CN107941568B - 一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，包括中空的试验箱主箱体(1)，所述试验箱主箱体(1)内存储有需要进行采样的爆炸性气体；所述试验箱主箱体(1)右侧壁下端的回风口与一个中空的采样容器(5)的左侧壁相连通；所述采样容器(5)的顶部与所述试验箱主箱体(1)的右侧壁上端的出风口相连通。本发明公开的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其可以安全、可靠地采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体的样本，保证所采集的爆炸性气体样本的浓度与爆炸性大气试验箱内爆炸性气体的浓度一致，有利于推广普及，具有重大的生产实践意义。
Description
技术领域
本发明涉及爆炸性大气试验技术领域，特别是涉及一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统。
背景技术
目前，在航天、航空等领域的许多产品，其所在环境都有爆炸性气体存在。对于甲烷类气体等爆炸性气体，它们只要碰到星星之火，就可能引发爆炸。
为了确保可能处于爆炸性气体环境中的产品状态安全，以及确保即便引燃爆炸性气体，也不会对产品所在的火箭、飞机等造成致命性破坏，需要进行爆炸性大气试验。因此，研发出了爆炸性大气试验箱，通过把试验件产品放在爆炸性大气试验箱中工作，进行实际检测。现有的爆炸性大气试验箱，不仅能模拟爆炸性大气环境和高空低气压环境，还能在试验件产品内部已引爆的条件下，检测其外壳能否隔断爆燃。
对于爆炸性大气试验箱，其内存储有甲烷类气体等爆炸性气体。在运用爆炸性大气试验箱进行爆炸性大气试验前，一个关键的工作是需要采集爆炸性大气试验箱内存储的甲烷类气体等爆炸性气体的样本，通过采样的方式，进行对箱体内部的气体采样、检测，当气体浓度达到了可爆炸的浓度值，通过点火装置，进行试引爆，来进行确认箱体内部存在爆炸性的气体。爆炸性气体通过根据空间的计算，在根据有效空间内气体的浓度检测，在根据气体的临界爆炸点浓度进行对比，当全部检测后，达到了可爆炸的点，在引爆箱内进行引爆，从而确定箱体内部气体是否存在潜在的爆炸性。潜在的爆炸性，是指在有效的空间内，当具有爆炸性气体存在时，且气体浓度达到了爆炸临界点(具体可以通过气体检测传感器来实时检测试验箱内部的气体浓度)，并且存在爆炸性的危险。只有确定了爆炸箱内部的气体具有可爆炸性，才能说明爆炸箱内气体存在爆炸性的危险，从而为爆炸性大气试验箱在对试验件产品开展爆炸性大气试验前，提供准确、可靠的试验参数。
但是，目前还没有一种技术，其可以安全、可靠地采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体的样本，保证所采集的爆炸性气体样本的浓度与爆炸性大气试验箱内爆炸性气体的浓度一致。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其可以安全、可靠地采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体的样本，保证所采集的爆炸性气体样本的浓度与爆炸性大气试验箱内爆炸性气体的浓度一致，有利于推广普及，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，包括中空的试验箱主箱体，所述试验箱主箱体内存储有需要进行采样的爆炸性气体；
所述试验箱主箱体右侧壁下端的回风口与一个中空的采样容器的左侧壁相连通；
所述采样容器的顶部与所述试验箱主箱体右侧壁上端的出风口相连通。
其中，所述试验箱主箱体为水平横向放置的密封箱体。
其中，所述试验箱主箱体的右侧壁下端的回风口依次通过回风区域真空法兰、气动控制阀和采样容器进气口与所述采样容器的左侧壁相连通。
其中，所述采样容器的顶部依次通过采样容器出气口和出风区域真空法兰与所述试验箱主箱体右侧壁上端的出风口相连通。
其中，所述试验箱主箱体的右侧壁中部外侧设置有一个电机，所述电机左端枢接有一个电机输出轴，所述电机输出轴贯穿所述试验箱主箱体的右侧壁，所述电机输出轴的左端部连接有扇叶；
所述试验箱主箱体的内部右端垂直设置有一个风道隔板，所述风道隔板的上下两端分别开有多个通孔，所述风道隔板与所述试验箱主箱体之间形成风道；
所述扇叶位于所述风道里面。
其中，所述采样容器内还设置有一个点火装置，所述点火装置用于点燃所述采样容器内采集的爆炸性气体样本。
其中，所述点火装置为一个点火器。
其中，所述采样容器上还设置有泄压装置。
其中，所述泄压装置为一个排气泄压阀，所述排气泄压阀安装在所述采样容器的壳体上且与所述采样容器的内部空间相连通。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其可以安全、可靠地采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体的样本，保证所采集的爆炸性气体样本的浓度与爆炸性大气试验箱内爆炸性气体的浓度一致，有利于推广普及，具有重大的生产实践意义。
此外，对于本发明提供的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其在采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体样本后，可以让用户对该爆炸性气体进行点燃后再确定其潜在的爆炸性，为爆炸性大气试验箱在对试验件产品开展爆炸性大气试验前，提供准确、可靠的试验参数。
附图说明
图1为本发明提供的一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统的结构示意图；
图中，1为试验箱主箱体，2为回风区域真空法兰，3为气动控制阀，4为采样容器进气口，5为采样容器，6为采样容器出气口，7为出风区域真空法兰；
10为电机，11为电机输出轴，12为扇叶，13为风道隔板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明提供了一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，包括中空的试验箱主箱体1，所述试验箱主箱体1内存储有需要进行采样的爆炸性气体(例如甲烷类气体)，所述试验箱主箱体1即为一种爆炸性大气试验箱的主箱体；
所述试验箱主箱体1右侧壁下端的回风口与一个中空的采样容器5的左侧壁相连通(通过中空的管路)；
所述采样容器5的顶部与所述试验箱主箱体1右侧壁上端的出风口相连通(通过中空的管路)。
在本发明中，具体实现上，所述试验箱主箱体1为水平横向放置的密封箱体。
在本发明中，具体实现上，所述试验箱主箱体1的右侧壁下端的回风口依次通过回风区域真空法兰2、气动控制阀3和采样容器进气口4与所述采样容器5的左侧壁相连通。
在本发明中，具体实现上，所述采样容器5的顶部依次通过采样容器出气口6和出风区域真空法兰7与所述试验箱主箱体1右侧壁上端的出风口相连通。
在本发明中，具体实现上，所述试验箱主箱体1的右侧壁中部外侧设置有一个电机10，所述电机10左端枢接有一个电机输出轴11，所述电机输出轴11贯穿所述试验箱主箱体1的右侧壁，所述电机输出轴11的左端部连接有扇叶12；
所述试验箱主箱体1的内部右端垂直设置有一个风道隔板13，所述风道隔板的上下两端分别开有多个通孔，所述风道隔板13与所述试验箱主箱体1之间形成风道(即所述风道隔板13与所述试验箱主箱体1之间的空间)；
所述扇叶12位于所述风道里面。
需要说明的是，在本发明中，所述试验箱主箱体1内部右侧下部具有回风区域，所述试验箱主箱体1内部右侧上部具有出风区域。
其中，所述回风区域是指主箱体1内部的空气，从该区域被主箱体1内右边风道内部的电机11的扇叶12(构成一个循环风机)吸入到主箱体内部的空气处理模块(例如一个空气净化器)。；
所述出风区域指主箱体1内部的空气，从该区域把经过主箱体内部的空气处理单元模块处理过的风被主箱体1内右边风道内部的电机11的扇叶12(构成一个循环风机)吹出。
需要说明的是，主箱体1内右侧风道中的电机11的扇叶12进行工作时，会使主箱体1内部的风进行循环，扇叶12周边也会形成正压区与负压区，正压区为主箱体的“出风区域”，负压区为主箱体的“回风区域”。“回风区域”和“出风区域”的作用为让主箱体内部的风进行有规律的循环。
在本发明中，所述回风区域真空法兰2和出风区域真空法兰7用于与采样系统实现密封连接，这两个法兰使用真空法兰，能够保证管路的密封。相邻部件的连接关系为串联连接。这几个部件一起起到打开或者关闭采样系统与主箱体的管路连接。
需要说明的是，所述回风区域和出风区域与“试验箱主箱体1”中部空间之间不是直接相连通的，中间有风道隔板13作为隔断，风道隔板13在与回风区域和出风区域相对应的位置分别有开孔，从而能够让风道实现出风和回风。
需要说明的是，对于本发明，由于所述试验箱主箱体1在进行爆炸性大气试验时，所用到的气体为爆炸性气体，因此，应避免使用气泵等电气元件，对试验箱主箱体1内爆炸性气体的采样，本发明是通过试验箱主箱体1内部风道的自身压力，来使得气体可以向往自动输出，然后通过采样容器进行采集，从而实现气体的自动采样工作。需要说明的是，自身压力是通过箱体内部的循环风道产生，风道内的电机11的扇叶12通过所述试验箱主箱体1右侧壁上端的出风口和右侧壁下端的回风口形成一个风道，同时产生一个风压差，从而自身可以产生正压端和负压端。本发明的采样系统中试验箱主箱体1的出风口处于风道的正压区，采样系统的试验箱主箱体1的回风口处于风道的负压区，从而实现了主箱体内的部分气体能够在采样系统中自循环。具体为：即在采样容器5上预留有两个管路接口，一是采样容器进气口4，该采样容器进气口4与试验箱主箱体1内部右侧下部的回风区域相连；二是采样容器出气口6，该采样容器出气口6与试验箱主箱体1内部右侧上部的出风区域相连。因此，对于本发明，当设备启动时，在电机10的带动下，可以如图1所示的箭头方向，在中空的管路中形成风道，使得试验箱主箱体1内部存储的爆炸性气体从试验箱主箱体1的右侧壁下端流出，流经采样容器5，然后可以继续通过风道，从试验箱主箱体1的右侧壁上端流回试验箱主箱体1里面，实现了整个出风和回风循环操作，与此同时，由于采样容器5内具有流过的爆炸性气体，可以实现对爆炸性气体的自采样过程，因此，能够安全、可靠地采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体的样本。
需要说明的是，在本发明中，任意相邻且相互连通的两个部件之间，通过中空的管路进行连通。
具体实现上，所述中空的管路优选为无缝不锈钢圆管，具体可以是外径为63mm的、壁厚为3mm的无缝不锈钢圆管。
具体实现上，为了保证接口的密封性，在采样容器5与试验箱主箱体1之间分别焊接有回风区域真空法兰2和出风区域真空法兰7等两个真空密封法兰，并且所述中空的管路(如无缝不锈钢圆管)分别与回风区域真空法兰2和出风区域真空法兰7之间进行满焊(即全焊)，从而，本发明可以保证采样容器5所连接的管路的密封性。
需要说明的是，在本发明中，为了自动、准确地控制所述试验箱主箱体1与所述采样容器5之间管路的导通和断开，同时鉴于管路所传输的介质为爆炸性气体，为保证安全，采用气动控制阀3来控制管路的通断。其中，气动控制阀3的通断为手动控制，具体还可以通过与上位机(例如外部工业计算机)相连接，通过上位机来实现远程的控制，来保证试验操作过程中的安全性。
在本发明中，为了在通过采样容器5采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体样本后，可以及时让用户对该爆炸性气体进行点燃后确定其潜在的爆炸性，进而为爆炸性大气试验箱在对试验件产品开展爆炸性大气试验前，提供准确、可靠的试验参数，对于本发明，所述采样容器5内还设置有一个点火装置，所述点火装置用于点燃所述采样容器5内采集的爆炸性气体样本。具体实现上，所述点火装置可以为现有的任意一种可以点燃爆炸性气体的装置，例如可以为一个点火器。具体实现上，所述点火装置为手动远程控制。
在本发明中，为了在对采样容器5内的爆炸性气体样本点火后，保证采样容器的安全性，在所述采样容器5上还设置有泄压装置，从而使得采样容器5内的气体样本在点火爆炸后，能够瞬间泄压，从而保证整个试验箱以及本发明采样系统的安全。
具体实现上，所述泄压装置可以为一个排气泄压阀，所述排气泄压阀安装在所述采样容器5的壳体上且与所述采样容器5的内部空间相连通。
对于本发明提供的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其通过试验箱主箱体的风道循环原理，布置用于采样的中空管路和采样容器，以此来实现对试验箱主箱体1内存储的爆炸性气体的自动采样过程。本发明提供的采样系统，不仅能够保证采样容器与试验箱主箱体内部的真空度、气体浓度一致，并且，还能够单独的进行点火试验，从而为爆炸性大气试验箱的研制成功奠定了基础。
需要说明的是，目前在在我国的爆炸性大气试验标准GJB150.13A中，对于开展爆炸性大气试验，明确要求“点燃来自试验箱的混合气体样本，以确定燃料潜在的爆炸性”，因此，本发明提供的采样系统，是一个可靠、安全的采样系统，可以充分满足现有爆炸性大气试验箱内气体的采样需求。
对于本发明提供的爆炸性大气试验箱内气体的采用系统，其具有以下的有益效果：
1、该采样系统中，连接管路为密封性的管理，使得采样容器能够与试验箱主箱体一起实现真空环境；
2、通过试验箱主箱体内部风道的自身压力，可以使得气体可以向往自动输出，然后通过采样容器进行采集，使得采样容器中的气体浓度能够与试验箱主箱体内存储的爆炸性气体的浓度保持一致，从而实现气体的自动采样工作。
3、通过在采样容器和试验箱主箱体之间的连接管路上设置气动控制阀，使得该采样系统能够及时、迅速地将采样容器与试验箱主箱体内存储的爆炸性气体进行隔离；
4、本发明单独配置了点火装置，可以对采样系统在采样容器中所采集的爆炸性气体进行点火试验，同时通过泄压装置进行泄压，保证整个试验箱主箱体和采样容器的安全。
因此，对于本发明提供的采样系统，其通过对试验箱主箱体内爆炸性气体的采样，并结合点火装置进行点火试验，能够准确地确定主箱体内的气体是否具有可爆炸性，不仅为爆炸性大气试验箱研制的成功做了重要铺垫，也为爆炸性大气试验箱的可靠性提供了有力的保障条件。
需要说明的是，准确地确定箱体内部的气体是否具有可爆炸性，对爆炸性大气试验箱有很多用处，例如可以模拟加油站的环境，当加油站汽油的浓度达到一定值时，是否存在爆炸性，可以浓度模拟爆炸性气体，进行测试试件是否会产出明火或是否可以引爆气体。从而更加准确的模拟出爆炸性的环境，更能提高准确性和安全性。对于爆炸性大气试验箱，其不仅能模拟爆炸性大气环境和高空低气压环境，还能在试验件内部已引爆的条件下，检测外壳能否隔断爆燃，可谓危险环境检测设备中的多面手，通过应用爆炸性大气试验箱，可以对国内航天，航空、船舶、轨道交通、矿产开发等领域的许多产品进行全方位的爆炸性大气实验。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其可以安全、可靠地采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体的样本，保证所采集的爆炸性气体样本的浓度与爆炸性大气试验箱内爆炸性气体的浓度一致，有利于推广普及，具有重大的生产实践意义。
此外，对于本发明提供的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其在采集爆炸性大气试验箱内存储的爆炸性气体样本后，可以让用户对该爆炸性气体进行点燃后再确定其潜在的爆炸性，为爆炸性大气试验箱在对试验件产品开展爆炸性大气试验前，提供准确、可靠的试验参数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其特征在于，包括中空的试验箱主箱体(1)，所述试验箱主箱体(1)内存储有需要进行采样的爆炸性气体；
所述试验箱主箱体(1)右侧壁下端的回风口与一个中空的采样容器(5)的左侧壁相连通；
所述采样容器(5)的顶部与所述试验箱主箱体(1)右侧壁上端的出风口相连通；
采样容器(5)和试验箱主箱体(1)之间的连接管路上设置气动控制阀(3)；
所述试验箱主箱体(1)的右侧壁中部外侧设置有一个电机(10)，所述电机(10)左端枢接有一个电机输出轴(11)，所述电机输出轴(11)贯穿所述试验箱主箱体(1)的右侧壁，所述电机输出轴(11)的左端部连接有扇叶(12)；
所述试验箱主箱体(1)的内部右端垂直设置有一个风道隔板(13)，所述风道隔板的上下两端分别开有多个通孔，所述风道隔板(13)与所述试验箱主箱体(1)之间形成风道；
所述扇叶(12)位于所述风道里面。
2.如权利要求1所述的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其特征在于，所述试验箱主箱体(1)为水平横向放置的密封箱体。
3.如权利要求1所述的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其特征在于，所述试验箱主箱体(1)的右侧壁下端的回风口依次通过回风区域真空法兰(2)、气动控制阀(3)和采样容器进气口(4)与所述采样容器(5)的左侧壁相连通。
4.如权利要求1所述的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其特征在于，所述采样容器(5)的顶部依次通过采样容器出气口(6)和出风区域真空法兰(7)与所述试验箱主箱体(1)右侧壁上端的出风口相连通。
5.如权利要求1至4中任一项所述的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其特征在于，所述采样容器(5)内还设置有一个点火装置，所述点火装置用于点燃所述采样容器(5)内采集的爆炸性气体样本。
6.如权利要求5所述的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其特征在于，所述点火装置为一个点火器。
7.如权利要求5所述的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其特征在于，所述采样容器(5)上还设置有泄压装置。
8.如权利要求7所述的爆炸性大气试验箱内气体的采样系统，其特征在于，所述泄压装置为一个排气泄压阀，所述排气泄压阀安装在所述采样容器(5)的壳体上且与所述采样容器(5)的内部空间相连通。
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|---|---|
| CN107941568A (zh) | 2018-04-20 |
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