CN105136855B - 一种粉尘燃爆测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉尘燃爆测试装置，它包括：石英管，所述石英管呈U字型结构，其由两个竖直管段以及连接在两个竖直管段底部的一个水平管段构成；与所述石英管其中一个竖直管段顶部管口相连的产尘室；与所述产尘室相固定、且其风叶伸入该产尘室内的产尘风机；开设于所述石英管上的打火电极插孔；插入所述打火电极插孔中的打火电极；与所述打火电极相连的打火控制系统；布置在所述竖直管段顶部管口与产尘室之间的双开自动门；以及控制所述双开自动门开启和关闭的自动门控制系统。本发明这种粉尘燃爆测试装置用于粉尘燃爆的测试中，具有平行测试准确性较好、便于清理、能够观察受限管道内粉尘燃爆压力波的传播情况，使用安全的优点。

Description

一种粉尘燃爆测试装置

技术领域

本发明涉及一种粉尘燃爆测试装置。

背景技术

气体在风机提供的动力下，在密闭空间内形成涡流。

粉尘爆炸是一类十分严重的事故，危害性极高，14年的昆山8.2粉尘爆炸又加强了人们对粉尘爆炸研究的迫切性，可燃性粉尘最小点火能的研究是研究粉尘爆炸的一项基本内容，目前现有的测试系统存在一些缺陷，一是在平行测试时，不能保证每次点火电极打火部位粉尘浓度的一致性；二是测试完毕后，粉尘难于清理，为此，展开了解决此问题的研究和改进。

粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的：第一步是悬浮或被扬起的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体或者粉尘表面被电离形成活性粒子；第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。

目前，尚未有利用机械动力来实现均匀浓度粉尘的测试装置。而且传统的粉尘燃爆测试装置存在精确度较差、不方便清理、使用不安全等问题。

发明内容

本发明目的是：为了解决现有技术中粉尘燃爆测试装置精确度较差、不方便清理、使用不安全的问题，提供一种新型结构的粉尘燃爆测试装置，该装置用于粉尘燃爆的测试中，具有平行测试准确性较好、便于清理、能够观察受限管道内粉尘燃爆压力波的传播情况，使用安全的优点。

本发明的技术方案是：所述的粉尘燃爆测试装置，包括：

石英管，所述石英管呈U字型结构，其由两个竖直管段以及连接在两个竖直管段底部的一个水平管段构成，

与所述石英管其中一个竖直管段顶部管口相连的产尘室，

与所述产尘室相固定、且其风叶伸入该产尘室内的产尘风机，

开设于所述石英管上的打火电极插孔，

插入所述打火电极插孔中的打火电极，

与所述打火电极相连的打火控制系统，

布置在所述竖直管段顶部管口与产尘室之间的双开自动门，以及

控制所述双开自动门开启和关闭的自动门控制系统。

本发明在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述水平管段与所述两个竖直管段的连接处带有清理孔，并在所述清理孔处设置有将清理孔封堵住的倾斜钢板。

所述水平管段与所述两个竖直管段可拆卸连接。

所述自动门控制系统由直流电机、单片机和H桥控制模块构成。

所述打火控制系统由继电器控制开关、滑动变阻器和电子脉冲点火器线路构成。

该粉尘燃爆测试装置还包括用于显示该装置工作状态的显示屏以及为该装置提供动力源的电池组。

本发明的优点是：

1、由产尘风机产生风压，将粉尘扬起，当其扬到一定高度时，由于产尘室暂时为密闭空间，产尘风机风叶的另一侧为负压，粉尘与空气混合形成的粉尘云再被吸回，而后又吹出扬起，形成循环，从而达到空间场内粉尘浓度均匀的目的，利用流体力学原理使爆炸时粉尘分布均匀。

2、石英管采用了U字型的多段式结构，从而增加了爆燃波的受限发展历程，可以安全的从外面较远距离清楚的观察和拍摄爆燃压力波在受限管道的传播发展情况，燃爆现象易于观察，并可避免高温燃烧造成的石英管内壁灼伤，降低试验成本，真正实现便于清理。

3、利用石英管为可拆卸连接的三个管段构成，而且三管段间的装配十分方便，让测试结束的清扫步骤和清扫完还原产品变得极其简单。

4、精密脉冲点火，火花能量精确，放电无延迟，可精确控制点火延迟时间以及粉尘分布均匀和其扩散度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中粉尘燃爆测试装置的俯视简图；

图2为本发明实施例中石英管部分的纵向剖面图；

其中：1-产尘风机，2-产尘室，3-双开自动门，4-石英管，5-打火电极插孔，6-倾斜钢板，7-直流电机，8-单片机，9-显示屏，10-H桥控制模块，11-滑动变阻器，12-风机控制电路，13-电子脉冲点火器线路，14-电池组，15-继电器控制开关。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

图1和图2示出了本发明这种粉尘燃爆测试装置的一个具体实施例，该装置包括：

石英管4，所述石英管4呈U字型结构，其由两个竖直管段以及连接在两个竖直管段底部的一个水平管段构成，为三段式结构；

与所述石英管4其中一个竖直管段顶部管口相连的产尘室2；

与所述产尘室2相固定、且其风叶伸入该产尘室内的产尘风机1，该产尘风机1受风机控制电路12控制，而且产尘风机1与产尘室2连接处并不密封，而是留有小孔，以便在下述双开自动门3打开的同时使粉尘下落；

开设于所述石英管4上的打火电极插孔5；

插入所述打火电极插孔5中的打火电极；

与所述打火电极相连的打火控制系统；

布置在所述竖直管段顶部管口与产尘室2之间的双开自动门3，以及

控制所述双开自动门3开启和关闭的自动门控制系统。

如图2所示，为了方便对石英管4进行清理，本例在所述水平管段与所述两个竖直管段的连接处设置有清理孔，并在所述清理孔处设置有将清理孔封堵住的倾斜钢板6。本例中，所述倾斜钢板6的倾斜角度为45度。而且所述水平管段与所述两个竖直管段可拆卸连接。

本例中，所述自动门控制系统由直流电机7、单片机8和H桥控制模块10构成，三者间的具体连接方式为本领域常规技术，在此不再赘述。

所述打火控制系统由继电器控制开关15、滑动变阻器11和电子脉冲点火器线路13构成，三者间的具体连接方式为本领域常规技术，在此不再赘述。

此外，该粉尘燃爆测试装置还包括用于显示该装置工作状态的显示屏9以及为该装置提供动力源的电池组14。

再结合图1和图2所示，先将本实施例这种粉尘燃爆测试装置的使用方法介绍如下：

具体应用时，连接好电池组14，在产尘室2中添加粉尘，装上产尘风机1，并用纸片盖住产尘风机1与产尘室2连接处的小孔，按下风机控制电路12中的风机开关，启动粉尘发生系统，由产尘风机1的风叶搅动粉尘形成粉尘云。按下本装置的开启按钮，使显示屏9显示open。系统运行，揭掉纸片，双开自动门3由直流电机7经单片机8、H桥控制模块10的控制而打开，粉尘落入石英管4中，在规定延时时间之后，单片机8、H桥控制模块10控制直流电机7关闭双开自动门3，使产尘室2与石英管4密封隔离，保护风机产尘系统。与此同时，打火电极在继电器控制开关15、滑动变阻器11的限流保护、以及电子脉冲点火器线路13的作用下在打火电极插孔5中打火，引燃粉尘。粉尘燃爆产生的火焰以及压力波由两块倾斜钢板6引导至另一侧泄出，系统关闭，测试结束。

本例中，由产尘风机1产生风压，将粉尘扬起，当其扬到一定高度时，由于产尘室2暂时为密闭空间，产尘风机1风叶的另一侧为负压，粉尘与空气混合形成的粉尘云再被吸回，而后又吹出扬起，形成循环，从而达到空间场内粉尘浓度均匀的目的。

本例中，石英管4采用了U字型的多段式结构，从而增加了爆燃波的受限发展历程，可以安全的从外面较远距离清楚的观察和拍摄爆燃压力波在受限管道的传播发展情况。

当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种粉尘燃爆测试装置，其特征在于该装置包括：

石英管(4)，所述石英管(4)呈U字型结构，其由两个竖直管段以及连接在两个竖直管段底部的一个水平管段构成，

与所述石英管(4)其中一个竖直管段顶部管口相连的产尘室(2)，

与所述产尘室(2)相固定、且其风叶伸入该产尘室内的产尘风机(1)，

开设于所述石英管(4)上的打火电极插孔(5)，

插入所述打火电极插孔(5)中的打火电极，

与所述打火电极相连的打火控制系统，

布置在所述竖直管段顶部管口与产尘室(2)之间的双开自动门(3)，以及

控制所述双开自动门(3)开启和关闭的自动门控制系统。

2.根据权利要求1所述的粉尘燃爆测试装置，其特征在于：所述水平管段与所述两个竖直管段的连接处带有清理孔，并在所述清理孔处设置有将清理孔封堵住的倾斜钢板(6)。

3.根据权利要求2所述的粉尘燃爆测试装置，其特征在于：所述水平管段与所述两个竖直管段可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的粉尘燃爆测试装置，其特征在于：所述自动门控制系统由直流电机(7)、单片机(8)和H桥控制模块(10)构成。

5.根据权利要求1所述的粉尘燃爆测试装置，其特征在于：所述打火控制系统由继电器控制开关(15)、滑动变阻器(11)和电子脉冲点火器线路(13)构成。

6.根据权利要求1所述的粉尘燃爆测试装置，其特征在于：该粉尘燃爆测试装置还包括用于显示该装置工作状态的显示屏(9)以及为该装置提供动力源的电池组(14)。