CN201497642U - 防爆安全阀型式试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防爆安全阀型式试验装置，其特点是，它包括试验罐、配气控制阀、配气搅拌装置、由气体预处理器和气体采集、分析系统、压力采集、显示记录系统、红外热像采集、点火系统、试验罐正、负压力表、阻火器及安全阀和气源；试验罐的上、下端均置有气体浓度测量口，在每一气体浓度测量口处各置有由一台甲烷分析仪分析仪；在试验罐的中部，放置试品的后端通道上各置有压力变送器，压力变送器通过变送电源、数据采集器和显示器相连接，红外热像仪置于试验品的前方。本实用新型在整个试验测试中不仅参数正确齐全、且又有热像仪图像参数佐证。满足了曲轴箱防爆安全阀型式试验的特殊工艺的特定试验要求的条件。

Description

防爆安全阀型式试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于实验室集可燃性气体配置、爆炸试验和数据分析为一体的试验装置，特别适用于曲轴箱防爆安全阀的型式试验。

背景技术

近年来随着国际、国内造船工业的发展需要，为满足船用柴油机曲轴箱用防爆安全阀型式试验的技术需求，研发了该曲轴箱防爆安全阀型式试验装置。

该试验装置与常规的配气试验装置在功能上有显著不同之处。

(一)常规的配气试验装置在试罐内配置的可燃气体是作为模拟大气环境中可能存在的可燃气体环境，只有当置于该环境中的被测试的产品的隔爆功能失效(不合格)的状况下，试验罐内的可燃气体才会被引燃爆炸。而通过本装置配置在整个试罐的可燃气，在每次试验中都要被点燃，以考核防爆安全阀产品的性能。

(二)常规被测试的产品是密封置于试验罐内，且只对被测试的产品防爆腔体内充入的可燃气进行引爆。而本装置的被测试产品是装在试验罐的外端、外露在试罐外，试验时充入的整罐可燃气必须用规定能量的点燃源引爆，以评价被测试产品的泄压、阻火、密封的性能。

(三)常规配气装置对配气浓度的测量位置、爆炸压力的采集点，均无特定位置上的规定。而该试验对浓度的测量位置、压力的采集处都有严格的要求。要求对试罐内上、下浓度的测量、试罐内中心、试验样品的前端的压力采集都做了明确的规定。

(四)常规配气试验装置在试验中对试验产品的爆炸过程温度、阻火能力都不作参数记录考核，而新装置的试验过程中试品的爆炸时温度、阻燃能力都要用热像仪捕捉的热像来作为数据分析的依据。作为判别试品性能的佐证。

(五)由于曲轴箱防爆安全阀产品特性及其型式试验方法的特殊性，使得常规的抽真空、常规配排手段不适宜采纳。常规手段又由于空气与甲烷两种气体密度的差，容易造成配置气体的分层现象，影响混合气的均匀。

从以上几处分析，常规的配气装置不适用曲轴箱防爆安全阀型式试验特殊要求。

发明内容

本实用新型的目的是为曲轴箱防爆安全阀型式试验特殊需求而开发，与常规配气装置不同的新型试验装置系统。为船用曲轴箱防爆安全阀型式试验提供良好的标准试验新装置。

本实用新型技术方案是，曲轴箱防爆安全阀型式试验装置，特点是，它包括试验罐、配气控制阀、配气搅拌装置、气体采集、分析系统、压力采集、显示记录环节、红外热像采集、点火系统、试罐正、负压力表、阻火器及安全阀、包括压缩空气和甲烷气体的气源；在试验罐的上、下端均置有气体浓度测量口，在每一气体浓度测量口处各置有由一台可燃性气体分析仪，分别对试罐内配置的可燃气气体上、下端浓度进行检测；在试验罐的中部，放置试品的后端通道上各置有压力变送器负责采集试罐在型式试验全过程中的压力变化，压力变送器通过变送电源、数据采集器和显示器相连接，显示器上同步显示试罐内压力升高和衰减全过程。数据采集完整、清晰，显示器上显示压力变化与罐体充气、燃爆全过程一目了然。符合安全阀型式试验要求；试验罐外试品的前方置有红外热像设备。以20帧/秒摄录爆燃过程中被测试的防爆安全阀的泄压、阻燃的全过程，包括爆燃时的温度场特征。满足了防爆安全阀型式试验特定要求。

所述的配气控制阀包括甲烷配气阀、压缩空气阀门、气体排放口阀门、两台甲烷分析仪阀门和正压表阀门，在所述的甲烷配气阀、压缩空气阀门、气体排放口阀门、两台甲烷分析仪阀门和试验罐之间置有阻火器。

试验罐体内上、下测量口配备的气体浓度分析仪具有测量精度高、响应时间快的特点，使该装置配置的气体浓度达到试验规范的要求。装置在试验罐内中心及试品的前端的压力采集位置的合理布置。试罐容器内动态的压力升、衰全过程通过两个独立的压力变送装置变送、采集显示整个试验设备的工作状况，不仅记录参数完整、准确，而且显示器显示一目了然。该装置试验满足曲轴箱防爆安全阀试验特殊工艺要求。而且又有红外热像仪设施的配置，使整个试验(试验罐容器内可燃气被点燃后并爆燃)防爆安全阀在爆炸发生的全过程中泄压、阻焰的全貌清晰。整个试验测试中不仅参数正确齐全、且又有热像仪图像参数佐证。满足了曲轴箱防爆安全阀型式试验的特殊工艺的特定试验要求的条件。

附图说明

图1为曲轴箱防爆安全阀型式试验装置原理图。

具体实施方式

本实用新型具体实施方式结合附图作一说明。

由图1所示，一种曲轴箱防爆安全阀型式试验装置，其特点是，它包括试验罐13、配气控制阀、配气搅拌装置18、由气体预处理器9和两台甲烷分析仪8组成的气体采集、分析系统、由压力变送器(21、22)、变送电源6、数据采集器4和显示器5组成的压力采集、显示记录系统、由红外热像仪7、点火器2和直流电源3组成的红外热像采集、点火系统、试验罐正、负压力表17、阻火器、安全阀14、包括压缩空气和甲烷气体的气源1；在所述的试验罐的上、下端均置有气体浓度测量口(23、25)，在每一气体浓度测量口处各置有由一台甲烷分析仪分析仪8；在试验罐13的中部24，放置试品11的后端通道上各置有压力变送器(21、22)，负责采集试验罐13在型式试验全过程中的压力变化，压力变送器(21、22)通过变送电源6、数据采集器4和显示器5相连接，显示器5上同步显示试验罐13内压力升高和衰减全过程。数据采集完整、清晰，显示器5上显示压力变化与罐体充气、燃爆全过程一目了然。红外热像仪7置于试验品的前方，以20帧/秒摄录爆燃过程中被测试的防爆安全阀的泄压、阻燃的全过程，包括爆燃时的温度场特征。满足了防爆安全阀型式试验特定要求。本装置气体分析仪测量精度达到±0.1％，浓度范围9.5±0.5％内，上下点测量口浓度差别不超过0.5％。配置的气体浓度均匀稳定，符合试验规范要求。

所述的配气控制阀包括甲烷配气阀20、压缩空气阀门19、气体排放口阀门12、两台甲烷分析仪阀门(10、15)和正压表阀门16，在所述的甲烷配气阀20、压缩空气阀门19、气体排放口阀门12、两台甲烷分析仪阀门10和试验罐之间置有阻火器。

结合曲轴箱防爆安全阀型式试验装置原理图本实用新型的工作过程是：

1.预热：打开甲烷气体分析仪8电源开关对分析仪进行预热，时间≥1小时。

2.分析仪的标定：为了保证试验参数的准确性及可靠性，必须在试验前，对试验气体浓度进行比对。用相应浓度的标准气(9.5±0.5范围内)对甲烷分析仪进行标定。

3.压力变送器动态性能的确认：在试验前对压力变送器(21、22)在用空气对试验罐吹扫过程中加以确认压力变送器的动态性能。

4.在甲烷分析仪预热、标定、压力变送器动态性能良好的前提下，开启甲烷配气阀20、正压表阀门16、甲烷分析仪采集口阀门(15、10)，同时按通搅拌装置18电源装置运行在配气搅拌状态。向试验罐13内充入甲烷气(钢瓶气气源浓度≥95％)。同时观察罐体正压表17压力、显示器5上的压力变化及甲烷分析仪8的配气浓度指示值。直至甲烷分析仪8采集到的气体浓度符合曲轴箱防爆安全阀型式试验程序规定值，即试罐内13上、下测量口(23、24)甲烷气体浓度在9.5±0.5％范围。两处的甲烷浓度差值不超过0.5％。为了便于加速试验配气过程，在配气过程中可根据气体分析仪显示的浓度值适当同时打开或切断排放口阀门12来加快配气的流动节奏。如若配置的甲烷浓度高于试验规定值时，则可打开压缩空气口阀门19向罐内充入适量空气进行稀释。

5.试验罐内气体浓度达标后，迅速切断试验容器上所有的控制阀门(即关闭阀门19、20、12、15、16和10)，并观察显示器上的试罐内压力在不低于大气压下)并切断搅拌装置电源，停止搅拌。

6.打开点火系统电源，并发出准备点火指令，且开启红外热像仪电源，在确认设备及操作人员安全无误状况下实施点火爆燃操作。

7.点燃爆炸后，检阅压力爆炸记录曲线、热像捕捉资料是否完整。试验要校核安全阀有效关闭和动态后期适度的气密性。因此测试容器内爆炸后至少要达到0.3bar的负压且至少保持10秒以上，才能结束试验程序，再对试罐容器内进行空气吹扫、冷却。

Claims (2)

1.一种防爆安全阀型式试验装置，其特征在于，它包括试验罐、配气控制阀、配气搅拌装置、由气体预处理器和两台甲烷分析仪组成的气体采集、分析系统、由压力变送器、变送电源、数据采集器和显示器组成的压力采集、显示记录系统、由红外热像仪、点火器和直流电源组成的红外热像采集、点火系统、试验罐正、负压力表、阻火器及安全阀、包括压缩空气和甲烷气体的气源；在所述的试验罐的上、下端均置有气体浓度测量口，在每一气体浓度测量口处各置有由一台甲烷分析仪分析仪；在试验罐的中部，放置试品的后端通道上各置有压力变送器，压力变送器通过变送电源、数据采集器和显示器相连接，红外热像仪置于试验品的前方。

2.根据权利要求1所述的防爆安全阀型式试验装置，其特征在于，所述的配气控制阀包括甲烷配气阀、压缩空气阀门、气体排放口阀门、两台甲烷分析仪阀门和正压表阀门，在所述的甲烷配气阀、压缩空气阀门、气体排放口阀门、两台甲烷分析仪阀门和试验罐之间置有阻火器。

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