CN107101676A - 一种矿用二氧化碳爆破装置测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用二氧化碳爆破装置测试系统，包括压力罐，其一端设有用于安装待测二氧化碳爆破装置的装配孔，另一端设有泄压孔，泄压孔内安装保险盖；压力罐的上部设有测温孔和测压孔，其中测温孔内设有温度传感器，测压孔内安装有压力传感器；压力罐的下部设有导流孔，导流孔内安装有泄压阀。该系统安全性高，工作可靠；其中压力罐采用高强度合金钢制造，能承受较高压力而不产生塑性变形，可长期使用，泄压孔和保险盖的设计进一步提高了测试的安全性；通过该系统能够有效掌控测试过程，确保数据的准确获得，而且操作简单方便。
Description
技术领域
本发明属于爆破器材技术领域，具体涉及一种矿用二氧化碳爆破装置测试系统。
背景技术
二氧化碳爆破技术早自20世纪50年代开始被重视和开发，是专门为高瓦斯矿井的采煤工作面研发的。该技术是利用二氧化碳气相、液相间转换特性而发明的一种爆破模式，二氧化碳的气液变化临界点为(31℃、7.4MPa)，当二氧化碳压力位于临界压力7.4MPa附近时，加热使二氧化碳由气－液两相转化为次临界状态及超临界状态，体积瞬间膨胀600多倍。超临界二氧化碳具有接近液体的高密度和接近于气体的低黏度、高扩散系数，极易渗透到煤岩体深处的孔隙、裂纹中，有利于促进煤体中的裂隙扩展。
发明内容
本发明提供一种矿用二氧化碳爆破装置测试系统，用于完善爆破装置的研发试验体系。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种矿用二氧化碳爆破装置测试系统，包括压力罐，其一端设有用于安装待测二氧化碳爆破装置的装配孔，另一端设有泄压孔，泄压孔内安装保险盖；压力罐的上部设有测温孔和测压孔，其中测温孔内设有温度传感器，测压孔内安装有压力传感器；压力罐的下部设有导流孔，导流孔内安装有泄压阀。
进一步地，所述装配孔为多个。
进一步地，所述测温孔和测压孔均设置为多个，采用了冗余设计方法，确保了试验的可靠性，获得准确的试验数据。且该系统还设有控制器，温度传感器和压力传感器均连接到控制器。通过测温孔和温度传感器的设计可以获得试验过程中气流的温度变化规律；测压孔和压力传感器的设计可以获得试验过程中气流的压力变化规律。
优选的方案中，所述压力罐采用高强度合金钢材制成。
进一步地，所述保险盖的外侧表面加工有“十”字槽。泄压孔和保险盖的安装，可以避免压力罐过载后发生爆炸。
进一步地，所述导流孔设置为多个。多个导流孔和泄压阀的设计可以将试验后产生的高压气流安全排出。
采用所述的系统进行测试的方法，包括以下步骤：
1)首先对该系统的压力罐及其各种接口、仪器仪表进行检测、检查，确保正常；
2)在装配孔内安装好矿用二氧化碳爆破装置；
3)通过导流孔向压力罐输入气体，确保压力罐内达到2MPa，保压至少10min，检测保压过程中，有无泄压现象，若有，则检查问题所在，并进行解决，然后继续保压试验，若无，则进行下一步；
4)接上电源，矿用二氧化碳爆破装置启动起火；
5)测试、记录爆破气流的温度、压力变化，测试时间为10min内；
6)测试完毕后打开导流孔的泄压阀，排出高压气流，完成测试。
本发明具有以下有益效果：
(1)安全性高，工作可靠。压力罐材料采用高强度合金钢制造，能承受较高压力而不产生塑性变形，可长期使用，泄压孔和保险盖的设计进一步提高了测试的安全性。
(2)控制器及多个传感器的设计与使用，可以有效掌控测试过程，确保数据的准确获得。
(3)该测试系统是自发研制的，操作简单方便。
附图说明
图1为的本发明提供装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
如图1所示，一种矿用二氧化碳爆破装置测试系统，包括压力罐1，其一端设有用于安装待测二氧化碳爆破装置的装配孔2，另一端设有泄压孔5，泄压孔内安装保险盖；压力罐的上部设有测温孔3和测压孔4，其中测温孔内设有温度传感器，测压孔内安装有压力传感器；压力罐的下部设有导流孔6，导流孔内安装有泄压阀。
优选的方案中，所述装配孔为多个，其大小与待测试的矿用二氧化碳爆破装置的尺寸相配合。
所述测温孔3和测压孔4均设置为多个，且该系统还设有控制器，温度传感器和压力传感器均连接到控制器。所述控制器为PLC或嵌入式系统或单片机。如可选单片机的型号为STC89C52。
对本领域技术人员来说，单片机、温度传感器、压力传感器等电子元件属于本领域技术人员公知技术，对它们型号的选用不局限于本说明书的记载，控制器与常规电子元器件的连接及控制关系属于本领域技术人员的公知常识，在本说明书中不再赘述，本领域技术人员可根据现场实际情况选择公知手段对各个电子芯片进行安装。
所述压力罐采用高强度合金钢材制成。如采用D406A钢。
所述保险盖的外侧表面加工有“十”字槽。通过“十”字槽可以迅速释放压力。
所述导流孔6设置为多个。分布在压力罐的下部。
采用所述的系统进行测试的方法，包括以下步骤：
1)首先对该系统的压力罐及其各种接口、仪器仪表进行检测、检查，确保正常；
2)在装配孔内安装好矿用二氧化碳爆破装置；
3)通过导流孔向压力罐输入气体，确保压力罐内达到2MPa，保压至少10min，检测保压过程中，有无泄压现象，若有，则检查问题所在，并进行解决，然后继续保压试验，若无，则进行下一步；
4)接上电源，矿用二氧化碳爆破装置启动起火；
5)测试、记录爆破气流的温度、压力变化，测试时间为10min内；
6)测试完毕后打开导流孔的泄压阀，排出高压气流，完成测试。
具体测试结果见下表1：
表1：
| 时间 | 20ms | 40ms | 40s | 100s | 5min | 10min |
| 压力 | 2000K | 3000K | 2500K | 1000K | 800K | 600K |
| 温度 | 100MPa | 150MPa | 120MPa | 100MPa | 80MPa | 10MPa |
采用该测试系统可以有效测试爆破装置的工作变化，用于装置的设计和研发。
Claims (7)
1.一种矿用二氧化碳爆破装置测试系统，其特征在于：包括压力罐（1），其一端设有用于安装待测二氧化碳爆破装置的装配孔（2），另一端设有泄压孔（5），泄压孔内安装保险盖；压力罐的上部设有测温孔（3）和测压孔（4），其中测温孔内设有温度传感器，测压孔内安装有压力传感器；压力罐的下部设有导流孔（6），导流孔内安装有泄压阀。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述装配孔（2）为多个。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述测温孔（3）和测压孔（4）均设置为多个，且该系统还设有控制器，温度传感器和压力传感器均连接到控制器。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述压力罐采用高强度合金钢材制成。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述保险盖的外侧表面加工有“十”字槽。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述导流孔（6）设置为多个。
7.采用权利要求1-6任意一项所述的系统进行测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）首先对该系统的压力罐及其各种接口、仪器仪表进行检测、检查，确保正常；
2） 在装配孔内安装好矿用二氧化碳爆破装置；
3） 通过导流孔向压力罐输入气体，确保压力罐内达到2MPa，保压至少10min，检测保压过程中，有无泄压现象，若有，则检查问题所在，并进行解决，然后继续保压试验，若无，则进行下一步；
4） 接上电源，矿用二氧化碳爆破装置启动起火；
5） 测试、记录爆破气流的温度、压力变化，测试时间为10min内；
6） 测试完毕后打开导流孔的泄压阀，排出高压气流，完成测试。
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