CN101576521B - 可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置 - Google Patents

可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，包括爆炸实验管道、分别与爆炸实验管道相通的配气系统和粉体喷洒系统、对通入爆炸实验管道内的可燃性气体或粉尘进行点火的点火系统、数据测试采集系统和与所述数据测试采集系统相接的上位机；所述数据测试采集系统包括布设在爆炸实验管道上的传感器组、信号调理器和动态数据采集分析系统。本发明设计合理、操作使用简便且测试功能多、测试效果好，能有效解决现有实验装置所存在的多种实际问题。

Description

可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置
技术领域
本发明属于可燃性气体或粉尘爆炸、传播特性及抑爆特性技术领域，尤其是涉及一种可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置。
背景技术
目前，对可燃性气体或粉尘爆炸、传播特性及抑爆特性的测定，主要存在以下技术难题：第一、现有的实验装置主要对爆炸极限和爆炸过程中的爆炸压力曲线进行测定，而对爆炸过程中的温度和火焰传播速度则无法较精确地测定。第二、现有的实验装置的承压能力都较小，一般仅能进行常温常压下的实验，无法完成高温、高压下爆炸过程中各类参数的测定。第三、同一种实验装置一般无法实现对可燃性气体或粉尘爆炸特性、传播特性及抑爆特性进行同时测定。第四、由于实验过程中，装置本身的气密性、配气的均匀性和精度是保证实验数据正确性的关键，亦是该类实验过程中的难点。另外，现有的实验装置一般无法进行变容积情况下的各类爆炸实验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其设计合理、操作使用简便且测试功能多、测试效果好，能有效解决现有实验装置所存在的多种实际问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其特征在于：包括爆炸实验管道、分别与爆炸实验管道相通的配气系统和粉体喷洒系统、对通入爆炸实验管道内的可燃性气体或粉尘进行点火的点火系统、数据测试采集系统和与所述数据测试采集系统相接的上位机；所述数据测试采集系统包括布设在爆炸实验管道上的传感器组、分别对所述传感器组所检测信号进行放大调理的信号调理器和与所述信号调理器相接的动态数据采集分析系统，所述动态数据采集分析系统接上位机；所述传感器组包括实验过程中分别对爆炸实验管道内部的温度、压力和火焰传播速度进行实时检测的温度传感器、压力传感器和紫外火焰探测器；所述配气系统包括空压机、真空泵和高压气瓶，所述空压机、真空泵和高压气瓶与爆炸实验管道之间均通过管路相连；所述爆炸实验管道上对应设置有排气口、供粉体喷洒系统安装的粉尘及抑爆剂喷洒接口、配气均混导流管以及供所述空压机和真空泵安装的空压机接口和真空泵接口，所述高压气瓶通过多组分可燃性混合气体配气管路与所述配气均混导流管相接。
所述爆炸实验管道由多段管道依次密封连接组成。
所述多组分可燃性混合气体配气管路上开有多个不同高度且分别供不同密度的气体通入的进气口。
所述温度传感器、压力传感器和紫外火焰探测器的数量均为多个，且三者均均匀布设在爆炸实验管道上。
所述多段管道中相邻两段管道间通过法兰进行连接，且各法兰连接处均采用透镜垫进行密封。
所述爆炸实验管道上设置有一个或多个备用接口。
所述点火系统包括高能点火器和与所述高能点火器相接的点火电极，点火电极安装在爆炸实验管道上。
所述配气系统还包括高精度数字真空压力计和压力表，爆炸实验管道上对应设置有供所述高精度数字真空压力计和压力表安装的高精度数字真空压力计和压力表接口。
所述爆炸实验管道通过固定支架进行支撑固定，且爆炸实验管道为水平向管道；
所述配气均混导流管从左至右贯穿于整个爆炸实验管道，且其上连续开有多个不同孔径的出气孔。
所述粉尘及抑爆剂喷洒接口和配气均混导流管均设置在爆炸实验管道左端部，所述排气口设置在爆炸实验管道右端部。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1、能同时对可燃性气体或粉尘的爆炸极限、爆炸过程中的爆炸压力、爆炸温度及火焰传播速度等进行测定。2、不仅可配制常压和高压气样进行爆炸测试，也可在爆炸实验管道外部附加加热装置改变初始温度进行爆炸测试，设计承压能力为30MPa，因而能进行高温、高压下的气体或粉尘的各类爆炸实验；同时能进行抑爆环境下的爆炸测试，对抑爆剂的抑爆性能进行考察。3、能分别进行单元及多元可燃性气体、可燃性气体和粉尘或单元及多元粉尘的爆炸特性、爆炸传播特性及抑爆特性的同时测定，即通过同一实验装置完成可燃性气体或粉尘的爆炸特性、爆炸传播特性及抑爆特性的同时测定。4、本实验装置容积可调，可进行三种容积下的上述各类实验。5、有效解决了现有实验装置的气密性、配气的均匀性和精度等问题。综上所述，本发明设计合理、操作使用简便且测试功能多、测试效果好，能有效解决现有实验装置所存在的多种实际问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明爆炸实验管道的结构示意图。
附图标记说明：
1-爆炸实验管道；    1-1-排气口；        1-2-粉尘及抑爆剂喷
                                        洒接口；
1-3-空压机接口；    1-4-真空泵接口；    1-5-多组分可燃性混
                                        合气体配气管路；
1-6-备用接口；            1-7-固定支架；        1-8-配气均混导流管；
1-9-高精度数字真空压      2-点火系统；          2-1-点火电极；
力计和压力表接口；
3-配气系统；              4-粉体喷洒系统；      5-上位机；
6-温度传感器；            6-1-温度传感器一；    6-2-温度传感器二；
6-3-温度传感器三；        7-压力传感器；        7-1-压力传感器一；
7-2-压力传感器二；        7-3-压力传感器三；    8-紫外火焰探测器；
8-1-紫外火焰探测器一；    8-2-紫外火焰探测      8-3-紫外火焰探测器
                          器二；                三；
9-1-信号调理器一；        9-2-信号调理器二；    9-3-信号调理器三；
10-动态数据采集分析系
统。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括爆炸实验管道1、分别与爆炸实验管道1相通的配气系统3和粉体喷洒系统4、对通入爆炸实验管道1内的可燃性气体或粉尘进行点火的点火系统2、数据测试采集系统和与所述数据测试采集系统相接的上位机5。所述点火系统2包括高能点火器和与所述高能点火器相接的点火电极2-1，点火电极2-1安装在爆炸实验管道1上。所述爆炸实验管道1由多段管道依次密封连接组成，其为整个测试装置的主体部分。本实施例中，所述多段管道中相邻两段管道间通过法兰进行连接，且各法兰连接处均采用透镜垫进行密封。
所述数据测试采集系统包括布设在爆炸实验管道1上的传感器组、分别对所述传感器组所检测信号进行放大调理的信号调理器和与所述信号调理器相接的动态数据采集分析系统10，所述动态数据采集分析系统10接上位机5。所述传感器组包括实验过程中分别对爆炸实验管道1内部的温度、压力和火焰传播速度进行实时检测的温度传感器6、压力传感器7和紫外火焰探测器8。所述温度传感器6、压力传感器7和紫外火焰探测器8的数量均为多个，且三者均均匀布设在爆炸实验管道1上。本实施例中，温度传感器6、压力传感器7和紫外火焰探测器8的数量均为三个且分别设置在爆炸实验管道1的前部、中部和后部，具体为温度传感器一6-1、温度传感器二6-2和温度传感器三6-3，压力传感器一7-1、压力传感器二7-2和压力传感器三7-3，紫外火焰探测器一8-1、紫外火焰探测器二8-2和紫外火焰探测器三8-3。相应地，与温度传感器6、压力传感器7和紫外火焰探测器8相接的信号调理器分别为信号调理器一9-1、信号调理器二9-2和信号调理器三9-3。
所述配气系统3包括空压机、真空泵和高压气瓶，所述空压机、真空泵和高压气瓶与爆炸实验管道1之间均通过管路相连。
所述爆炸实验管道1上对应设置有排气口1-1、供粉体喷洒系统4安装的粉尘及抑爆剂喷洒接口1-2、配气均混导流管1-8以及供所述空压机和真空泵安装的空压机接口1-3和真空泵接口1-4，所述高压气瓶通过多组分可燃性混合气体配气管路1-5与所述配气均混导流管1-8相接，所述多组分可燃性混合气体配气管路1-5上开有多个不同高度且分别供不同密度的气体通入的进气口。本实施例中，所述配气系统3还包括高精度数字真空压力计和压力表，爆炸实验管道1上对应设置有供所述高精度数字真空压力计和压力表安装的高精度数字真空压力计和压力表接口1-9。另外，本实施例中，所述爆炸实验管道1上设置有一个或多个备用接口1-6。
本实施例中，所述爆炸实验管道1通过固定支架1-7进行支撑固定，且爆炸实验管道1为水平向管道；所述粉尘及抑爆剂喷洒接口1-2和配气均混导流管1-8均设置在爆炸实验管道1左端部，所述排气口1-1设置在爆炸实验管道1右端部，点火电极2-1安装在爆炸实验管道1的右端部中心处。所述配气均混导流管1-8从左至右贯穿于整个爆炸实验管道1，且其上连续开有多个不同孔径的出气孔，可使所配制的气样通过每个出气孔等流量均匀地进入爆炸实验管道1内部，确保各组分气样均匀分布在爆炸实验管道1的内部空间。
本发明的工作过程是：首先，结合配气系统3，利用分压法进行实验测试所需组分、浓度的可燃性混合气样的配制，配制过程中，用所述高精度数字真空压力计、压力表和高气密性配气管路确保配气精度。具体配气时，根据具体测试需要，将所需要的多种不同密度可燃性气体分别通过设置在多组分可燃性混合气体配气管路1-5上的多个不同高度的进气口进入配气管路，接着通过与多组分可燃性混合气体配气管路1-5相接的配气均混导流管1-8进入爆炸实验管道1内部，使得各组分气体均匀分布在爆炸实验管道1的内腔。综上，通过多组分可燃性混合气体配气管路1-5和配气均混导流管1-8能保证可燃性混合气样各组分的均匀混合。测试时，若需对粉尘爆炸进行测试时，则需将高压粉尘储罐联接至粉尘及抑爆剂喷洒接口1-2，即可实现爆炸性粉尘云的配制。
其次，可燃性混合气样配制完成后，开启点火系统2，通过点火电极2-1的高压电弧引爆可燃性气体或粉尘；同时，动态数据采集分析系统10将温度传感器6、压力传感器7和紫外火焰探测器8三类传感器实时所测试的数据采集、存储至上位机5，并通过上位机5绘制出各检测参数随时间变化的曲线。实验测试结束后，可反复通过所述空压机从空压机接口1-3处压入空气，驱使残余废气通过排气口1-1排出。
实验测试中，可配制常压和高压气样进行爆炸测试，也可在爆炸实验管道1外部附加加热装置改变初始温度进行爆炸测试。同时，可通过粉尘及抑爆剂喷洒接口1-2喷入抑爆剂(气体、水雾和粉体等)，进行抑爆环境下的爆炸测试，同样通过爆炸压力、温度和火焰传播速度等指标来表征抑爆效果，进而考察抑爆剂抑爆性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其特征在于：包括爆炸实验管道(1)、分别与爆炸实验管道(1)相通的配气系统(3)和粉体喷洒系统(4)、对通入爆炸实验管道(1)内的可燃性气体或粉尘进行点火的点火系统(2)、数据测试采集系统和与所述数据测试采集系统相接的上位机(5)；所述爆炸实验管道(1)由多段管道依次密封连接组成，所述多段管道中相邻两段管道间通过法兰进行连接，且各法兰连接处均采用透镜垫进行密封；所述数据测试采集系统包括布设在爆炸实验管道(1)上的传感器组、分别对所述传感器组所检测信号进行放大调理的信号调理器和与所述信号调理器相接的动态数据采集分析系统(10)，所述动态数据采集分析系统(10)接上位机(5)；所述传感器组包括实验过程中分别对爆炸实验管道(1)内部的温度、压力和火焰传播速度进行实时检测的温度传感器(6)、压力传感器(7)和紫外火焰探测器(8)；所述配气系统(3)包括空压机、真空泵和高压气瓶，所述空压机、真空泵和高压气瓶与爆炸实验管道(1)之间均通过管路相连；所述爆炸实验管道(1)上对应设置有排气口(1-1)、供粉体喷洒系统(4)安装的粉尘及抑爆剂喷洒接口(1-2)、配气均混导流管(1-8)以及供所述空压机和真空泵安装的空压机接口(1-3)和真空泵接口(1-4)，所述爆炸实验管道(1)为水平向管道，所述配气均混导流管(1-8)从左至右贯穿于整个爆炸实验管道(1)，且其上连续开有多个不同孔径的出气孔，所述高压气瓶通过多组分可燃性混合气体配气管路(1-5)与所述配气均混导流管(1-8)相接，所述多组分可燃性混合气体配气管路(1-5)上开有多个不同高度且分别供不同密度的气体通入的进气口。
2.按照权利要求1所述的可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其特征在于：所述温度传感器(6)、压力传感器(7)和紫外火焰探测器(8)的数量均为多个，且多个所述温度传感器(6)、压力传感器(7)和紫外火焰探测器(8)均均匀布设在爆炸实验管道(1)上。
3.按照权利要求1所述的可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其特征在于：所述爆炸实验管道(1)上设置有一个或多个备用接口(1-6)。
4.按照权利要求1所述的可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其特征在于：所述点火系统(2)包括高能点火器和与所述高能点火器相接的点火电极(2-1)，点火电极(2-1)安装在爆炸实验管道(1)上。
5.按照权利要求1所述的可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其特征在于：所述配气系统(3)还包括高精度数字真空压力计和压力表，爆炸实验管道(1)上对应设置有供所述高精度数字真空压力计和压力表安装的高精度数字真空压力计和压力表接口(1-9)。
6.按照权利要求1所述的可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其特征在于：所述爆炸实验管道(1)通过固定支架(1-7)进行支撑固定。
7.按照权利要求6所述的可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置，其特征在于：所述粉尘及抑爆剂喷洒接口(1-2)和配气均混导流管(1-8)均设置在爆炸实验管道(1)左端部，所述排气口(1-1)设置在爆炸实验管道(1)右端部。
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