CN105806880A - 粉尘云着火温度测试装置及确定粉尘云着火温度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉尘云着火温度测试装置，包括加热炉，加热炉内设有带石英盖的石英管，所述石英管通过连接管与粉室连接，粉室通过单向电磁阀与储气罐连接，储气罐通过闸阀与第一泵连接，第一泵通过橡胶管分别与带有流量表的氧气源和带有流量表的氮气源连接；连接管上设有第二泵和第一测压计；所述储气罐上设有第二测压计；石英盖上设有泄压口。本发明还公开了一种确定粉尘云着火温度的方法。本发明可测定不同氧浓度和压力下粉尘云的着火温度。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘云着火温度试验领域，具体涉及一种粉尘云着火温度测试装置及确定粉尘云着火温度的方法。
背景技术
粉尘云着火是空气中粉尘云发生爆炸的初始现象。工业生产中常伴随大量的粉尘的产生，并且大多以粉尘云的形式存在。在温度较高或干燥的空间内，粉尘云遇到明火或热源极易发生燃烧爆炸，导致人身伤亡以及财产损失。粉尘云最低着火温度是粉尘爆炸中的一个非常重要的特性参数，是对粉尘爆炸敏感度进行评价的重要指标，是选择防爆电器设备及生产工具的重要依据。粉尘爆炸的一个前提条件是燃烧，即要达到粉尘云的着火温度，否则燃烧不起来，粉尘爆炸自然也不会发生了。
国家标准GB/T16429-1996中介绍了粉尘云最低着火温度测定装置及测定方法，但是该国标中的相关装置及方法仅能测试空气气氛下和常压下的粉尘云着火温度，并不适用于焦炉等低氧浓度和微负压下特定工况的煤粉尘云的着火温度测试。因此，我们迫切需要一种能在不同氧浓度和压力下进行粉尘云着火温度试验的装置和方法，以确保生命和财产的安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉尘云着火温度测试装置及确定粉尘云着火温度的方法，该装置和方法可测定不同氧浓度和压力下粉尘云的着火温度。
本发明所采用的技术方案是：
一种粉尘云着火温度测试装置，包括加热炉，加热炉内设有带石英盖的石英管，所述石英管通过连接管与粉室连接，粉室通过单向电磁阀与储气罐连接，储气罐通过闸阀与第一泵连接，第一泵通过橡胶管分别与带有流量表的氧气源和带有流量表的氮气源连接；
所述连接管上设有第二泵和第一测压计；所述储气罐上设有第二测压计；
所述石英盖上设有泄压口。
更进一步的方案是，所述粉室的两侧设有挡板，第一挡板置于连接管与粉室的连接处，第二挡板置于粉室与单向电磁阀之间。
本发明还提供一种采用上述粉尘云着火温度测试装置进行确定粉尘云着火温度的方法，包括如下步骤：
1)、加热炉对石英管加热至预定温度；
2)、关闭单向电磁阀，称取质量为m的粉尘放入粉室；
3)、将带泄压口的石英盖盖在石英管上，第二泵将石英管抽成负压；
4)、打开闸阀，以及氧气源和氮气源的开关，第一泵抽取预定氧浓度的气体到储气罐，并加压；加压到第一预定压力后，关闭闸阀、氧气源开关、氮气源开关；
5)、打开单向电磁阀，储气罐加压气体迅速将粉尘喷到加热炉内的石英管内；
6)、通过石英盖观察粉尘云是否着火；
7)、如果粉尘云着火，降低加热炉炉温直至不着火，得出粉尘云在预定压力、预定氧浓度下的最低着火温度。
更进一步的方案是，步骤3)中，所述负压为-30～-100Pa；步骤4)中，所述第一预定压力为10～500Pa；步骤4)中，所述预定氧浓度为0-21％；步骤7)中，所述预定压力为-50～200Pa。
本发明的有益效果在于：
本发明能准确测定不同氧浓度、不同压力下粉尘云的着火温度，对于非常规条件下某些工艺工程的安全性研究有很好的参考价值；
采用第二泵将石英管抽成负压，便于粉尘的喷入；采用第一泵将氧气和氮气泵入储气罐，并使储气罐内的气体具有一定气压，便于将粉室内的粉尘喷入石英管；通过流量表实时监控进入储气罐的氧气量和氮气量，以准确控制氧气的体积浓度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明粉尘云着火温度测试装置的结构示意图。
其中：1、加热炉，2、石英管，3、石英盖，4、泄压口，5、连接管，6、第二泵，7、第一测压计，8、粉室，9、单向电磁阀，10、储气罐，11、闸阀，12、橡胶管，13、流量表，14、氮气源，15、氧气源，16、第一泵，17、第二测压计。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种粉尘云着火温度测试装置，包括加热炉1，加热炉1内设有带石英盖3的石英管2，石英盖3上设有泄压口4，石英管2通过连接管5与粉室8连接，连接管5上设有第二泵6和第一测压计7；粉室8通过单向电磁阀9与储气罐10连接，储气罐10上设有第二测压计17；储气罐10通过闸阀11与第一泵16连接，第一泵16通过橡胶管12分别与带有流量表13的氧气源15和带有流量表13的氮气源14连接。
采用上述粉尘云着火温度测试装置进行确定粉尘云着火温度的方法，包括如下步骤：
1)、加热炉1对石英管2加热至预定温度；
2)、关闭单向电磁阀9，称取质量为m的粉尘放入粉室8；
3)、将带泄压口4的石英盖3盖在石英管2上，第二泵6将石英管2抽成负压；
4)、打开闸阀11，以及氧气源15和氮气源14的开关，第一泵16抽取预定氧浓度的气体到储气罐10，并加压；加压到第一预定压力后，关闭闸阀11、氧气源15开关、氮气源14开关；
5)、打开单向电磁阀9，储气罐10加压气体迅速将粉室8内的粉尘喷到加热炉1内的石英管2内；
6)、通过石英盖3观察粉尘云是否着火；
7)、如果粉尘云着火，降低加热炉1炉温直至不着火；如果粉尘云不着火，加热炉1对石英管2进行加热，直至粉尘云着火；记录粉尘云在预定压力、预定氧浓度下的最低着火温度。
本发明中，步骤3)中，所述负压为-30～-100Pa；步骤4)中，所述第一预定压力为10～500Pa；步骤4)中，所述预定氧浓度为0-21vt％；步骤7)中，所述预定压力为-50～200Pa。
实施例1
1)加热炉1对石英管2加热到700℃；
2)关上单向电磁阀9，称取0.2g煤粉放入粉室8；
3)盖上石英管2的带有泄压口4的石英盖3，用第二泵6抽到负压-100Pa；
4)打开闸阀11、氧气源15、氮气源14，调节氧气和氮气流量，用第一泵16抽氧浓度18％的气体加压500Pa到储气罐10；
5)关闭闸阀11、第一泵16、氧气源15、氮气源14；
6)打开单向电磁阀9，储气罐10加压气体迅速将粉室8内煤粉喷到石英管2内，通过石英盖3观察煤粉着火情况；
7)降低炉温，直至煤粉不着火，得到在氧浓度18％和200Pa压力下煤粉的着火温度区间为640～650℃。
实施例2：
1)加热炉1对石英管2加热到650℃；
2)关上单向电磁阀9，称取0.2g煤粉放入粉室8；
3)盖上石英管2的带有泄压口4的石英盖3，用第二泵6抽到负压-100Pa；
4)打开闸阀11、氧气源15、氮气源14，调节氧气和氮气流量，用第一泵16抽氧浓度21％的气体加压20Pa到储气罐10；
5)关闭闸阀11、第一泵16、氧气源15、氮气源14；
6)打开单向电磁阀9，储气罐10加压气体迅速将粉室8内煤粉喷到石英管2内，通过石英盖3观察煤粉着火情况；
7)降低炉温，直至煤粉不着火，得到在氧浓度21％和-40Pa压力下煤粉的着火温度区间为580～590℃。
实施例3
1)加热炉1对石英管2加热到800℃；
2)关上单向电磁阀9，称取0.2g煤粉放入粉室8；
3)盖上石英管2的带有泄压口4的石英盖3，用第二泵6抽到负压-50Pa；
4)打开闸阀11、氧气源15、氮气源14，调节氧气和氮气流量，用第一泵16抽氧浓度21％的气体加压250Pa到储气罐10；
5)关闭闸阀11、第一泵16、氧气源15、氮气源14；
6)打开单向电磁阀9，储气罐10加压气体迅速将粉室8内煤粉喷到石英管2内，通过石英盖3观察煤粉着火情况；
7)降低炉温，直至煤粉不着火，得到在氧浓度16％和100Pa压力下粉尘云的着火温度区间为730～740℃。
本发明中，氧浓度为氧气的体积浓度。
通过第一泵16、第二泵6、第一测压计7、第二测压计17精确控制石英管2的压力，通过流量表13控制进入储气罐10的氧气量和氮气量，以精确控制氧浓度。通过泄压口4进行泄压。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种粉尘云着火温度测试装置，其特征在于：包括加热炉，加热炉内设有带石英盖的石英管，所述石英管通过连接管与粉室连接，粉室通过单向电磁阀与储气罐连接，储气罐通过闸阀与第一泵连接，第一泵通过橡胶管分别与带有流量表的氧气源和带有流量表的氮气源连接；
所述连接管上设有第二泵和第一测压计；所述储气罐上设有第二测压计；
所述石英盖上设有泄压口。
2.一种采用权利要求1所述的粉尘云着火温度测试装置进行确定粉尘云着火温度的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)、加热炉对石英管加热至预定温度；
2)、关闭单向电磁阀，称取质量为m的粉尘放入粉室；
3)、将带泄压口的石英盖盖在石英管上，第二泵将石英管抽成负压；
4)、打开闸阀，以及氧气源和氮气源的开关，第一泵抽取预定氧浓度的气体到储气罐，并加压；加压到第一预定压力后，关闭闸阀、氧气源开关、氮气源开关；
5)、打开单向电磁阀，储气罐加压气体迅速将粉尘喷到加热炉内的石英管内；
6)、通过石英盖观察粉尘云是否着火；
7)、如果粉尘云着火，降低加热炉炉温直至不着火，得出粉尘云在预定压力、预定氧浓度下的最低着火温度。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：
步骤3)中，所述负压为-30～-100Pa；
步骤4)中，所述第一预定压力为10～500Pa；
步骤4)中，所述预定氧浓度为0-21％；
步骤7)中，所述预定压力为-50～200Pa。
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