CN205067405U - 可燃气体可泄爆空间爆炸试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可燃气体可泄爆空间爆炸试验装置，包括燃气源(1)、压力传感器(6、7)、红外线气体分析仪(17)、高速摄像机(18)和密闭室(19)，所述密闭室(19)为全尺寸钢筋混凝土结构，其后侧壁为全钢板结构，在所述密闭室(19)的前侧壁上开有与房间外相通的前泄爆孔(5)，在所述密闭室(19)的后侧壁上开有与房间外相通的后泄爆孔(10)，在所述密闭室(19)的一侧墙外设有密闭机箱(15)，在所述密闭机箱(15)内设有防爆风机(14)，在密闭室(19)内设有点火头(8)。本实用新型的试验装置，能够顺利实现全尺寸的建筑物内部多种工况的可燃气体爆炸试验，为科学计算和工程应用提供可燃气体爆炸的压力参数。

Description

可燃气体可泄爆空间爆炸试验装置

技术领域

本实用新型属于气体爆炸力学试验研究设备技术领域，特别是一种能够进行全尺寸的建筑物内部多种工况的可燃气体爆炸的试验装置。

背景技术

可燃气体在可泄爆空间内的爆炸作为发生频率较高的一种燃气爆炸事故形式，是可燃气体爆炸危害研究的重要内容。由于全尺寸的大型气体爆炸试验存在危险性、破坏性、费用高、测试难度大等缺陷，实际研究时多进行实验室规模的小型缩比气体爆炸试验，从而研究可燃气体爆炸的时空演化规律。随着人们对于生活安全的需求日益迫切，对于可燃气体在可泄爆空间内的爆炸的研究显得越发重要。

由于化工工业领域中生产和管理安全的长期需要，现有的可燃气体在可泄爆空间内的爆炸试验，均采用小型球体或柱体试验装置，详见参考文献(胡,俊,浦以康,万士昕,贾,复.柱形容器开口泄爆过程中压力发展特性的实验研究[J].爆炸与冲击,2001,21(1):47-52.)、(ZhihuaChen,BaochunFan,XiaohaiJiangandJingfangYe.Investigationsofsecondaryexplosionsinducedbyventing.ProcessSafetyProgress,2006,25(3):255-261.)、(R.K.Kumar,T.SkrabaandD.R.Greig.Ventedcombustionofhydrogen-airmixturesinlargevolumes.NuclearEngineeringandDesign,1987,99:305-315.)、(R.M.Kasmani,G.E.Andrews,H.N.Phylaktou.Experimentalstudyonventedgasexplosioninacylindricalvesselwithaventduct.ProcessSafetyandEnvironmentalProtection,2013,91:245-252.)所示的各种试验装置。

这样的试验装置能有效的研究化工工业领域的气体爆炸问题。但由于这类装置的形状、尺寸、可变化性等限制，并考虑到尺寸效应、边界条件等影响，它们并不能用于研究民用建筑结构内的气体爆炸问题。

因此，现有技术存在的问题是：不能实现全尺寸的建筑物内部多种工况的可燃气体爆炸试验。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可燃气体可泄爆空间爆炸试验装置，能够顺利实现全尺寸的建筑物内部多种工况的可燃气体爆炸试验，为科学计算和工程应用提供可燃气体爆炸的压力参数。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种可燃气体可泄爆空间爆炸试验装置，包括燃气源、压力传感器、红外线气体分析仪、高速摄像机和密闭室，所述密闭室为全尺寸钢筋混凝土结构，其后侧壁为全钢板结构，在所述密闭室的前侧壁上开有与房间外相通的前泄爆孔，前泄爆孔内安装泄爆材料，在所述密闭室的后侧壁上开有与房间外相通的后泄爆孔，后泄爆孔内安装泄爆材料，在所述密闭室的一侧墙外设有密闭机箱，所述密闭机箱通过该侧墙上的通风孔与密闭室相通，在所述通风孔设有活动盖板，在所述密闭机箱内设有防爆风机，所述压力传感器分别设在所述密闭室的前、后侧墙内侧，所述燃气源置于密闭室外，并经管道与密闭室内部相通，所述高速摄像机置于密闭室外可拍摄前泄爆孔或后泄爆孔喷出火焰的位置，所述红外线气体分析仪置于密闭室外，其探头可伸入密闭室内，在密闭室内设有点火头。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

本实用新型通过建立一间全尺寸的试验房间，实现了全尺寸的建筑物内部多种工况的可燃气体爆炸试验，为科学计算和工程应用提供可燃气体爆炸的压力参数。并且，风机箱上的塑料薄膜、钢板闸门和防爆风机，能够保证在整个试验准备过程中，试验房间的绝对密封；墙壁内侧安装石棉瓦，可以进行探索性的消波试验；带水冷系统和滤光膜片的压力传感器能更准确的记录到压力数据；高速摄像捕捉到的试验现象能有助于分析气体爆炸内部机理。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1是本实用新型可燃气体可泄爆空间爆炸试验装置结构示意图。

图2是图1的平面图。

图中，1.燃气瓶组，2.减压阀，3.进气管阀门，4.进气管，5.正面墙上的洞口，6.正面墙上的压力传感器，7.钢板上的压力传感器，8.点火头，9.红外线气体分析仪探头，10.钢板上的洞口，11.定滑轮，12.钢板，13.钢板闸门，14.防爆风机，15.风机箱子，16.塑料薄膜，17.红外线气体分析仪，18.高速摄像机，19.钢筋混凝土房间，20.钢筋混凝土框架，21.细钢丝，22.石棉瓦，23.通风孔。

具体实施方式

如图1和2所示，本实用新型可燃气体可泄爆空间爆炸试验装置，包括燃气源1、压力传感器6、7、红外线气体分析仪17、高速摄像机18和密闭室19，

所述密闭室19为全尺寸钢筋混凝土结构，其后侧壁为全钢板结构，在所述密闭室19的前侧壁上开有与房间外相通的前泄爆孔5，前泄爆孔5内安装泄爆材料，在所述密闭室19的后侧壁上开有与房间外相通的后泄爆孔10，后泄爆孔10内安装泄爆材料，在所述密闭室19的一侧墙外设有密闭机箱15，所述密闭机箱15通过该侧墙上的通风孔23与密闭室19相通，在所述通风孔23设有活动盖板13，在所述密闭机箱15内设有防爆风机14，所述压力传感器6、7分别设在所述密闭室19的前、后侧墙内侧，所述燃气源1置于密闭室19外，并经管道与密闭室19内部相通，所述高速摄像机18置于密闭室19外可拍摄前泄爆孔5或后泄爆孔10喷出火焰的位置，所述红外线气体分析仪17置于密闭室19外，其探头9可伸入密闭室19内，在密闭室19内设有点火头8。

高速摄像捕捉到的试验现象能有助于分析气体爆炸内部机理。

在所述密闭室19两侧墙内侧贴装有石棉瓦22。墙壁内侧安装石棉瓦，可以进行探索性的消波试验。

所述密闭机箱15)上设有供红外线气体分析仪17的探头9穿过的通道，所述通道用塑料薄膜16密封。

所述通风孔23的活动盖板13通过钢丝绳与设于密闭室19顶部的定滑轮相连，通过拉动钢丝绳使所述盖板13上下运动，使密闭机箱15与密闭室19相通或隔离。

所述压力传感器6、7带水冷系统和滤光膜片。带水冷系统和滤光膜片的压力传感器能更准确的记录到压力数据。

所述燃气源1包括燃气瓶组101、减压阀102和进气阀103，并通过进气管104依次串联后与密闭室19内部相通。

考虑到一般泄爆材料的抗爆能力及可燃气体的爆炸压力，钢筋混凝土房间按能抵抗600kPa内部超压来进行结构配筋计算。

将红外线气体分析仪17的探头9通过塑料薄膜16伸入钢筋混凝土房间19，对室内浓度进行实时监测，能保证气体密度的准确可靠。达到指定浓度后，停止充气，关闭防爆风机14，通过定滑轮11慢慢放下钢板闸门13。因此在整个试验准备过程中，房间一直处于密封状态，很好的保证了点火时气体浓度的准确。

通过在洞口5或10上安装不同的泄爆材料比如不同厚度、类型的玻璃、薄膜、木板等来得到不同的泄爆压力。

房间背面安装的钢板12上任意位置可以切开任意大小、形状的洞口10，以此来得到不同泄爆系数，不同泄爆形状，不同泄爆位置。

室内墙壁上任意位置处可以安装细钢丝21，从而可以任意指定点火头8的位置。

本实用新型试验装置操作步骤具体为：

1、通过细钢丝21在指定位置安装点火头8；

2、在正面墙上的洞口5或背面钢板上的洞口5上安装泄爆材料；

3、使用塑料薄膜16密封风机箱子15；

4、打开减压阀2和进气管阀门3，通过进气管4从燃气瓶组1向钢筋混凝土房间19内充入可燃气体；

5、将红外线气体分析仪17的探头9通过塑料薄膜16伸入钢筋混凝土房间19，对室内浓度进行实时监测，同时打开防爆风机14，将室内混合气体充分混合，使得室内处处浓度相同；

6、当浓度达到指定数值时，通过定滑轮11，慢慢放下钢板闸门13；

7、关闭防爆风机14，静置30秒后，引爆点火头8，通过压力传感器6、7记录爆炸压力，通过高速摄像机18拍摄冲出洞口5或10的火焰。

采用本实用新型的爆炸试验装置，进行不同浓度，不同泄爆系数、不同点火位置、不同泄爆压力下的可泄爆空间内的可燃气体爆炸试验，为科学计算和工程设计提供可燃气体爆炸的压力参数。并且，风机箱上的塑料薄膜、钢板闸门和防爆风机，能够保证在整个试验准备过程中，试验房间的绝对密封；墙壁内侧安装石棉瓦，可以进行探索性的消波试验；带水冷系统和滤光膜片的压力传感器能更准确的记录到压力数据；高速摄像捕捉到的试验现象能有助于分析气体爆炸内部机理。

Claims (7)

1.一种可燃气体可泄爆空间爆炸试验装置，包括燃气源(1)、压力传感器(6、7)、红外线气体分析仪(17)、高速摄像机(18)和密闭室(19)，其特征在于：

所述密闭室(19)为全尺寸钢筋混凝土结构，其后侧壁为全钢板结构，在所述密闭室(19)的前侧壁上开有与房间外相通的前泄爆孔(5)，前泄爆孔(5)内安装泄爆材料，在所述密闭室(19)的后侧壁上开有与房间外相通的后泄爆孔(10)，后泄爆孔(10)内安装泄爆材料，在所述密闭室(19)的一侧墙外设有密闭机箱(15)，所述密闭机箱(15)通过该侧墙上的通风孔(23)与密闭室(19)相通，在所述通风孔(23)设有活动盖板(13)，在所述密闭机箱(15)内设有防爆风机(14)，所述压力传感器(6、7)分别设在所述密闭室(19)的前、后侧墙内侧，所述燃气源(1)置于密闭室(19)外，并经管道与密闭室(19)内部相通，所述高速摄像机(18)置于密闭室(19)外可拍摄前泄爆孔(5)或后泄爆孔(10)喷出火焰的位置，所述红外线气体分析仪(17)置于密闭室(19)外，其探头(9)可伸入密闭室(19)内，在密闭室(19)内设有点火头(8)。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：在所述密闭室(19)两侧墙内侧贴装有石棉瓦(22)。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述密闭机箱(15)上设有供红外线气体分析仪(17)的探头(9)穿过的通道，所述通道用塑料薄膜(16)密封。

4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述通风孔(23)的活动盖板(13)通过钢丝绳与设于密闭室(19)顶部的定滑轮相连，通过拉动钢丝绳使所述盖板(13)上下运动，使密闭机箱(15)与密闭室(19)相通或隔离。

5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述压力传感器(6、7)带水冷系统和滤光膜片。

6.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述燃气源(1)包括燃气瓶组(101)、减压阀(102)和进气阀(103)，并通过进气管(104)依次串联后与密闭室(19)内部相通。

7.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述密闭室(19)的钢筋混凝土按能抵抗600kPa内部超压进行结构配筋。