CN111879819A - 一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，包括闭合的循环管路，以及设置在循环管路中的液体容器、重量传感器、点火机构和涡轮叶片，所述的液体容器固定放置在所述重量传感器上，所述涡轮叶片用于形成沿循环管路循环流动的空气流，所述的点火机构由外部控制并以设定间隔时间点火。与现有技术相比，本发明可解决目前装置难以及时获得混合气浓度、测试过程繁琐、无法对多种易挥发液体进行测试的问题。
Description
技术领域
本发明属于液体爆炸极限测定装置技术领域，涉及一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置。
背景技术
目前运输领域易挥发液体的危险性测试项目仅仅为闪点测试，所得结果为易挥发液体与外界空气形成混合气，与火焰接触时发生闪火并立刻燃烧的温度。对于液体受热后的安定性可以给出闪点温度指标，但却无法给出发生燃爆的蒸气浓度指标，也无法考察多种易挥发液体的混合蒸气的爆炸极限。
专利CN 105136854B及CN 105092642B公布了一种液体混合物爆炸极限测试装置及该装置的使用方法，由燃爆仓、恒温室、加样杯、挡板、搅拌器、盖板、温度传感器及点火头等构成。在所述测试装置的加样杯中加入样品，控制加样杯和恒温室的温度，通过对温度和挥发时间的控制实现对待测液体蒸发气与空气混合气浓度的控制，然后点火进行测试，通过观察窗观察测试结果。但是包括该设备在内的目前设备无法解决的问题是，无法提供一种简便、高效的易挥发液体包括多种易挥发液体的爆炸极限测定手段。如上述装置需每次点火前对装置内气体进行采样然后分析才能得出混合气的浓度，过程繁琐，若一直未产生爆炸，则需要一直采样测试；并且装置无法实现对于多种易挥发液体的混合爆炸极限的测定；并且装置以人眼观察作为评判指标，对于无火焰爆炸，会造成结果的误判。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，以解决目前装置难以及时获得混合气浓度、测试过程繁琐、无法对多种易挥发液体进行测试等问题中的一种或多种。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供了一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，包括闭合的循环管路，以及设置在循环管路中的液体容器、重量传感器、点火机构和涡轮叶片，所述的液体容器固定放置在所述重量传感器上，所述涡轮叶片用于形成沿循环管路循环流动的空气流，所述的点火机构由外部控制并以设定间隔时间点火。工作时，涡轮叶片启动形成循环流动的空气流，如有需要，还可以设置电热元件对空气流加热，随着空气流的流动，放置在液体容器内的液体样品逐渐蒸发，使得空气流中的样品浓度逐渐升高，点火机构由外部控制器控制以设定的间隔时间打火，当空气流中的样品浓度达到爆炸极限时，循环回路内即发生闪爆，此时，对应的样品浓度即为液体的爆炸极限下限。由于液体容器的下方即为重量传感器，因此，液体容器内所蒸发的液体样品的量即可以通过重量传感器及时显示出来，该时刻的气相浓度可通过蒸发量与循环管路的体积来得出，如果此刻发生闪爆，其浓度即为爆炸极限下限。
进一步的，所述的循环管路的部分由泄压管构成，当循环管路内发生闪爆时，泄压管即被撕开。泄压管的设置即可以起到安全泄压的作用，同时，也可以方便观察到对应闪爆结果，即使对于无火焰爆炸，也不会发生误判的问题。
更进一步的，所述的泄压管由聚合物或铝箔制成。
进一步的，所述的液体容器与重量传感器在循环管路内对应设有一个或若干个。当液体容器等设置有若干个时，可以考察两种或两种以上液体共同蒸发的爆炸情况。
进一步的，沿空气流循环流动方向，所述循环管路在液体容器的上流位置还设有湍流孔板。湍流孔板的设置可以增加液体容器周围的湍流度，从而方便携带蒸发的液体样品进入循环的空气流中。
进一步的，所述的涡轮叶片的外缘装永磁体，通过在循环管路外产生旋转磁场的线圈驱动涡轮叶片转动，且在循环管路内发生闪爆时，线圈即被控制断电，使得涡轮叶片处于自由状态，从而可以有效抵消冲击效应。
进一步的，所述的循环管路中还设有温度传感器与压力传感器。温度传感器与压力传感器实时监测循环管路内的温度与压力，当闪爆时，循环管路内的温度与压力即会陡升，此时，当与其连接的控制器接收到对应陡升的温度与压力信号后，可以配合控制涡轮叶片的线圈断电等闪爆后的操作。
进一步的，所述的点火机构为点火电极对。通过由外部的控制器控制以设定的间隔对电极施加高压使其产生火花放电。
进一步的，所述的循环管路外还设有防爆机箱。更进一步的，所述的防爆机箱的顶部一侧设有排气口，底部一侧设有进气口，在排气口处设有排气风扇，在进气口处设有空气加热器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)装置能够实时连续改变、测定管路中液体蒸气的浓度。
(2)装置能够实时测定爆炸发生时的液体蒸气浓度、温度、压力。
(3)装置能够测定多种易挥发液体混合蒸气的爆炸极限。
(4)装置用于爆炸极限测定简便高效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中标记说明：
1-排气风扇；2-防爆机箱；3-空气加热器；4-波纹管；5-涡轮叶片；6-线圈；7-液体容器；8-重量传感器；9-湍流孔板；10-第一温度传感器；11-电热元件；12-点火电极对；13-第二温度传感器；14-压力传感器；15-泄压管。
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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能的常规部件或常规结构。
本发明提供了一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其结构参见图1所示，包括闭合的循环管路，以及设置在循环管路中的液体容器7、重量传感器8、点火机构和涡轮叶片5，所述的液体容器7固定放置在所述重量传感器8上，所述涡轮叶片5用于形成沿循环管路循环流动的空气流，所述电热元件11用于加热循环管路内的空气流，所述的点火机构由外部控制并以设定间隔时间点火。工作时，涡轮叶片5启动形成循环流动的空气流，如有需要，还可以设置电热元件11对空气流加热，随着空气流的流动，放置在液体容器7内的液体样品逐渐蒸发，使得空气流中的样品浓度逐渐升高，点火机构由外部控制器控制以设定的间隔时间打火，当空气流中的样品浓度达到爆炸极限时，循环回路内即发生闪爆，此时，对应的样品浓度即为液体的爆炸极限下限。由于液体容器7的下方即为重量传感器8，因此，液体容器7内所蒸发的液体样品的量即可以通过重量传感器8及时显示出来，该时刻的气相浓度可通过蒸发量与循环管路的体积来得出，如果此刻发生闪爆，其浓度即为爆炸极限下限。
在本发明的一种具体的实施方式中，所述的循环管路的部分由泄压管15构成，当循环管路内发生闪爆时，泄压管15即被撕开。泄压管15的设置即可以起到安全泄压的作用，同时，也可以方便观察到对应闪爆结果，即使对于无火焰爆炸，也不会发生误判的问题。
更具体的实施方式中，所述的泄压管15由聚合物或铝箔制成。
在本发明的一种具体的实施方式中，所述的液体容器7与重量传感器8在循环管路内对应设有一个或若干个。当液体容器7等设置有若干个时，可以考察两种或两种以上液体共同蒸发的爆炸情况。
在本发明的一种具体的实施方式中，沿空气流循环流动方向，所述循环管路在液体容器7的上流位置还设有湍流孔板9。湍流孔板9的设置可以增加液体容器7周围的湍流度，从而方便携带蒸发的液体样品进入循环的空气流中。
在本发明的一种具体的实施方式中，所述的涡轮叶片5的外缘装永磁体，通过在循环管路外产生旋转磁场的线圈6驱动涡轮叶片5转动，且在循环管路内发生闪爆时，线圈6即被控制断电，使得涡轮叶片5处于自由状态，从而可以有效抵消冲击效应。
在本发明的一种具体的实施方式中，所述的循环管路中还设有温度传感器与压力传感器14。温度传感器与压力传感器14实时监测循环管路内的温度与压力，当闪爆时，循环管路内的温度与压力即会陡升，此时，当与其连接的控制器接收到对应陡升的温度与压力信号后，可以配合控制涡轮叶片5的线圈6断电等闪爆后的操作。
在本发明的一种具体的实施方式中，所述的点火机构为点火电极对12。通过由外部的控制器控制以设定的间隔对电极施加高压使其产生火花放电。
在本发明的一种具体的实施方式中，所述的循环管路外还设有防爆机箱2。更进一步的，所述的防爆机箱2的顶部一侧设有排气口，底部一侧设有进气口，在排气口处设有排气风扇1，在进气口处设有空气加热器3。闪爆后，排气风扇1启动，空气加热器3加热，往防爆机箱2内通入热空气进行液体样品的脱附处理，此时，涡轮叶片5也开启到高速转动状态。
以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。
下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。
实施例1：
本实施例提供了一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其结构参见图1所示，包括闭合的循环管路，以及设置在循环管路中的液体容器7、重量传感器8、点火机构、涡轮叶片5和电热元件11，液体容器7固定放置在重量传感器8上，涡轮叶片5用于形成沿循环管路循环流动的空气流，电热元件11用于加热循环管路内的空气流，点火机构由外部控制并以设定间隔时间点火。工作时，涡轮叶片5启动形成循环流动的空气流，如有需要，可开启电热元件11对空气流加热，随着空气流的流动，放置在液体容器7内的液体样品逐渐蒸发，使得空气流中的样品浓度逐渐升高，点火机构由外部控制器控制以设定的间隔时间打火，当空气流中的样品浓度达到爆炸极限时，循环回路内即发生闪爆，此时，对应的样品浓度即为液体的爆炸极限下限。由于液体容器7的下方即为重量传感器8，因此，液体容器7内所蒸发的液体样品的量即可以通过重量传感器8及时显示出来，该时刻的气相浓度可通过蒸发量与循环管路的体积来得出，如果此刻发生闪爆，其浓度即为爆炸极限下限。
请再参见图1所示，循环管路的部分由泄压管15构成，当循环管路内发生闪爆时，泄压管15即被撕开，同时，循环管路中的部分还可以由波纹管4构成，另外，循环管路的中间段部分可以进行加固处理，以方便设置重量传感器8等元器件。泄压管15的设置即可以起到安全泄压的作用，同时，也可以方便观察到对应闪爆结果，即使对于无火焰爆炸，也不会发生误判的问题。泄压管15由聚乙烯或聚丙烯等聚合物、或铝箔制成。沿空气流循环流动方向，循环管路在液体容器7的上流位置还设有湍流孔板9。湍流孔板9的设置可以增加液体容器7周围的湍流度，从而方便携带蒸发的液体样品进入循环的空气流中。涡轮叶片5的外缘装永磁体，通过在循环管路外产生旋转磁场的线圈6驱动涡轮叶片5转动，且在循环管路内发生闪爆时，线圈6即被控制断电，使得涡轮叶片5处于自由状态，从而可以有效抵消冲击效应。循环管路中还设有温度传感器(可分为第一温度传感器10与第二温度传感器13)与压力传感器14。温度传感器与压力传感器14实时监测循环管路内的温度与压力，当闪爆时，循环管路内的温度与压力即会陡升，此时，当与其连接的控制器接收到对应陡升的温度与压力信号后，可以配合控制涡轮叶片5的线圈6断电、排气风扇1的启动等闪爆后的操作。点火机构为点火电极对12。通过由外部的控制器控制以设定的间隔对电极施加高压使其产生火花放电。循环管路外还设有防爆机箱2。防爆机箱2的顶部一侧设有排气口，底部一侧设有进气口，在排气口处设有排气风扇1，在进气口处设有空气加热器3。
本实施例的装置的具体工作过程如下：
在液体容器7中盛装易挥发液体后，高精度的重量传感器8置零。若有需要，开启电热元件11给空气加热，然后给线圈6通电，外缘带永磁体的涡轮叶片5旋转带动气体在管内循环流动。液体样品连续蒸发，逐渐提高浓度。与此同时，控制器以设定的间隔对点火电极对12的电极施加高压使其产生火花放电。浓度达到爆炸极限的同时，装置内发生闪爆，控制器自动记录当前样品蒸发气浓度、温度、压力及闪爆发生时的升温升压。闪爆时产生的压力同时会将循环管路中的聚合物膜或铝箔(即泄压管15)的一段撕开，达到安全泄压的目的。
在闪爆时，控制器会断开线圈6中的电流，使涡轮叶片5成为自由状态，可有效抵消冲击效应。闪爆发生后，防爆机箱2上的排气风扇1的高速运转，及时排放爆闪产生的气体。
试验结束后，移除液体容器7，撕掉循环管路中的泄压管15，通过防爆机箱2的进气口的空气加热器3输入热空气对残留在装置内的气体进行脱附，然后换上新的泄压管15进行下一次试验。
本实施例中，液体容器7与重量传感器8在循环管路内对应设有一个或若干个，当液体容器7等设置有若干个时，可以考察两种或两种以上液体共同蒸发的爆炸情况。
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)
1.一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，包括闭合的循环管路，以及设置在循环管路中的液体容器、重量传感器、点火机构和涡轮叶片，所述的液体容器固定放置在所述重量传感器上，所述涡轮叶片用于形成沿循环管路循环流动的空气流，所述的点火机构由外部控制并以设定间隔时间点火。
2.根据权利要求1所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，所述的循环管路的部分由泄压管构成，当循环管路内发生闪爆时，泄压管即被撕开。
3.根据权利要求1所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，在循环管路内还设有对内部空气流加热的电热元件。
4.根据权利要求1所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，所述的液体容器与重量传感器在循环管路内对应设有一个或若干个。
5.根据权利要求1所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，沿空气流循环流动方向，所述循环管路在液体容器的上流位置还设有湍流孔板。
6.根据权利要求1所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，所述的涡轮叶片的外缘装永磁体，通过在循环管路外产生旋转磁场的线圈驱动涡轮叶片转动，且在循环管路内发生闪爆时，线圈即被控制断电，使得涡轮叶片处于自由状态。
7.根据权利要求1所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，所述的循环管路中还设有温度传感器与压力传感器。
8.根据权利要求1所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，所述的点火机构为点火电极对。
9.根据权利要求1所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，所述的循环管路外还设有防爆机箱。
10.根据权利要求9所述的一种闭路循环式易挥发液体爆炸极限测定装置，其特征在于，所述的防爆机箱的顶部一侧设有排气口，底部一侧设有进气口，在排气口处设有排气风扇，在进气口处设有空气加热器。
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