CN106841300A - 一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，包括粉尘爆炸反应观察管道、设置在粉尘爆炸反应观察管道一端的变频轴流风机、设置在粉尘爆炸反应观察管道另一端且与粉尘爆炸反应观察管道相连通的集尘器、位于变频轴流风机与集尘器之间且与粉尘爆炸反应观察管道相连通的粉尘输送单元、设置在粉尘爆炸反应观察管道上的点火检测控制单元、设置在集尘器底部的粉尘收集箱、与集尘器顶部相连通的净化空气管道、与净化空气管道相连通的尾气净化器以及电气控制器。与现有技术相比，本发明系统易于维护，适用于各种条件，具有携带方便、操作简单、爆炸显示效果好、性价比高等特点，可随时随地进行粉尘爆炸测试和实训演示。

Description

一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统
技术领域
本发明属于安全技术领域，涉及一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统。
背景技术
近年来，粉尘爆炸事故频发，造成了重大的人员伤亡和财产损失。根据事故发生的原因，粉尘爆炸事故多发生于粉尘输送管道系统中和集尘排气管路系统。粉尘输送管道系统是涉粉生产工艺流程中必不可少的工艺之一，具有节省人力、输送效率高、占用资源少等优点。这些粉尘输送管道系统中，尤其以刮板输粉系统、气力输粉系统和螺旋输粉装置应用最为广泛。这些输粉系统通常根据生产的需要，多种装置进行组合配置。气力输粉系统通常利用气体的流动来输送颗粒状物料的设备，在各类工艺中，无论是车间的通风换气，设备的吸风除尘，使用气力输送系统是减少作业环境内粉尘飘散的最好选择，整个过程都在密封环境下进行操作。集尘排气管路系统在保障工厂作业环境，粉尘收集，通风换气，调节温度、湿度和感觉效果方面起着重要的作用，在各种类型的工厂安全防护和环保体系中有着广泛的应用。近年来，因输粉系统和集尘排气的设计和布置不合理产生的气体爆炸和粉尘爆炸事故不断出现。
根据作业场所的性质和类别，输粉系统和集尘排气的设计和排布也不尽相同。对于具有粉尘和气体爆炸的作业风险的场所，在进行输粉系统和集尘排气设计和排布时，应进行相应防爆和泄爆的要求。当输粉系统和集尘排气内存在可燃性粉尘达到其爆炸极限范围内，在静电、漏电、撞击、线路短路等原因引起的点火花引燃之下，极易引发爆炸事故。
现有的粉尘爆炸实验演示装置，大多采用钢管管结构，以承受爆炸产生的最大压力，无法做到可视化的爆炸效果；现有粉尘爆炸实验演示装置虽具有可视化的效果，一般都是采用气流扰动，引起管道粉尘的运动，喷粉方式简单，无法反映工况条件下的粉尘运动状况，也无法反映收尘状态下的爆炸情况；现有的粉尘爆炸实验演示装置没有进行压力和温度的监控，无法反映粉尘爆炸后的所产生的压力和温度；现有的粉尘爆炸实验演示装置点火方式通常采用明火作为点火源，无法反映工况条件下常见的静电、明火、电路短路、热表面等点火源的情形。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可实现工况条件下粉尘各类输送方式下的管道粉尘爆炸演示模拟的组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，该系统包括粉尘爆炸反应观察管道、设置在粉尘爆炸反应观察管道一端的变频轴流风机、设置在粉尘爆炸反应观察管道另一端且与粉尘爆炸反应观察管道相连通的集尘器、位于变频轴流风机与集尘器之间且与粉尘爆炸反应观察管道相连通的粉尘输送单元、设置在粉尘爆炸反应观察管道上的点火检测控制单元、设置在集尘器底部的粉尘收集箱、与集尘器顶部相连通的净化空气管道、与净化空气管道相连通的尾气净化器以及分别与变频轴流风机、粉尘输送单元及点火检测控制单元电连接的电气控制器。
所述的净化空气管道上设有双向轴流风机，该双向轴流风机与电气控制器电连接。
所述的点火检测控制单元位于粉尘输送单元下游，设置在粉尘输送单元与集尘器之间，所述的点火检测控制单元包括沿粉尘输送方向依次设置在粉尘爆炸反应观察管道上且与电气控制器电连接的第一防火阀、翻板泄压器、第一点火器、温度传感器、压力传感器以及第二防火阀。
所述的粉尘输送单元包括与粉尘爆炸反应观察管道相连通的刮板输粉机、高压空气输粉机或螺旋输粉机中的一种或几种。
所述的集尘器中设有与电气控制器电连接的第二点火器及泄爆阀。
所述的集尘器的外壳上、粉尘爆炸反应观察管道上分别开设有观察窗口。
所述的尾气净化器的顶部设有与外界相连通的尾气排放管道。
系统内的粉尘未发生粉尘爆炸时，通过电气控制器控制变频轴流风机和双向轴流风机启动，引起粉尘爆炸反应观察管道内的气流扰动，通过粉尘输送单元将粉尘输送至粉尘爆炸反应观察管道内，此时，所述的翻板泄压器处于闭合状态，所述的第一防火阀及第二防火阀处于开口状态，粉尘爆炸反应观察管道内气流通畅，所述的温度传感器、压力传感器分别进行温度和压力的监测，所述的第一点火器、第二点火器及泄爆阀均处于关闭状态，气流将粉尘爆炸反应观察管道内的粉尘输送至集尘器中，经沉降收集后，储存于粉尘收集箱中，而由集尘器顶部排出的气流经净化空气管道由双向轴流风机输送至尾气净化器中净化后排出。
系统内的粉尘发生粉尘爆炸时，通过电气控制器控制第一点火器、第二点火器处于开启状态，对粉尘爆炸反应观察管道内的粉尘-空气混合物进行点火并引发粉尘爆炸，所述的温度传感器、压力传感器检测到温度和压力异常，并将信号传送至电气控制器，电气控制器控制变频轴流风机和双向轴流风机关闭，停止粉尘爆炸反应观察管道内的气流输送，同时，电气控制器控制粉尘输送单元停止工作，粉尘停止向粉尘爆炸反应观察管道内输送，所述的第一防火阀及第二防火阀处于闭合状态，阻止火焰和气流在粉尘爆炸反应观察管道内传播，电气控制器控制翻板泄压器处于开通状态，及时将粉尘爆炸反应观察管道内产生的压力泄放出去。
当集尘器内的粉尘被第二点火器引爆后达到设定压力时，所述的泄爆阀处于开通状态，及时将爆炸产生的多余压力排放出集尘器。
本发明系统中，各部分均采用旋入式或法兰结构，提高了系统装置的便携性和拆装性能，所述的电气控制器中采用PLC控制电路。采用本发明系统，可以实现工况条件下粉尘各类输送方式下的管道粉尘爆炸演示模拟，实现粉尘爆炸后泄爆和阻火隔断的实际情形，实现集尘器在工况条件下的粉尘爆炸泄爆模拟。当系统内出现温度、压力异常时，能够及时作出反应，隔断火焰和粉尘爆炸的传播发生，及时将小范围燃烧爆炸产生的压力泄放出去。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)正常状态下，本发明系统可以实现工况条件粉尘各类输送方式下的管道粉尘的气力输送，粉尘集尘除尘，和尾气处置的实训演示；
2)在非正常工况下，具有泄爆和隔爆措施，安全性高；
3)采用PLC远程控制，工作性能稳定可靠，反应灵敏迅捷；
4)本发明系统各部分均采用旋入式或法兰结构提高了装置的便携性和拆装性能，结构简单，使用寿命长，维护维修简单；
5)对所处位置上下游两个方向的突增压力均能够有效防护；
6)易于维护，适用于各种条件，具有携带方便、操作简单、爆炸显示效果好、性价比高等特点，可随时随地进行粉尘爆炸测试和实训演示，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明系统内的粉尘未发生粉尘爆炸时的结构示意图；
图2为本发明系统内的粉尘发生粉尘爆炸时的结构示意图；
图中标记说明：
1—变频轴流风机、2—粉尘爆炸反应观察管道、3—刮板输粉机、4—高压空气输粉机、5—螺旋输粉机、6—第一防火阀、7—翻板泄压器、8—第一点火器、9—温度传感器、10—压力传感器、11—第二防火阀、12—集尘器、13—观察窗口、14—第二点火器、15—粉尘收集箱、16—泄爆阀、17—净化空气管道、18—双向轴流风机、19—尾气净化器、20—尾气排放管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
如图1-2所示，一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，包括粉尘爆炸反应观察管道2、设置在粉尘爆炸反应观察管道2一端的变频轴流风机1、设置在粉尘爆炸反应观察管道2另一端且与粉尘爆炸反应观察管道2相连通的集尘器12、位于变频轴流风机1与集尘器12之间且与粉尘爆炸反应观察管道2相连通的粉尘输送单元、设置在粉尘爆炸反应观察管道2上的点火检测控制单元、设置在集尘器12底部的粉尘收集箱15、与集尘器12顶部相连通的净化空气管道17、与净化空气管道17相连通的尾气净化器19以及分别与变频轴流风机1、粉尘输送单元及点火检测控制单元电连接的电气控制器。净化空气管道17上设有双向轴流风机18，该双向轴流风机18与电气控制器电连接。
其中，点火检测控制单元位于粉尘输送单元下游，设置在粉尘输送单元与集尘器12之间，点火检测控制单元包括沿粉尘输送方向依次设置在粉尘爆炸反应观察管道2上且与电气控制器电连接的第一防火阀6、翻板泄压器7、第一点火器8、温度传感器9、压力传感器10以及第二防火阀11。
粉尘输送单元包括与粉尘爆炸反应观察管道2相连通的刮板输粉机3、高压空气输粉机4或螺旋输粉机5中的一种或几种。
集尘器12中设有与电气控制器电连接的第二点火器14及泄爆阀16。集尘器12的外壳上、粉尘爆炸反应观察管道2上分别开设有观察窗口13。尾气净化器19的顶部设有与外界相连通的尾气排放管道。
正常工况条件下：
系统内的粉尘未发生粉尘爆炸时，通过电气控制器控制变频轴流风机1和双向轴流风机18启动，引起粉尘爆炸反应观察管道2内的气流扰动，通过粉尘输送单元将粉尘输送至粉尘爆炸反应观察管道2内，此时，翻板泄压器7处于闭合状态，第一防火阀6及第二防火阀11处于开口状态，粉尘爆炸反应观察管道2内气流通畅，温度传感器9、压力传感器10分别进行温度和压力的监测，第一点火器8、第二点火器14及泄爆阀16均处于关闭状态，气流将粉尘爆炸反应观察管道2内的粉尘输送至集尘器12中，经沉降收集后，储存于粉尘收集箱15中，而由集尘器12顶部排出的气流经净化空气管道17由双向轴流风机18输送至尾气净化器19中净化后排出。
非正常工况条件下：
系统内的粉尘发生粉尘爆炸时，通过电气控制器控制第一点火器8、第二点火器14处于开启状态，对粉尘爆炸反应观察管道2内的粉尘-空气混合物进行点火并引发粉尘爆炸，温度传感器9、压力传感器10检测到温度和压力异常，并将信号传送至电气控制器，电气控制器控制变频轴流风机1和双向轴流风机18关闭，停止粉尘爆炸反应观察管道2内的气流输送，同时，电气控制器控制粉尘输送单元停止工作，粉尘停止向粉尘爆炸反应观察管道2内输送，第一防火阀6及第二防火阀11处于闭合状态，阻止火焰和气流在粉尘爆炸反应观察管道2内传播，电气控制器控制翻板泄压器7处于开通状态，及时将粉尘爆炸反应观察管道2内产生的压力泄放出去。当集尘器12内的粉尘被第二点火器14引爆后达到设定压力时，泄爆阀16处于开通状态，及时将爆炸产生的多余压力排放出集尘器12。
本实施例系统中，各部分均采用旋入式或法兰结构，提高了系统装置的便携性和拆装性能，电气控制器中采用PLC控制电路。本实施例系统可根据集尘管路的设计和布局，工况条件，作业环境设置1套或多套。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，该系统包括粉尘爆炸反应观察管道(2)、设置在粉尘爆炸反应观察管道(2)一端的变频轴流风机(1)、设置在粉尘爆炸反应观察管道(2)另一端且与粉尘爆炸反应观察管道(2)相连通的集尘器(12)、位于变频轴流风机(1)与集尘器(12)之间且与粉尘爆炸反应观察管道(2)相连通的粉尘输送单元、设置在粉尘爆炸反应观察管道(2)上的点火检测控制单元、设置在集尘器(12)底部的粉尘收集箱(15)、与集尘器(12)顶部相连通的净化空气管道(17)、与净化空气管道(17)相连通的尾气净化器(19)以及分别与变频轴流风机(1)、粉尘输送单元及点火检测控制单元电连接的电气控制器。
2.根据权利要求1所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，所述的净化空气管道(17)上设有双向轴流风机(18)，该双向轴流风机(18)与电气控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，所述的点火检测控制单元位于粉尘输送单元下游，设置在粉尘输送单元与集尘器(12)之间，所述的点火检测控制单元包括沿粉尘输送方向依次设置在粉尘爆炸反应观察管道(2)上且与电气控制器电连接的第一防火阀(6)、翻板泄压器(7)、第一点火器(8)、温度传感器(9)、压力传感器(10)以及第二防火阀(11)。
4.根据权利要求3所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，所述的粉尘输送单元包括与粉尘爆炸反应观察管道(2)相连通的刮板输粉机(3)、高压空气输粉机(4)或螺旋输粉机(5)中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，所述的集尘器(12)中设有与电气控制器电连接的第二点火器(14)及泄爆阀(16)。
6.根据权利要求3所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，所述的集尘器(12)的外壳上、粉尘爆炸反应观察管道(2)上分别开设有观察窗口(13)。
7.根据权利要求3所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，所述的尾气净化器(19)的顶部设有与外界相连通的尾气排放管道。
8.根据权利要求5至7任一项所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，系统内的粉尘未发生粉尘爆炸时，通过电气控制器控制变频轴流风机(1)和双向轴流风机(18)启动，引起粉尘爆炸反应观察管道(2)内的气流扰动，通过粉尘输送单元将粉尘输送至粉尘爆炸反应观察管道(2)内，此时，所述的翻板泄压器(7)处于闭合状态，所述的第一防火阀(6)及第二防火阀(11)处于开口状态，粉尘爆炸反应观察管道(2)内气流通畅，所述的温度传感器(9)、压力传感器(10)分别进行温度和压力的监测，所述的第一点火器(8)、第二点火器(14)及泄爆阀(16)均处于关闭状态，气流将粉尘爆炸反应观察管道(2)内的粉尘输送至集尘器(12)中，经沉降收集后，储存于粉尘收集箱(15)中，而由集尘器(12)顶部排出的气流经净化空气管道(17)由双向轴流风机(18)输送至尾气净化器(19)中净化后排出。
9.根据权利要求5至7任一项所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，系统内的粉尘发生粉尘爆炸时，通过电气控制器控制第一点火器(8)、第二点火器(14)处于开启状态，对粉尘爆炸反应观察管道(2)内的粉尘-空气混合物进行点火并引发粉尘爆炸，所述的温度传感器(9)、压力传感器(10)检测到温度和压力异常，并将信号传送至电气控制器，电气控制器控制变频轴流风机(1)和双向轴流风机(18)关闭，停止粉尘爆炸反应观察管道(2)内的气流输送，同时，电气控制器控制粉尘输送单元停止工作，粉尘停止向粉尘爆炸反应观察管道(2)内输送，所述的第一防火阀(6)及第二防火阀(11)处于闭合状态，阻止火焰和气流在粉尘爆炸反应观察管道(2)内传播，电气控制器控制翻板泄压器(7)处于开通状态，及时将粉尘爆炸反应观察管道(2)内产生的压力泄放出去。
10.根据权利要求9所述的一种组合式工业粉尘爆炸模拟演示系统，其特征在于，当集尘器(12)内的粉尘被第二点火器(14)引爆后达到设定压力时，所述的泄爆阀(16)处于开通状态，及时将爆炸产生的多余压力排放出集尘器(12)。
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