氣體爆炸極限與阻火演示測試裝置的製作方法
2023-05-13 13:21:46 1
專利名稱：氣體爆炸極限與阻火演示測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種可燃氣體爆炸濃度極限與阻火材料隔爆、阻火性能的演示測試裝置。
在現有技術中，可燃氣體爆炸濃度極限及阻火材料的隔爆阻火測試是在靜態條件下，在兩個不同裝置上進行的。氣體爆炸濃度極限的測試裝置，有美國人H·F·Coward在1952年提出的美國礦山局型〔U·S·Bur.of Mines.Bull.，503(1953)〕、日本北川研究室型和中國天津消防研究所型(防火防爆工學，瀋陽航空學院，1985年)，後兩者是以美國礦山局型測試裝置為基礎發展起來的。其結構由充氣室、點火系統、抽真空系統、可燃氣供應系統和助燃氣供應系統組成。此類氣體爆炸極限測試裝置，測試精度相對較高，但直觀效果較差，測試工作複雜，且是在靜態條件下進行，與實際氣體流動的動態條件不相符。
阻火材料的阻火測試裝置，一般採用原理性的消焰距離與最大安全縫隙加以衡量。最大安全縫隙(根據IEC STANDARD Publicat－ion 79－1A 1975，國際電工委員會1975－1A號文件)適用於防爆設備設計使用，而消焰距離則難以反映生產裝置中使用的各種阻火裝置的實際阻火性能。
本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種具有動態的氣體爆炸濃度極限測試、阻火材料的隔爆、阻火性能測試的演示測試裝置。
本實用新型的特點是在常溫常壓下，採用動態連續供氣，正向激爆測試可燃氣體爆炸濃度極限和阻火材料隔爆性能，及管口點燃反向燃燒測量阻火材料阻火性能，並且具有直觀的聲、響和光形態。
本實用新型由演示測試管1、隔爆阻火系統2、混合器3、控制箱4、可燃氣供應系統5、助燃氣供應系統6、聲級計7七個部分組成。
圖1為本實用新型的系統布置圖。
演示測試管1由激爆管蓋18、激爆管19、火花塞20、穩壓板21、測試孔螺絲22、接箍23、傳爆管24、阻火測試器25、燃燒管26組成。激爆管蓋18與激爆管19用螺紋連接，激爆管19與傳爆管24通過接箍23螺紋連接在一起，穩壓板21安置在接箍23內、激爆管19和傳爆管24之間；傳爆管24與阻火測試器25、阻火測試器25與燃燒管26分別通過螺紋連接。激爆管蓋18的中心有螺紋園孔，用以和進氣管道螺紋連接。火花塞20有兩個，一個安裝在激爆管19的進氣口端部，離管口30mm－50mm處，進行正向點火，這是根據低能爆炸波端部剛性壁面反射導致反射爆壓成倍提高的原理，以增加激爆可靠性；另一個火花塞20安裝在燃燒管26出氣口端部，離管口30mm－50mm處，進行反向點火，利用混合氣體反向燃速大於管內可燃氣體正向流速的特點，形成由管口向管內反向燃燒。激爆管19、傳爆管24和燃燒管26均採用外徑76mm、內徑68mm的鍍鋅有縫鋼管或無縫鋼管制成，長度分別為300mm、200mm、500mm。在激爆管19、傳爆管24與燃燒管26上，兩個火花塞20之間，設置了七個測試螺絲孔，以測量各處溫度、爆速、流速，螺絲孔間間隔為100mm左右，不使用時，則用測試孔螺絲22密閉。穩壓板21為中心有一園孔的鋼片，厚10mm，孔徑為激爆管19內徑的1／2，可使激爆管19內的混合氣體在激爆後反應更完全。
圖2為阻火測試器25縱向剖面圖阻火測試器25由蓋、底與兩側四塊擋板29，兩端的端板27，觀察窗體32，觀察窗蓋31，阻火片30以及螺釘28組成。端板27為中心帶螺紋園孔的正方形鋼板，端板27有兩塊，分別用螺紋連接傳爆管24和燃燒管26，端板27厚15mm，長寬都為90mm。擋板29為內面均勻刻有阻火片槽的鋼板，厚10mm，四角用螺釘28固定在兩塊端板27上；形成長方形空腔，阻火片槽寬7mm，深5mm，有10個槽。蓋、兩側三塊擋板29上各有一園孔，作為觀察窗孔，距離傳爆管24出口30mm處，孔徑為20mm，觀察窗體32有三個，為中通園柱體，兩端刻有螺紋，柱體高10mm，與擋板29螺紋連接。觀察窗蓋31有三個，為帶螺紋中通的園形帽，與觀察窗體32螺紋連接，兩者中間安置一透明防爆玻璃。通過玻璃，可以觀察空腔內燃燒爆炸狀況。阻火片30由兩片阻火夾和一待測阻火材料如銅絲網或鋼絲網等組成。阻火夾為中間有園孔的方形鋼片，長寬都為95mm，園孔直徑68mm，兩片阻火夾夾住一待測鋼絲網或銅絲網，四角分別用螺釘28緊固，然後四周再用錫焊牢。阻火片30有多個。測試時，把阻火片30插在阻火測試器25中的阻火片槽中，當測試其他阻火材料時，則設置相應夾具。阻火測試器25長170mm，寬高都為110mm。
隔爆阻火系統2由隔爆阻火器15、三通16、堵頭17和止逆閥14及多段連接管組成。三通16有兩個，分別經連接管與激爆管蓋18和隔爆阻火器15螺紋連接。止逆閥14經連接管螺紋連接在2個三通16之間，堵頭有兩個，分別通過連接管螺紋連接在2個三通16的一端。與激爆管蓋18連接的三通16、堵頭17與演示測試管1在一直線上，止逆閥14和另一個三通16、堵頭17在一直線上，與演示測試管1軸線垂直。隔爆阻火系統2用以防止回火、回爆，確保測試安全。
控制箱4由壓力表33、控制裝置12組成。控制裝置12包括蓄電池、點火線圈、斷電器、點火開關以及控制定時器。控制裝置12控制火花塞20點火的時間或點火間隔時間長短，可以手控也可以自控。
可燃氣供應系統5按連接順序由可燃氣源8、減壓閥9、流量計11、阻火器13、止逆閥14經連接管連接而成。
助燃氣供應系統6按連接順序由助燃氣源10、(或空氣壓縮機)、流量計11、阻火器13、止逆閥14經連接管連接而成。
可燃氣供應系統5和助燃氣供應系統6分別經連接管與混合器3相連。
聲級計7採用常規型號，設置在演示測試管1管口垂直平面側方3m處，測量爆炸產物噴出管口時的噪聲等級，這可以反映可燃 氣體爆炸的上下限及在上下限範圍內，可燃氣體與助燃氣體不同混合比時的爆炸強度。
本實用新型的演示測試管1中，火花塞的安置位置合理，且選用了兩個火花塞，以及激爆管、穩壓板、傳爆管、阻火測試器、燃燒管的長度比、內徑比等參數選擇適當，在工作過程中，混合氣體反應穩定，化學反應更完全，可以提高測試精度，也可以降低可燃氣的消耗；並且在裝置中安裝隔爆阻火系統、止逆閥和阻火器，嚴格保證工作過程的安全。本實用新型可以作為可燃氣體的爆炸極限和爆炸強度的測試裝置，作為隔爆、阻火材料的隔爆性能、阻火性能的測試裝置，還可以用作氣體爆炸極限、隔爆、阻火測試的教學演示裝置。
本實用新型的演示測試管1，根據需要，其激爆管19、傳爆管24、燃燒管26長度分別設計為300mm、200mm、500mm，均採用外徑為76mm、內徑為68mm的鍍鋅有縫鋼管；阻火測試器25長設計為170mm、寬、高都分別為110mm，阻火材料選用50目、80目、200目的鋼絲網和銅絲網。其餘組成系統的部件則採用常規元器件。本實用新型所述結構工作時，可燃氣供應系統5和助燃氣供應系統6連續輸出可燃氣和助燃氣，通過連接管進入混合器3，流量計11則可控制兩種氣體的比例；混合器3中混合氣體經連接管，通過隔爆阻火系統2，爾後進入演示測試管1，火花塞20正向點火激爆，聲級計7可以測量可燃氣體爆炸極限、反映爆炸上下極限範圍內可燃氣體及助燃氣體不同混合比時的爆炸強度；在阻火測試器25內插入阻火片30，正向點火激爆，可以測試阻火材料的隔爆性能，通過觀察窗和聲級計7則可以觀察隔爆阻火材料的隔爆狀態和測量氣體爆炸強度；在阻火測試器25中插入阻火片30，反向點火燃燒，可以測試阻火材料的阻火性能，通過觀察窗則可以觀察阻火狀態。
權利要求1.一種氣體爆炸極限與阻火演示測試裝置，包括混合器3、控制箱4、可燃氣供應系統5、助燃氣供應系統6，控制箱4由壓力表33、控制裝置12組成；可燃氣供應系統5包括可燃氣源8、減壓閥9、流量計11；助燃氣供應系統6包括助燃氣源10(或空氣壓縮機)、流量計11，其特徵是還包括演示測試管1、隔爆阻火系統2和聲級計7；可燃氣供應系統5還包括阻火器13、止逆閥14；助燃氣供應系統6還包括阻火器13、止逆閥14；演示測試管1由激爆管蓋18、激爆管19、火花塞20、穩壓板21、測試孔螺絲22、接箍23、傳爆管24、阻火測試器25、燃燒管26組成，激爆管蓋18與激爆管19螺紋連接，激爆管19與傳爆管24通過接箍23螺紋連接在一起，穩壓板21安置在接箍23內、激爆管19和傳爆管24之間，傳爆管24與阻火測試器25、阻火測試器25與燃燒管26螺紋連接，激爆管蓋18通過連接管與三通16螺紋相連，兩個火花塞20分別安裝在激爆管19和燃燒管26上；隔爆阻火系統2由隔爆阻火器15、三通16、止逆閥14、堵頭17組成，三通16有兩個，分別經連接管與激爆管蓋18和隔爆阻火器15螺紋連接；止逆閥14經連接管螺紋連接在兩個三通16之間；堵頭17有兩個，通過連接管分別螺紋連接在兩個三通16的一端；與激爆管蓋18連接的三通16、堵頭17與演示測試管1在一直線上；止逆閥14、另一個三通16和堵頭17相連在一直線上，並與演示測試管1軸線垂直；隔爆阻火器15通過連接管與混合器3螺紋連接；聲級計7設置在演示測試管1管口垂直平面側方3m處；阻火測試器25由蓋、底與兩側四塊擋板29、兩塊端板27、觀察窗體32、觀察窗蓋31、阻火片30、螺釘28組成，端板27置於兩端分別螺紋連接傳爆管24和燃燒管26，蓋、底及兩側擋板29用螺釘28固定在兩塊端板27上，在蓋、兩側三塊擋板29上各有一個園孔，觀察窗體32螺紋連接在擋板29的園孔上，觀察窗蓋31與觀察窗體32螺紋連接，阻火片30為兩個阻火夾夾住一待測鋼絲網，四角分別用螺釘28緊固，然後再用錫焊牢，阻火片30可插在阻火測試器25內的阻火片槽中。
2.根據權利要求1所述的氣體爆炸極限與阻火演示測試裝置，其特徵是火花塞20有兩個，一個安裝在激爆管19的進氣口端部，離管口30mm－50mm處，一個安置在燃燒管26出氣口端部，離管口30mm－50mm處，穩壓板21為中心有一園孔的鋼片，園孔直徑為激爆管19內徑的1／2；擋板29為內面均勻刻有10個阻火片槽的鋼板，厚10mm，阻火片槽寬7mm，槽深5mm。
3.根據權利要求1或2所述的氣體爆炸極限與阻火演示測試裝置，其特徵是激爆管19、傳爆管24、燃燒管26均採用外徑76mm、內徑為68mm的鍍鋅有縫鋼管或無縫鋼管，長度分別為300mm、200mm、500mm，阻火測試器25長170mm，寬、高都為110mm。
專利摘要本實用新型是一種在常溫常壓下，測定氣體爆炸極限和阻火材料隔爆，阻火性能的演示測試裝置，它採用向演示測試管連續供氣，正向點火激爆，測試氣體爆炸極限及阻火材料隔爆性能，反向點火燃燒，測定阻火材料阻火性能；聲級計可以測定可燃氣體與助燃氣體在爆炸上下極限內不同混合比時的爆炸強度。演示測試管上安置觀察窗，可以觀察到爆炸阻火測試時的狀態，效果直觀，而且設置隔火阻火系統，可以防止回火、回爆，確保安全性。
文檔編號G01D21/02GK2062825SQ8921762
公開日1990年9月26日 申請日期1989年9月25日 優先權日1989年9月25日
發明者陳燦昌, 魏伴雲, 孫國才, 劉若民, 陳愛平, 周勁松 申請人:中國地質大學(武漢)