於所述爆炸實驗管道(1)上設置有一個或多個 備用接口 (1-6)。
7. 按照權利要求l或2所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特 性測試裝置，其特徵在於所述點火系統(2)包括高能點火器和與所述 高能點火器相接的點火電極(2-1),點火電極(2-1)安裝在爆炸實驗管 道(1)上。
8. 按照權利要求l或2所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特 性測試裝置，其特徵在於所述配氣系統(3)還包括高精度數字真空壓 力計和壓力表，爆炸實驗管道(1)上對應設置有供所述高精度數字真空 壓力計和壓力表安裝的高精度數字真空壓力計和壓力表接口 (1-9)。
9. 按照權利要求l或2所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特 性測試裝置，其特徵在於所述爆炸實驗管道(1)通過固定支架(l-7) 進行支撐固定，且爆炸實驗管道(1)為水平向管道；所述配氣均混導流管(1-8 )從左至右貫穿於整個爆炸實驗管道(1 ), 且其上連續開有多個不同孔徑的出氣孔。
10. 按照權利要求9所述的可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性 測試裝置，其特徵在於所述粉塵及抑爆劑噴灑接口 (l-2)和配氣均混 導流管(1-8)均設置在爆炸實驗管道(1)左端部，所述排氣口 (1-1) 設置在爆炸實驗管道(1)右端部。
專利摘要本實用新型公開了一種可燃性氣體、粉塵爆炸、傳播及抑爆特性測試裝置，包括爆炸實驗管道、分別與爆炸實驗管道相通的配氣系統和粉體噴灑系統、對通入爆炸實驗管道內的可燃性氣體或粉塵進行點火的點火系統、數據測試採集系統和與所述數據測試採集系統相接的上位機；所述數據測試採集系統包括布設在爆炸實驗管道上的傳感器組、信號調理器和動態數據採集分析系統。本實用新型設計合理、操作使用簡便且測試功能多、測試效果好，能有效解決現有實驗裝置所存在的多種實際問題。
文檔編號G01N25/54GK201413302SQ200920033498
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月10日 優先權日2009年6月10日
發明者虎 文, 華 王, 程方明, 羅振敏, 葛嶺梅, 軍 鄧 申請人:西安科技大學