CN104340410A - 一种固态气溶胶实验供粉装置及供粉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固态气溶胶实验供粉装置,包括混合池、进料管道和积粉罩;所述的混合池内部设置机械搅拌器,用于使不同物料混合均匀,周围设置震动装置,所述混合池底部为锥形漏斗结构,与进料管道中部连通。本发明的固态气溶胶实验供粉装置可配合杯燃烧器使用,可对粉体进行预处理,且可模拟粉体团聚对灭火效果的影响。分析其灭火机理,可为探寻预防粉体团聚的方法,发展相关灭火试剂提供理论支撑。
Description
技术领域
本发明属于安全工程测试技术领域,具体涉及灾害燃烧的实验测试装置。
背景技术
固态气溶胶灭火剂是由大量固体颗粒组成,粒子间具有较强的相互作用的气固混合灭火体系。具有灭火效率高、对环境无污染、原材料易得等优点。是哈龙灭火剂较为优越的替代灭火剂,近年来受到各界广泛重视。
在灭火过程中,固态气溶胶灭火剂的灭火机理包括:隔绝氧气、冷却、化学抑制等。目前用于测定固态气溶胶灭火过程的装置主要为杯燃烧器装置。这类装置可用于测定灭火剂灭火浓度、灭火时间等参数,如:陈涛等人发表的论文(基于cup-burner的超细粉体灭火性能研究, 2012中国消防协会科学技术年会论文集(上),287-291)中介绍了一种超细粉体灭火浓度测试装置,该装置采用计量螺杆进料,可测定不同空气流速对最大粒径为30μm的超细磷酸二氢铵的临界灭火浓度。美国国家标准技术研究院(NIST)(National Institute of Standards and Technology)Hamins等人发表的论文(Flame extinction by sodium bicarbonate powder in a cup burner. in Symposium (International) on Combustion. 1998:2357-2864)中介绍了一种测试不同超细粉体灭火剂灭火效果的实验置,该装置可以监测实验过程中粉体粒径及分布,测定粉体灭火浓度和灭火时间。此类实验装置可用于测定已准备好的粉体的灭火性能,需配置额外的粉体制备系统对粉体进行处理,且无法模拟粉体静置团聚后,对灭火效果的影响。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供了一种固态气溶胶实验供粉装置,包括混合池、进料管道和积粉罩;所述的混合池内部设置机械搅拌器,用于使不同物料混合均匀,周围设置震动装置,所述混合池底部为锥形漏斗结构,与进料管道中部连通。
进一步的,所述混合池顶部设置盖板,盖板中部设有孔,便于机械搅拌器的连接杆穿过。
进一步的,所述漏斗结构顶部边缘与上部之间设置可抽插隔板。
进一步的,所述漏斗结构底部为柔性连接部,与进料管道中部连通。
进一步的,所述进料管道包括套管和进料螺杆,进料螺杆与旋转电机相连,可控制其转速,以定量控制及改变固态气溶胶投放量。
进一步的,所述进料管道未连接旋转电机的一端连接积粉罩,积粉罩为倒形漏斗形状,内部设置整流网,整流网为向上弯的弧形结构,顶部连接空气供给管道。
进一步的,所述整流网网孔尺寸为300目。
本发明还提供了一种固态气溶胶实验供粉方法,包括如下步骤:
将粒径为1-10μm的碳酸氢钠粉体100g、分析纯的硬脂酸镁2g、白炭黑1g放置于混合池内,盖上盖板,打开机械搅拌器搅拌20min,转速60rad/min;
开启震动装置,振幅和频率分别为2mm和50赫兹,震动1h,静置24h;
静置后取5g混合池内粉体,测定粒径,并采用电镜观察其颗粒形貌;
将固态气溶胶实验供粉装置放置于杯形燃烧器上方,空气供给管道内空气流速为3m/s,进料螺杆转速50rad/min,测定震动及静置一定时间后粉体的临界灭火浓度,结合粉体粒度测试结果。
进一步的,所述机械搅拌器搅拌20min,转速130rad/min,震动装置振幅和频率分别为4mm和60赫兹,震动3h,静置48h;然后取出5g粉体,测定粒径和形貌;可分析搅拌转速增大,震动振幅和频率增大,放置时间延长后粉体临界灭火浓度及其灭火机理。
进一步的,将混合池内碳酸氢钠粉体替换为碳酸氢钾粉体。
本发明的固态气溶胶实验供粉装置可配合杯燃烧器使用,可对粉体进行预处理,且可模拟粉体团聚对灭火效果的影响。分析其灭火机理,可为探寻预防粉体团聚的方法,发展相关灭火试剂提供理论支撑。
附图说明
图1是本发明的固态气溶胶实验供粉装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示,本发明的固态气溶胶实验供粉装置,包括混合池11、进料管道2和积粉罩15;所述的混合池11采用厚度为1mm不锈钢材料制作,内径为20cm,内部设置机械搅拌器9,用于使不同物料混合均匀,周围设置震动装置8,采用电磁震动器,混合池顶部设置盖板10,盖板10亦为1mm厚的不锈钢材料制作,中部有直径为3mm的孔17,便于机械搅拌器9的连接杆16穿过,混合池11底部为锥形漏斗结构12,漏斗结构12顶部边缘与上部之间设置可抽插隔板7,漏斗结构12底部为柔性连接部6,与进料管道2中部连通,进料管道2包括套管3和进料螺杆5,套管3采用厚度为1mm的不锈钢制作,内径为3cm,长度为15cm,进料螺杆5长度18cm,外径为2.9cm,进料螺杆5与旋转电机4相连,可控制其转速,以定量控制及改变固态气溶胶投放量;进料管道2未连接旋转电机4的一端连接积粉罩15,积粉罩15为倒形漏斗形状,底部内径为20cm,底部垂直部分高度为20cm,距离底部10cm处设置整流网1,整流网1为向上弯的弧形结构,采用直径为0.1mm的钢丝制作,整流网1网孔尺寸为300目,使下落的粉体分散均匀,积粉罩15漏斗上部长度为20cm,内径为3mm,顶部连接空气供给管道13,用于带动固态气溶胶降落,防止粒径较小的粉体聚集于燃烧筒上部,积粉罩15采用厚度为3mm的耐火玻璃制作;
本发明装置使用时,将粒径为1-10μm的碳酸氢钠粉体100g、分析纯的硬脂酸镁2g、白炭黑1g放置于混合池11内,盖上盖板10,打开机械搅拌器9搅拌20min,转速60rad/min,然后开启震动装置8,振幅和频率分别为2mm和50赫兹,震动1h,静置24h;静置后取5g混合池11内粉体,测定粒径,并采用电镜观察其颗粒形貌;将本装置放置于杯形燃烧器上方,空气供给管道13内空气流速为3m/s,进料螺杆转速50rad/min,测定震动及静置一定时间后粉体的临界灭火浓度,结合粉体粒度测试结果,可分析震动条件对超细分析粒度的影响,并可研究震动及静置时间造成粉体粒度改变后其灭火机理。
实施例2
本实施例中,机械搅拌器9搅拌20min,转速130rad/min,震动装置8振幅和频率分别为4mm和60赫兹,震动3h,静置48h;然后取出5g粉体,测定粒径和形貌,其他设置与实施例1相同;可分析搅拌转速增大,震动振幅和频率增大,放置时间延长后粉体临界灭火浓度及其灭火机理。
实施例3
本实施例中,将混合池11内粉体换为碳酸氢钾粉体,其他设置与实施例1相同;本实施例可模拟碳酸氢钾粉体的灭火效果,粉体震动及静置对碳酸氢钾粉体形貌及灭火机理的影响。
Claims (10)
1.一种固态气溶胶实验供粉装置,包括混合池(11)、进料管道(2)和积粉罩(15);其特征在于:所述的混合池(11)内部设置机械搅拌器(9),用于使不同物料混合均匀,周围设置震动装置(8),所述混合池(11)底部为锥形漏斗结构(12),与进料管道(2)中部连通。
2.如权利要求1所述的固态气溶胶实验供粉装置,其特征在于:所述混合池(11)顶部设置盖板(10),盖板(10)中部设有孔(17),便于机械搅拌器(9)的连接杆(16)穿过。
3.如权利要求1所述的固态气溶胶实验供粉装置,其特征在于:所述漏斗结构(12)顶部边缘与上部之间设置可抽插隔板(7)。
4.如权利要求1所述的固态气溶胶实验供粉装置,其特征在于:所述漏斗结构(12)底部为柔性连接部(6),与进料管道(2)中部连通。
5.如权利要求1所述的固态气溶胶实验供粉装置,其特征在于:所述进料管道(2)包括套管(3)和进料螺杆(5),进料螺杆(5)与旋转电机(4)相连,可控制其转速,以定量控制及改变固态气溶胶投放量。
6.如权利要求5所述的固态气溶胶实验供粉装置,其特征在于:所述进料管道(2)未连接旋转电机(4)的一端连接积粉罩(15),积粉罩(15)为倒形漏斗形状,内部设置整流网(1),整流网(1)为向上弯的弧形结构,顶部连接空气供给管道(13)。
7.如权利要求1所述的固态气溶胶实验供粉装置,其特征在于:所述整流网(1)网孔尺寸为300目。
8.一种固态气溶胶实验供粉方法,包括如下步骤:
将粒径为1-10μm的碳酸氢钠粉体100g、分析纯的硬脂酸镁2g、白炭黑1g放置于混合池(11)内,盖上盖板(10),打开机械搅拌器(9)搅拌20min,转速60rad/min;
开启震动装置(8),振幅和频率分别为2mm和50赫兹,震动1h,静置24h;
静置后取5g混合池(11)内粉体,测定粒径,并采用电镜观察其颗粒形貌;
将权利要求1-7之一的固态气溶胶实验供粉装置放置于杯形燃烧器上方,空气供给管道(13)内空气流速为3m/s,进料螺杆转速50rad/min,测定震动及静置一定时间后粉体的临界灭火浓度,结合粉体粒度测试结果。
9.如权利要求1所述的固态气溶胶实验供粉方法,其特征在于:所述机械搅拌器(9)搅拌20min,转速130rad/min,震动装置(8)振幅和频率分别为4mm和60赫兹,震动3h,静置48h;然后取出5g粉体,测定粒径和形貌;可分析搅拌转速增大,震动振幅和频率增大,放置时间延长后粉体临界灭火浓度及其灭火机理。
10.如权利要求1所述的固态气溶胶实验供粉装置,其特征在于:将混合池(11)内碳酸氢钠粉体替换为碳酸氢钾粉体。
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