CN109979299A - 一种粉尘爆炸演示试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉尘爆炸演示试验装置，包括：可视化装置和试验箱；所述可视化装置观测试验箱的试验过程；其中，试验箱包括：透明箱体、传感器、泄压装置、粉托、扬尘装置和点火装置；传感器置于所述透明箱体的内壁上；泄压装置安装在所述透明箱体的盖板上；粉托安装在透明箱体内部；扬尘装置的出风口对准粉托；点火装置深入透明箱体内；可视化装置包括：摄像机和控制台；摄像机与所述控制台连接；控制台显示摄像机拍摄图像和传感器采集的数据，并分别控制扬尘装置和点火装置动作。本发明提供了一种粉尘爆炸演示试验装置，可以分析粉尘爆炸的因素，开展实体火灾试验，测量温度、压力、声噪及图像等参数，展示不同因素对粉尘爆炸灾害的影响。

Description

一种粉尘爆炸演示试验装置

技术领域

本发明涉及消防技术领域，更具体的说是涉及一种粉尘爆炸演示试验装置。

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，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。

因此，如何提供一种粉尘爆炸演示试验装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种粉尘爆炸演示试验装置，可以分析粉尘爆炸的因素，开展实体火灾试验，测量温度、压力、声噪及图像等参数，展示不同因素对粉尘爆炸灾害的影响。利用实体试验数据，建立教学课件基础，结合理论粉尘爆炸原理的理论内容，形成粉尘爆炸演示试验教学课程系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种粉尘爆炸演示试验装置，包括：可视化装置和试验箱；所述可视化装置观测试验箱的试验过程；

其中，所述试验箱包括：透明箱体、传感器、泄压装置、粉托、扬尘装置和点火装置；所述传感器置于所述透明箱体的内壁上；所述泄压装置安装在所述透明箱体的盖板上；所述粉托安装在所述透明箱体内部；所述扬尘装置的出风口对准所述粉托；所述点火装置深入所述透明箱体内；

所述可视化装置包括：摄像机和控制台；所述摄像机与所述控制台连接；所述控制台显示摄像机拍摄图像和传感器采集的数据，并分别控制所述扬尘装置和所述点火装置动作。

通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：透明箱体采用高强度防弹玻璃，防止爆炸破坏试验装置，透明材料便于摄像机进行拍摄，能够详细记录整个爆炸过程，结合理论粉尘爆炸原理的理论内容，形成粉尘爆炸演示试验教学课程系统。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述扬尘装置包括出气管、空气压缩机和电磁阀；所述出气管与所述空气压缩机连接；所述控制台通过所述电磁阀控制所述出气管的放气。

通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：空气压缩机对空气进行压缩，主机通过控制电磁阀的通断，进一步控制出气管的放气。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述点火装置包括点火器和点火控制器；所述点火器伸入所述透明箱体中；所述点火器与所述点火控制器连接；所述点火控制器与所述控制台连接。

通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：通过控制台的操作面板上的控制按钮给主机发送点火信号，主机控制点火控制器向点火器发送信号，从而点火器进行点火；例如点火控制器接收到高电平信号，即接通点火器电源完成点火操作。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述泄压装置包括：泄压房、泄压门和泄压窗；所述泄压房与所述盖板上的泄压口连通；所述泄压房的侧壁上开设有泄压门和泄压窗；所述泄压门和所述泄压窗均与所述泄压房铰接。

通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：当爆炸后，通过泄压装置将透明箱体内的压力与外界平衡。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述盖板可拆卸的安装在所述透明箱体的顶部，并通过插销固定。

通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：盖板可拆卸是为了便于安装隔板，将透明箱体分为两个空间。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，还包括：隔板、隔板架和导通管；所述隔板架置于所述透明箱体的内部；所述隔板安装在所述隔板架上，且垂直于所述透明箱体的底面；所述导通管连通所述隔板的两侧。通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：导通管内放置可燃性粉尘，通过隔板隔成两个空间，获得不同爆炸情况下的数据。因为粉尘爆炸随着空间的变化爆炸需要的粉尘量不一样的，爆炸产生的现象也是不一样的。中间隔板是可拆卸的，有隔板时可以模拟第一个空间爆炸，引起第二个隔板爆炸的先后爆炸的现象；去掉隔板，可以模拟空间较大的粉尘爆炸状况。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，隔板位置可调节，便于展示不同大小空间的爆炸现象。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，通过所述隔板分离得到的两个空间的内壁上均安装有传感器。

通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：用于采集两个空间内不能爆炸情况下的数据。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述传感器至少包括温度传感器、声噪传感器、压力传感器。

通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：便于获得爆炸时的温度、声噪、压力等数据。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述控制台包括：数据采集卡、主机、操作面板和显示器；所述数据采集卡与所述传感器连接；所述操作面板、所述数据采集卡和所述显示器均与所述主机连接。

通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：数据采集卡将传感器采集的数据进行处理，并传输给主机进行存储；通过显示器能够得到摄像机采集的爆炸画面，同时能够进行慢放回放等处理；操作面板将操作指令信号传递给主机，主机传递给执行部件，完成操作，例如：操作面板上的点火指令按钮按下，主机将点火指令传递给点火控制器，点火控制器接收到信号(可以是高电平也可以是低电平)，即接通点火器电源，完成点火操作。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述主机通过电源信号线分别控制所述电磁阀和所述点火控制器；同时通过所述电源信号线将所述摄像机采集的图像传输到所述主机。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述透明箱体的底部安装有支撑腿。

优选的，在上述的一种粉尘爆炸演示试验装置中，所述粉托上放置食用粉类、金属粉类等可燃性粉尘。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种粉尘爆炸演示试验装置，可以分析粉尘爆炸的因素，开展实体火灾试验，测量温度、压力、声噪及图像等参数，展示不同因素对粉尘爆炸灾害的影响。利用实体试验数据，建立教学课件基础，结合理论粉尘爆炸原理的理论内容，形成粉尘爆炸演示试验教学课程系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的结构示意图；

图2附图为本发明的实施例1数据传输流程图；

图3附图为本发明的实施例2数据传输流程图；

图4附图为本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种粉尘爆炸演示试验装置，可以分析粉尘爆炸的因素，开展实体火灾试验，测量温度、压力、声噪及图像等参数，展示不同因素对粉尘爆炸灾害的影响。利用实体试验数据，建立教学课件基础，结合理论粉尘爆炸原理的理论内容，形成粉尘爆炸演示试验教学课程系统。

实施例1：

如图1所示，一种粉尘爆炸演示试验装置，包括：可视化装置和试验箱；可视化装置观测试验箱的试验过程；

其中，试验箱包括：透明箱体1、传感器2、泄压装置、粉托4、扬尘装置和点火装置；传感器2置于透明箱体1的内壁上；泄压装置安装在透明箱体1的盖板11上；粉托4安装在透明箱体1内部；扬尘装置的出风口对准粉托4；点火装置深入透明箱体1内；

可视化装置包括：摄像机7和控制台8；摄像机7与控制台8连接；控制台8显示摄像机7拍摄图像和传感器2采集的数据，并分别控制扬尘装置和点火装置动作。

为了进一步优化上述技术方案，扬尘装置包括出气管51、空气压缩机52和电磁阀；出气管51与空气压缩机52连接；控制台8通过电磁阀控制空气压缩机52的充放气。

为了进一步优化上述技术方案，点火装置包括点火器和点火控制器61；点火器伸入透明箱体1中；点火器与点火控制器61连接；点火控制器61与控制台8连接。

为了进一步优化上述技术方案，泄压装置包括：泄压房31、泄压门32和泄压窗33；泄压房31与盖板11上的泄压口连通；泄压房31的侧壁上开设有泄压门32和泄压窗33；泄压门32和泄压窗33均与泄压房31铰接。

为了进一步优化上述技术方案，盖板11可拆卸的安装在透明箱体1的顶部，并通过插销12固定。

为了进一步优化上述技术方案，传感器2至少包括温度传感器、声噪传感器、压力传感器。

为了进一步优化上述技术方案，控制台8包括：数据采集卡81、主机82、操作面板83和显示器84；数据采集卡81与传感器2连接；操作面板83、数据采集卡81和显示器84均与主机82连接。

为了进一步优化上述技术方案，主机82通过电源信号线分别控制电磁阀和点火控制器61；同时通过电源信号线将摄像机7采集的图像传输到主机82。

具体的工作过程如下：首先，在粉托4上放置可燃性粉尘，如图4所示，按下操作面板83上的扬尘按钮，电磁阀打开，空气压缩机52动作，出气管51将粉托4内的粉尘吹起；然后按下操作面板83上的点火按钮，点火控制器61控制点火器进行点火；最后，摄像机7采集爆炸过程图像，传感器2采集爆炸时的数据，均传输给控制台8；控制台8的显示器84能够回放、慢放爆炸过程，进行研究。

实施例2：

如图1所示，一种粉尘爆炸演示试验装置，包括：可视化装置和试验箱；可视化装置观测试验箱的试验过程；

其中，试验箱包括：透明箱体1、传感器2、泄压装置、粉托4、扬尘装置和点火装置；传感器2置于透明箱体1的内壁上；泄压装置安装在透明箱体1的盖板11上；粉托4安装在透明箱体1内部；扬尘装置的出风口对准粉托4；点火装置深入透明箱体1内；

可视化装置包括：摄像机7和控制台8；摄像机7与控制台8连接；控制台8显示摄像机7拍摄图像和传感器2采集的数据，并分别控制扬尘装置和点火装置动作；还包括：隔板、隔板架和导通管；隔板架置于透明箱体1的内部；隔板安装在隔板架上，且垂直于透明箱体1的底面；导通管连通隔板的两侧；由隔板分离开的两个空间内分别安装传感器2，并且每个空间设置有个粉托4。

为了进一步优化上述技术方案，扬尘装置包括出气管51、空气压缩机52和电磁阀；出气管51与空气压缩机52连接；控制台8通过电磁阀控制空气压缩机52的充放气。

为了进一步优化上述技术方案，点火装置包括点火器和点火控制器61；点火器伸入透明箱体1中；点火器与点火控制器61连接；点火控制器61与控制台8连接。

为了进一步优化上述技术方案，泄压装置包括：泄压房31、泄压门32和泄压窗33；泄压房31与盖板11上的泄压口连通；泄压房31的侧壁上开设有泄压门32和泄压窗33；泄压门32和泄压窗33均与泄压房31铰接。

为了进一步优化上述技术方案，盖板11可拆卸的安装在透明箱体1的顶部，并通过插销12固定。

为了进一步优化上述技术方案，传感器2至少包括温度传感器、声噪传感器、压力传感器。

为了进一步优化上述技术方案，控制台8包括：数据采集卡81、主机82、操作面板83和显示器84；数据采集卡81与传感器2连接；操作面板83、数据采集卡81和显示器84均与主机82连接。

为了进一步优化上述技术方案，主机82通过电源信号线分别控制电磁阀和点火控制器61；同时通过电源信号线将摄像机7采集的图像传输到主机82。

具体的工作过程如下：首先，在粉托4上和导通管内放置可燃性粉尘，如图4所示，按下操作面板83上的扬尘按钮，电磁阀打开，空气压缩机52动作，出气管51将粉托4内的粉尘吹起；然后按下操作面板83上的点火按钮，点火控制器61控制点火器进行点火；通过导通管将另一个空间内的粉尘引爆；最后，摄像机7采集爆炸过程图像，两组传感器2分别采集爆炸时的数据，均传输给控制台8；控制台8的显示器84能够回放、慢放爆炸过程，进行研究。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，包括：可视化装置和试验箱；

所述可视化装置观测试验箱的试验过程；

其中，所述试验箱包括：透明箱体、传感器、泄压装置、粉托、扬尘装置和点火装置；所述传感器置于所述透明箱体的内壁上；所述泄压装置安装在所述透明箱体的盖板上；所述粉托安装在所述透明箱体内部；所述扬尘装置的出风口对准所述粉托；所述点火装置伸入所述透明箱体内；

所述可视化装置包括：摄像机和控制台；所述摄像机与所述控制台连接；所述控制台显示摄像机拍摄图像和传感器采集的数据，并分别控制所述扬尘装置和所述点火装置动作。

2.根据权利要求1所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，所述扬尘装置包括出气管、空气压缩机和电磁阀；所述出气管与所述空气压缩机连接；所述控制台通过所述电磁阀控制所述出气管的放气。

3.根据权利要求2所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，所述点火装置包括点火器和点火控制器；所述点火器伸入所述透明箱体中；所述点火器与所述点火控制器连接；所述点火控制器与所述控制台连接。

4.根据权利要求1所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，所述泄压装置包括：泄压房、泄压门和泄压窗；所述泄压房与所述盖板上的泄压口连通；所述泄压房的侧壁上开设有泄压门和泄压窗；所述泄压门和所述泄压窗均与所述泄压房铰接。

5.根据权利要求1或4所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，所述盖板可拆卸的安装在所述透明箱体的顶部，并通过插销固定。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，还包括：隔板、隔板架和导通管；所述隔板架置于所述透明箱体的内部；所述隔板安装在所述隔板架上，且垂直于所述透明箱体的底面；所述导通管连通所述隔板的两侧。

7.根据权利要求6所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，通过所述隔板分离得到的两个空间的内壁上均安装有传感器。

8.根据权利要求7所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，所述传感器至少包括温度传感器、声噪传感器、压力传感器。

9.根据权利要求3所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，所述控制台包括：数据采集卡、主机、操作面板和显示器；所述数据采集卡与所述传感器连接；所述操作面板、所述数据采集卡和所述显示器均与所述主机连接。

10.根据权利要求9所述的一种粉尘爆炸演示试验装置，其特征在于，所述主机通过电源信号线分别控制所述电磁阀和所述点火控制器；同时通过所述电源信号线将所述摄像机采集的图像传输到所述主机。