CN112577720B - 一种管端阻火器爆燃测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管端阻火器爆燃测试装置及测试方法，属于阻火器测试技术领域。其解决了现有技术阻火器无法成功阻止火焰爆燃传播的技术问题。该测试装置包括爆燃测试耐爆罐单元，用于模拟物料储罐环境；爆燃环境模拟单元，用于模拟爆燃环境；管端阻火器爆燃测试单元，用于测试管端阻火器阻爆燃的可靠性；测试辅助单元，用于固定爆燃测试袋；安全辅助单元，用于确保管端阻火器爆燃测试的安全。本发明提供的管端阻火器爆燃测试装置基本构成和功能要求，可以测试不同规格的管端阻火器；采用了两种管端阻火器阻爆燃测试方法检测阻爆燃是否成功；结合测试装置内容提供了管端爆燃阻火器爆燃测试方法和要求，清晰明了，操作性高。

Description

一种管端阻火器爆燃测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于阻火器测试技术领域，特别涉及一种管端阻火器爆燃测试装置及测试方法。

背景技术

对于存储易燃易爆物料的罐必须安装氮封装置，由于储罐多为常压罐，一般设置呼吸阀等，防止储罐抽空或承压。在储罐呼吸阀处，不可避免的会存在可燃气体，一旦外界有点火源，如发生雷击，很有可能在罐顶行程可燃气云，一旦火焰传至罐内，容易造成极其严重的事故。

目前一般要求要串联安装呼吸阀和管端爆燃阻火器，以防止外界火源传至罐内，从而保护罐内免受火源影响。现有技术相关的研究报道主要有：申请号201420148361.6的专利公开了一种石油储罐阻火器压力损失和通气量检测装置，包括风机、过渡管、温度计、出气测试管、出气整流栅、阻火器、托架、气体流量计、差压变送器Pa、差压变送器Pb、进气测试管、进气整流栅、集流器，风机一端连接有过渡管，过渡管连接于出气测试管，出气测试管上设有温度计、测压孔A和测压孔B，测压孔A和B上设有短导管E和短导管F，出气测试管经出气整流栅连接于阻火器一端，阻火器另一端连接于进气测试管，进气测试管上设有测压孔C和测压孔D，测压孔C和D上设有短导管G和短导管H，进气测试管另一端经进气整流栅连接于集流器，集流器上设有气体流量计。

上述现有技术虽然做了相关研究，但是如何有效检测管端爆燃阻火器是否可以阻火，特别是否可以成功阻止火焰爆燃传播，目前还缺乏有效的测试装置和测试方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管端阻火器爆燃测试装置及测试方法，其可以用于测试验证各类管端爆燃阻火器的阻爆燃性能。

本发明的任务之一在于提供一种管端阻火器爆燃测试装置，其采用了以下技术方案：

一种管端阻火器爆燃测试装置，其特征在于，其包括：

爆燃测试耐爆罐单元，用于模拟物料储罐环境；

爆燃环境模拟单元，用于模拟爆燃环境；

管端阻火器爆燃测试单元，用于测试管端阻火器阻爆燃的可靠性；

测试辅助单元，用于固定爆燃测试袋；

安全辅助单元，用于确保管端阻火器爆燃测试的安全。

作为本发明的一个优选方案，上述的爆燃测试耐爆罐单元包括爆燃测试耐爆罐、爆燃测试耐爆罐支架、爆燃测试耐爆罐法兰二、爆燃测试耐爆罐进气口及爆燃测试耐爆罐测试口，上述的爆燃测试耐爆罐支架位于上述的爆燃测试耐爆罐的下方，用于对上述的爆燃测试耐爆罐进行支撑；上述的爆燃测试耐爆罐进气口、爆燃测试耐爆罐测试口位于上述爆燃测试耐爆罐的罐壁上，上述的爆燃测试耐爆罐法兰二连接在上述的爆燃测试耐爆罐的端部。

作为本发明的另一个优选方案，上述的爆燃测试耐爆罐进气口通过管道连接爆燃测试耐爆罐进气连接口，在上述的管道上设置有远程关断阀。

进一步的，上述的爆燃环境模拟单元包括管端爆燃测试袋、点火装置及点火控制单元，通过上述的点火装置向上述的管端爆燃测试袋提供点火源，点燃后形成爆燃环境，通过上述的点火控制单元控制上述点火装置。

进一步的，上述的管端爆燃测试袋包括测试袋本体及位于上述测试袋本体上的放气口，上述的点火装置位于上述的测试袋本体上。

进一步优选，上述的点火装置位于上述的测试袋本体的上部、中部或下部。

进一步优选，上述的管端阻火器爆燃测试单元包括法兰一、爆破薄膜、爆燃测试耐爆罐法兰一、待测管端阻火器及火焰探测器，上述的法兰一位于远离上述爆燃测试耐爆罐法兰二的爆燃测试耐爆罐的端部，上述的爆破薄膜位于上述的法兰一的内侧，上述的爆燃测试耐爆罐法兰一位于上述的爆破薄膜的内侧，上述的待测管端阻火器位于上述的爆燃测试耐爆罐测试口的上方，上述的火焰探测器位于上述的待测管端阻火器与上述的爆燃测试耐爆罐测试口之间。

进一步优选，上述的待测管端阻火器位于上述的测试袋本体内部。

进一步优选，上述的测试辅助单元包括用于对上述的爆燃测试袋进行固定的固定装置，上述的固定装置包括固定架及可提升机构，通过可提升机构来控制上述爆燃测试袋的位置。

进一步优选，上述的固定架包括固定在地基上的两根垂向设置的支架，在两根支架之间连接有横梁。

进一步优选，上述的可提升机构包括绕线器、抬升线及抬升轮，上述的抬升轮固定在上述的横梁的下方，上述的抬升线绕在上述的抬升轮上，并且一端连接上述的爆燃测试袋，另一端连接在绕线器上，上述丶绕线器固定在上述的固定架上。

进一步优选，上述的爆燃测试耐爆罐测试口包括爆燃测试耐爆罐测试固定口和爆燃测试耐爆罐变径连接法兰两部分，上述的爆燃测试耐爆罐变径连接法兰可拆卸连接在上述的爆燃测试耐爆罐测试固定口的上方。

进一步优选，上述的可提升机构设置有两组，分别位于上述的爆燃测试袋的两侧。

本发明的另一任务在于提供一种管端阻火器爆燃测试方法，其采用上述管端阻火器爆燃测试装置，依次包括以下步骤：

S1、测试实验准备，主要检测爆燃测试袋与其测试辅助单元，以提供足够的爆燃测试环境空间；

S2、准备测试需用气体；

S3、点火，准备点火装置进行点火测试，每个点火点测试2次，共计6次，通过点火控制单元远程控制点火装置；

S4、爆燃测试，主要通过以下两种方式来测试：

第一、通过爆破薄膜的完整性来验证，当管端阻火器阻火成功时，爆燃测试耐爆罐内的可燃测试气体不会被引燃，进而爆破薄膜会保持完好；

当管端阻火器阻火失败时，爆燃测试耐爆罐内的可燃测试气体会被引燃，从而发生罐内爆炸，剧烈的爆炸压力会在系统薄弱处释放，爆破薄膜会被破坏，同时观测到爆炸火焰从爆燃测试耐爆罐法兰一口处喷出；

第二、通过火焰探测器检测，经过远程控制及信号采集系统可实现火焰信号的监测。

S5、更换阻火器测试，

某一阻火器测试完后，更换另一待测阻火器，按照步骤S1-S4进行测试；

S6、结合相关理论知识进行数据整理。

优选的，上述步骤S2具体步骤为：连接爆燃测试耐爆罐进气连接口，打开远程关断阀，向爆燃测试耐爆罐内充入预先混合好的可燃气介质，并通过放气口，将爆燃测试袋内充分膨胀，并将爆燃测试袋内袋内原有的气体置换出去，形成测试用的可燃气混合物介质。

与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：

第一、本发明提供的管端阻火器爆燃测试装置基本构成和功能要求，可以测试不同规格的管端阻火器；

第二、采用2种管端阻火器阻爆燃测试方法检测阻爆燃是否成功；

第三、结合测试装置内容提供了管端爆燃阻火器爆燃测试方法和要求，清晰明了，操作性高。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明管端阻火器爆燃测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2的管道阻火器爆燃测试装置的结构示意图；

图3为本发明爆燃测试耐爆罐测试口示意图；

图中，1、地基，2、支架，3、绕线器，4、抬升线，5、抬升轮，6、爆燃测试袋，6-1测试袋本体，6-2、放气口，7、横梁，8、法兰一，9、爆破薄膜，10、爆燃测试耐爆罐法兰一，11、爆燃测试耐爆罐，12、爆燃测试耐爆罐支架，13、爆燃测试耐爆罐法兰二，14、爆破片，15、法兰二，16、爆燃测试耐爆罐进气口，17、爆燃测试耐爆罐测试口，17-1、爆燃测试耐爆罐测试固定口，17-2、爆燃测试耐爆罐变径连接法兰，18、点火装置，18-1、上部点火装置，18-2、中部点火装置，18-3、下部点火装置，19、爆燃环境，20、待测管端阻火器，21、火焰探测器，22、远程关断阀，23、爆燃测试耐爆罐进气连接口，24、点火控制单元，25、远程控制及信号采集系统。

具体实施方式

本发明提出了一种管端阻火器爆燃测试装置及测试方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

本发明一种管端阻火器爆燃测试装置，其包括：爆燃测试耐爆罐单元、爆燃环境模拟单元、管端阻火器爆燃测试单元、测试辅助单元及安全辅助单元，其中，爆燃测试耐爆罐单元用于模拟物料储罐环境，爆燃环境模拟单元用于模拟爆燃环境，管端阻火器爆燃测试单元用于测试管端阻火器阻爆燃的可靠性，测试辅助单元用于固定爆燃测试袋，安全辅助单元用于确保管端阻火器爆燃测试的安全。

上述的爆燃测试耐爆罐单元包括爆燃测试耐爆罐、爆燃测试耐爆罐支架、爆燃测试耐爆罐法兰二、爆燃测试耐爆罐进气口及爆燃测试耐爆罐测试口，上述的爆燃测试耐爆罐支架位于上述的爆燃测试耐爆罐的下方，用于对上述的爆燃测试耐爆罐进行支撑；上述的爆燃测试耐爆罐进气口、爆燃测试耐爆罐测试口位于上述爆燃测试耐爆罐的罐壁上，上述的爆燃测试耐爆罐法兰二连接在上述的爆燃测试耐爆罐的端部。

优选的，上述的爆燃测试耐爆罐进气口通过管道连接爆燃测试耐爆罐进气连接口，在上述的管道上设置有远程关断阀。

进一步的，上述的爆燃环境模拟单元包括管端爆燃测试袋、点火装置及点火控制单元，通过上述的点火装置向上述的管端爆燃测试袋提供点火源，点燃后形成爆燃环境，通过上述的点火控制单元控制上述点火装置。

进一步的，上述的管端爆燃测试袋包括测试袋本体及位于上述测试袋本体上的放气口，上述的点火装置位于上述的测试袋本体上。

进一步优选，上述的点火装置位于上述的测试袋本体的上部、中部或下部。

进一步优选，上述的管端阻火器爆燃测试单元包括法兰一、爆破薄膜、爆燃测试耐爆罐法兰一、待测管端阻火器及火焰探测器，上述的法兰一位于远离上述爆燃测试耐爆罐法兰二的爆燃测试耐爆罐的端部，上述的爆破薄膜位于上述的法兰一的内侧，上述的爆燃测试耐爆罐法兰一位于上述的爆破薄膜的内侧，上述的待测管端阻火器位于上述的爆燃测试耐爆罐测试口的上方，上述的火焰探测器位于上述的待测管端阻火器与上述的爆燃测试耐爆罐测试口之间。

进一步优选，上述的待测管端阻火器位于上述的测试袋本体内部。

进一步优选，上述的测试辅助单元包括用于对上述的爆燃测试袋进行固定的固定装置，上述的固定装置包括固定架及可提升机构，通过可提升机构来控制上述爆燃测试袋的位置。

进一步优选，上述的固定架包括固定在地基上的两根垂向设置的支架，在两根支架之间连接有横梁。

进一步优选，上述的可提升机构包括绕线器、抬升线及抬升轮，上述的抬升轮固定在上述的横梁的下方，上述的抬升线绕在上述的抬升轮上，并且一端连接上述的爆燃测试袋，另一端连接在绕线器上，上述绕线器固定在上述的固定架上。

进一步优选，上述的爆燃测试耐爆罐测试口包括爆燃测试耐爆罐测试固定口和爆燃测试耐爆罐变径连接法兰两部分，上述的爆燃测试耐爆罐变径连接法兰可拆卸连接在上述的爆燃测试耐爆罐测试固定口的上方。

进一步优选，上述的可提升机构设置有两组，分别位于上述的爆燃测试袋的两侧。

下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

实施例1：

结合图1和图2所示，本发明管端阻火器爆燃测试装置，包括爆燃测试耐爆罐单元、爆燃环境模拟单元、管端阻火器爆燃测试单元、测试辅助单元及安全辅助单元。

爆燃测试耐爆罐单元用于模拟物料储罐环境，考虑到测试的安全性，其设计压力要较高，设置为耐爆罐，其主要包括：爆燃测试耐爆罐11、爆燃测试耐爆罐支架12、爆燃测试耐爆罐法兰二13、爆燃测试耐爆罐进气口16(含关断阀)、爆燃测试耐爆罐测试口17，测试气体介质通过爆燃测试耐爆罐进气口16(含关断阀)进入到爆燃测试耐爆罐11；

如图3所示，上述的爆燃测试耐爆罐测试口17包括爆燃测试耐爆罐测试固定口17-1、爆燃测试耐爆罐变径连接法兰17-2，方便与不同规格的阻火器进行连接测试；

管端爆燃环境模拟单元包括管端爆燃测试袋6和点火装置18，管端爆燃测试袋6包括测试袋本体6-1和放气口6-2，其中管端爆燃测试袋6提供爆燃环境，点火装置提供点火源。

管端阻火器爆燃测试单元包括：法兰一8、爆破薄膜9、爆燃测试耐爆罐法兰一10、待测管端阻火器20、火焰探测器21。

管端阻火器成功与否有以下两种方式检测：

(1)通过爆破薄膜的完整性来验证，当管端阻火器阻火成功时，爆燃测试耐爆罐内的可燃测试气体不会被引燃，进而爆破薄膜会保持完好；当管端阻火器阻火失败时，爆燃测试耐爆罐内的可燃测试气体会被引燃，从而发生罐内爆炸，剧烈的爆炸压力会在系统薄弱处释放，即爆破薄膜会被破坏，同时可以看到爆炸火焰从爆燃测试耐爆罐法兰一口处喷出；

(2)通过火焰探测器检测。

上述的测试辅助单元包括：支架2、绕线器3、抬升线4、抬升轮5、横梁7，其中，支架2竖向设置有两根，底部固定在地基1上，抬升轮固定在上述的横梁的下方，上述的抬升线绕在上述的抬升轮上，并且一端连接上述的爆燃测试袋，另一端连接在绕线器上，上述绕线器固定在上述的固定架上。

上述的安全辅助单元包括：14爆破片，15法兰二。

其中，需要说明的是：

(1)因为阻火器规格大小不一，考虑到方便性，17爆燃测试耐爆罐测试口包括17-1爆燃测试耐爆罐测试固定口，17-2爆燃测试耐爆罐变径连接法兰，方便与不同规格的阻火器进行连接测试；

(2)辅助单元的作用主要提供管端爆燃测试足够的高度，同时保证管端爆燃测试袋可处于充满气的状态。由于需要利用管端爆燃测试袋模拟真实阻火器所处的大气环境，管端爆燃测试袋体积、尺寸较大，当充满测试气体时，其高度远超人员操作高度，同时为了保证测试时6管端爆燃测试袋不受到外界风场等的影响，需要对管端爆燃测试袋进行固定。

(3)本发明考虑到测试可操作性和安全性，采用抬升线拴住管端爆燃测试袋的上方两端，通过抬升轮和绕线器，人员可在下方将管端爆燃测试袋升至合适的高度，同时与横梁固定，保持测试最佳效果。当然也可采用其它形式，如将人运往高处，直接将管端爆燃测试袋固定到横梁上。

实施例2：

结合图1和图2所示，爆燃测试耐爆罐单元用于模拟物料储罐环境，考虑到测试的安全性，其设计压力要较高，设置为耐爆罐。主要包括：爆燃测试耐爆罐11、爆燃测试耐爆罐支架12、爆燃测试耐爆罐法兰二13、爆燃测试耐爆罐进气口16、爆燃测试耐爆罐测试口17、远程关断阀22、爆燃测试耐爆罐进气连接口23，测试气体介质依次通过远程关断阀22、爆燃测试耐爆罐进气连接口23、爆燃测试耐爆罐进气口16进入到爆燃测试耐爆罐11；

管端爆燃环境模拟单元包括：管端爆燃测试袋6-1、放气口6-2、形成的爆燃环境19、点火控制单元24，点火装置18可设置不同的位置，如上部点火装置18-1、中部点火装置18-2和下部点火装置18-3。

管端阻火器爆燃测试单元包括法兰一8、爆破薄膜9、爆燃测试耐爆罐法兰一10、待测管端阻火器20、火焰探测器21、远程控制及信号采集系统25。

实施例3：

与实施例1不同之处在于，用盲板等替代爆破片、法兰二。

爆燃测试耐爆罐法兰二、爆破片，法兰二的主要作用是提供爆燃测试耐爆罐测试时备用泄压口，因此，也可用盲板等替换掉爆破片、法兰二。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种管端阻火器爆燃测试装置，其特征在于，其包括：

爆燃测试耐爆罐单元，用于模拟物料储罐环境；

爆燃环境模拟单元，用于模拟爆燃环境；

管端阻火器爆燃测试单元，用于测试管端阻火器阻爆燃的可靠性；

测试辅助单元，用于固定爆燃测试袋；

安全辅助单元，用于确保管端阻火器爆燃测试的安全；

所述的爆燃测试耐爆罐单元包括爆燃测试耐爆罐、爆燃测试耐爆罐支架、爆燃测试耐爆罐法兰二、爆燃测试耐爆罐进气口及爆燃测试耐爆罐测试口，所述的爆燃测试耐爆罐支架位于所述的爆燃测试耐爆罐的下方，用于对所述的爆燃测试耐爆罐进行支撑；所述的爆燃测试耐爆罐进气口、爆燃测试耐爆罐测试口位于所述爆燃测试耐爆罐的罐壁上，所述的爆燃测试耐爆罐法兰二连接在所述的爆燃测试耐爆罐的端部；

所述的爆燃测试耐爆罐进气口通过管道连接爆燃测试耐爆罐进气连接口，在所述的管道上设置有远程关断阀；

所述的爆燃环境模拟单元包括管端爆燃测试袋、点火装置及点火控制单元，通过所述的点火装置向所述的管端爆燃测试袋提供点火源，点燃后形成爆燃环境，通过所述的点火控制单元控制所述点火装置；

所述的管端爆燃测试袋包括测试袋本体及位于所述测试袋本体上的放气口，所述的点火装置位于所述的测试袋本体上；

所述的点火装置位于所述的测试袋本体的上部、中部或下部；

所述的管端阻火器爆燃测试单元包括法兰一、爆破薄膜、爆燃测试耐爆罐法兰一、待测管端阻火器及火焰探测器，所述的法兰一位于远离所述爆燃测试耐爆罐法兰二的爆燃测试耐爆罐的端部，所述的爆破薄膜位于所述的法兰一的内侧，所述的爆燃测试耐爆罐法兰一位于所述的爆破薄膜的内侧，所述的待测管端阻火器位于所述的爆燃测试耐爆罐测试口的上方，所述的火焰探测器位于所述的待测管端阻火器与所述的爆燃测试耐爆罐测试口之间；

所述的待测管端阻火器位于所述的测试袋本体内部；

所述的测试辅助单元包括用于对所述的爆燃测试袋进行固定的固定装置，所述的固定装置包括固定架及可提升机构，通过可提升机构来控制所述爆燃测试袋的位置；

所述的固定架包括固定在地基上的两根垂向设置的支架，在两根支架之间连接有横梁；

所述的可提升机构包括绕线器、抬升线及抬升轮，所述的抬升轮固定在所述的横梁的下方，所述的抬升线绕在所述的抬升轮上，并且一端连接所述的爆燃测试袋，另一端连接在绕线器上，所述绕线器固定在所述的固定架上；

所述的爆燃测试耐爆罐测试口包括爆燃测试耐爆罐测试固定口和爆燃测试耐爆罐变径连接法兰两部分，所述的爆燃测试耐爆罐变径连接法兰可拆卸连接在所述的爆燃测试耐爆罐测试固定口的上方；

所述的可提升机构设置有两组，分别位于所述的爆燃测试袋的两侧。

2.一种管端阻火器爆燃测试方法，其特征在于，其采用权利要求1所述的一种管端阻火器爆燃测试装置，所述的测试方法依次包括以下步骤：

S1、测试实验准备，主要检测爆燃测试袋与其测试辅助单元，以提供足够的爆燃测试环境空间；

S2、准备测试需用气体；

S3、点火，准备点火装置进行点火测试，每个点火点测试2次，共计6次，通过点火控制单元远程控制点火装置；

S4、爆燃测试，主要通过以下两种方式来测试：

第一、通过爆破薄膜的完整性来验证，当管端阻火器阻火成功时，爆燃测试耐爆罐内的可燃测试气体不会被引燃，进而爆破薄膜会保持完好；

当管端阻火器阻火失败时，爆燃测试耐爆罐内的可燃测试气体会被引燃，从而发生罐内爆炸，剧烈的爆炸压力会在系统薄弱处释放，爆破薄膜会被破坏，同时观测到爆炸火焰从爆燃测试耐爆罐法兰一口处喷出；

第二、通过火焰探测器检测，经过远程控制及信号采集系统可实现火焰信号的监测；

S5、更换阻火器测试，

某一阻火器测试完后，更换另一待测阻火器，按照步骤S1-S4进行测试；

S6、结合相关理论知识进行数据整理。

3.根据权利要求2所述的一种管端阻火器爆燃测试方法，其特征在于，步骤S2具体步骤为：连接爆燃测试耐爆罐进气连接口，打开远程关断阀，向爆燃测试耐爆罐内充入预先混合好的可燃气介质，并通过放气口，将爆燃测试袋内充分膨胀，并将爆燃测试袋内袋内原有的气体置换出去，形成测试用的可燃气混合物介质。

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