CN208255114U - 一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，包括支架、粉尘发生机构、点火机构、控制采集机构和抑制机构，粉尘发生机构固定于支架上，用于产生粉尘云；点火机构与粉尘发生机构通过管道相连，用于对粉尘云点火；控制采集机构与粉尘发生机构通过管道相连，用于采集并分析爆炸发生及抑制过程中温度数据和压力数据的变化情况；抑制机构与粉尘发生机构通过管道相连，用于对爆炸及火焰进行抑制动作。本实用新型测试装置可以对管道中粉尘云流场及发生爆炸后的火焰状态的全过程进行实验测试及分析，也可对抑爆动作及作用全流程进行机制、机理研究，以此为我国工业生产安全的管道爆炸及预防研究提供一种新的思路和实验手段。

Description

一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置

技术领域

本实用新型涉及爆炸实验技术领域，特别涉及一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置。

背景技术

目前，在管道内粉尘燃烧、抑爆实验中，由于圆形管道的开口稳定性差与不宜更换，而垂直管道由于重力和压力因素的原因，对时间精确度和管道本身耐压程度要求较高，因此针对管道内粉尘抑爆的实验研究主要在对水平矩形管道领域。

但在实际生产过程中，所用输粉管道几乎均为圆形管道，而利用垂直管道或类垂直管道进行梯度传送也较为普遍，所以此领域急需一种可研究圆形垂直管道的装置，从而弥补该领域研究内容的缺失。

本实用新型的方案便是针对上述问题对现有抑爆实验测试装置进行的改进。

实用新型内容

为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，以研究垂直圆形管道中粉尘爆炸及抑爆效果。

为了达到上述实用新型目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型公开了一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，包括支架、粉尘发生机构、点火机构、控制采集机构和抑制机构，其中：

所述粉尘发生机构固定于所述支架上，用于产生粉尘云；

所述点火机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于对粉尘云点火；

所述控制采集机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于采集并分析爆炸发生及抑制过程中温度数据和压力数据的变化情况；

所述抑制机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于对爆炸及火焰进行抑制动作。

进一步的，所述粉尘发生机构包括压缩气瓶、第一电磁阀、第二电磁阀、压力变送器、喷头、弧形金属光面、亚克力管和金属管道支架，其中：

所述压缩气瓶与第一电磁阀通过耐压管道相连；

所述第一电磁阀与所述第二电磁阀通过耐压管道相连；

所述压力变送器设置在所述第一电磁阀与第二电磁阀之间的耐压管道上；

所述第二电磁阀通过耐压管道与喷头相连；

所述喷头上设有弧形金属光面；

所述弧形金属光面上连接有亚克力管；

所述亚克力管外层设有金属管道支架，且紧贴于金属管道支架的内侧，使粉尘均匀分布在管道中并提供耐压强度；

所述金属管道支架侧边设有两个对应开口，用于提供观察口与支撑抑制机构的重量。

进一步的，所述点火机构包括继电器、高压发生器、点火电极与外接电源，其中：

所述外接电源连接于所述高压发生器的侧端，用于提供所述高压发生器的电源；

所述继电器设置于所述高压发生器的后端，用于控制所述高压发生器的开关；

所述点火电极设置于所述亚克力管的侧边，并通过线路与所述高压发生器连接。

进一步的，所述控制采集机构包括压力传感器与温度传感器、PIV系统和主控装置，其中：

所述主控装置通过线路与所述高压发生器相连；

所述压力传感器与温度传感器设置于所述亚克力管与金属管道支架的侧边上，且位于所述点火电极上方，并通过线路连接到所述主控装置；

所述PIV系统设置在所述金属管道支架的侧边开口的水平位置上，所述PIV系统的镜头与所述点火电极平行。

进一步的，所述抑制机构包括抑制气罐、安全柜、压力表、阀门、缓冲罐、第三电磁阀、抑制剂、抑制器和爆破片，其中：

所述抑制气罐放置在所述安全柜内，并通过耐压管道与所述缓冲罐相连，

所述压力表和阀门设置于所述抑制气罐的上端的耐压管道上；

所述缓冲罐与所述抑制器通过所述第三电磁阀连接；

所述抑制器中装有抑制剂，所述抑制器与所述金属管道支架中间夹有爆破片并通过法兰连接，当压力达到设定值时立即破裂，通过抑制气体与抑制剂共同对亚克力管道中的火焰进行抑爆，完成抑制动作。

进一步的，所述主控装置分别控制所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、继电器与PIV系统的开关。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、本测试装置所用主管道均为圆形，大大提高了模拟的真实性。

2、本测试装置使用主管道可以为垂直管道方式，可研究垂直管道中粉尘爆炸及抑爆效果。

3、本测试装置所使用的喷头可更换，以用于研究不同喷头的喷粉效果。

4、本测试装置中间管道采用套管模式由金属管道提供压力支撑，并对金属管道进行对边开口，以提供对亚克力管道及内部的观察。

5、本测试装置的抑制品及被抑制品可进行自由组合，抑制品分为抑制器与抑制剂，扩大了研究的范围，适用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1为本实用新型一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置的结构示意图。

【主要符号说明】

1-压缩气瓶；

2-第一电磁阀；

3-第二电磁阀；

4-压力变送器；

5-喷头；

6-弧形金属光面；

7-亚克力管；

8-金属管道支架；

9-继电器；

10-高压发生器；

11-点火电极；

12-外接电源；

13-压力传感器与温度传感器；

14-PIV系统；

15-主控装置；

16-抑制气罐；

17-安全柜；

18-压力表；

19-阀门；

20-缓冲罐；

21-第三电磁阀；

22-抑制剂；

23-抑制器；

24-爆破片；

25-支架。

具体实施方式

以下将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本实用新型的一部分实例，并不是全部的实例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型公开了一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，包括支架25、粉尘发生机构、点火机构、控制采集机构和抑制机构，其中：

所述粉尘发生机构固定于所述支架25上，用于产生粉尘云；

所述点火机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于对粉尘云点火；

所述控制采集机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于采集并分析爆炸发生及抑制过程中温度数据和压力数据的变化情况；

所述抑制机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于对爆炸及火焰进行抑制动作。

进一步的，所述粉尘发生机构包括压缩气瓶1、第一电磁阀2、第二电磁阀3、压力变送器4、喷头5、弧形金属光面6、亚克力管7和金属管道支架8，其中：所述压缩气瓶1与第一电磁阀2通过耐压管道相连；所述第一电磁阀2与所述第二电磁阀3通过耐压管道相连；所述压力变送器4设置在所述第一电磁阀2与第二电磁阀3之间的耐压管道上；所述第二电磁阀3通过耐压管道与喷头5相连；所述喷头5上设有弧形金属光面6；所述弧形金属光面6上连接有亚克力管7；所述亚克力管7外层设有金属管道支架8，且紧贴于金属管道支架8的内侧，使粉尘均匀分布在管道中并提供耐压强度；所述金属管道支架8侧边设有两个对应开口，用于提供观察口与支撑抑制机构的重量。

进一步的，所述点火机构包括继电器9、高压发生器10、点火电极11与外接电源12，所述外接电源12连接于所述高压发生器10的侧端，用于提供所述高压发生器10的电源；所述继电器9设置于所述高压发生器10的后端，用于控制所述高压发生器10的开关；所述点火电极11设置于所述亚克力管7的侧边，并通过线路与所述高压发生器10连接。

进一步的，所述控制采集机构包括压力传感器与温度传感器13、PIV系统14(Particle Image Velocimetry，粒子图像测速系统)和主控装置15，其中：

所述主控装置15通过线路与所述高压发生器10相连；本实施例中，所述主控装置15可进行自动化编程，使整个过程自动化进行，且所述主控装置15设有误差值，可对开关动作的所造成的误差进行弥补；

所述压力传感器与温度传感器13设置于所述亚克力管7与金属管道支架8的侧边上，且位于所述点火电极11上方，并通过线路连接到所述主控装置15；

所述PIV系统14设置在所述金属管道支架8的侧边开口的水平位置上，所述PIV系统14的镜头与所述点火电极11平行，且有分析采集数据的功能。

进一步的，所述抑制机构包括抑制气罐16、安全柜17、压力表18、阀门19、缓冲罐20、第三电磁阀21、抑制剂22、抑制器23和爆破片24，其中：所述抑制气罐16放置在所述安全柜17内，并通过耐压管道与所述缓冲罐20相连，所述压力表18和阀门19设置于所述抑制气罐16的上端的耐压管道上；所述缓冲罐20与所述抑制器23通过所述第三电磁阀21连接；所述抑制器23中装有抑制剂22，所述抑制器23与所述金属管道支架8中间夹有爆破片24并通过法兰连接，当压力达到设定值时立即破裂，通过抑制气体与抑制剂22共同对亚克力管7管道中的火焰进行抑爆，完成抑制动作。本实施例中，所述爆破片24可以起到支撑抑制剂22重量与遇设定压力迅速破裂的作用。

本实施例中，所述主控装置15分别控制所述第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀21、继电器9与PIV系统14的开关。

具体使用方法：

使用前，由控制采集机构设定好继电器9、PIV系统14、第一电磁阀2、第二电磁阀3和第三电磁阀21的开启间隔，在抑制器23中加好抑制剂22，打开抑制气罐16的阀门19，使缓冲罐20中的压力达到规定之后关闭阀门19，高压发生器10插好电源，弧形金属光面6上放入适量可爆物，设置好压力变送器4的电压值；

使用时，主控装置15先打开第一电磁阀2，使压缩空气进入耐压管道，当压力达到压力变送器4规定值时，主控装置15再打开第二电磁阀3，使压缩空气通过喷头5进行喷粉，同步开启PIV系统14进行数据采集，可爆粉尘通过弧形金属光面6可较均匀的分布在亚克力管7中，然后主控装置15打开继电器9进行点火，打开第三电磁阀21，使缓冲罐20中的抑制气进入抑制器23中，并携带抑制剂22突破爆破片24进入亚克力管7，完成抑爆动作；

控制采集机构根据压力传感器、温度传感器及PIV系统14的数据进行分析燃烧机抑爆过程，完成实验。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，其特征在于，包括支架、粉尘发生机构、点火机构、控制采集机构和抑制机构，其中：

所述粉尘发生机构固定于所述支架上，用于产生粉尘云；

所述点火机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于对粉尘云点火；

所述控制采集机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于采集并分析爆炸发生及抑制过程中温度数据和压力数据的变化情况；

所述抑制机构与所述粉尘发生机构通过管道相连，用于对爆炸及火焰进行抑制动作。

2.根据权利要求1所述的一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，其特征在于，所述粉尘发生机构包括压缩气瓶、第一电磁阀、第二电磁阀、压力变送器、喷头、弧形金属光面、亚克力管和金属管道支架，其中：

所述压缩气瓶与第一电磁阀通过耐压管道相连；

所述第一电磁阀与所述第二电磁阀通过耐压管道相连；

所述压力变送器设置在所述第一电磁阀与第二电磁阀之间的耐压管道上；

所述第二电磁阀通过耐压管道与喷头相连；

所述喷头上设有弧形金属光面；

所述弧形金属光面上连接有亚克力管；

所述亚克力管外层设有金属管道支架，且紧贴于金属管道支架的内侧，使粉尘均匀分布在管道中并提供耐压强度；

所述金属管道支架侧边设有两个对应开口，用于提供观察口与支撑抑制机构的重量。

3.根据权利要求2所述的一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，其特征在于，所述点火机构包括继电器、高压发生器、点火电极与外接电源，其中：

所述外接电源连接于所述高压发生器的侧端，用于提供所述高压发生器的电源；

所述继电器设置于所述高压发生器的后端，用于控制所述高压发生器的开关；

所述点火电极设置于所述亚克力管的侧边，并通过线路与所述高压发生器连接。

4.根据权利要求3所述的一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，其特征在于，所述控制采集机构包括压力传感器与温度传感器、PIV系统和主控装置，其中：

所述主控装置通过线路与所述高压发生器相连；

所述压力传感器与温度传感器设置于所述亚克力管与金属管道支架的侧边上，且位于所述点火电极上方，并通过线路连接到所述主控装置；

所述PIV系统设置在所述金属管道支架的侧边开口的水平位置上，所述PIV系统的镜头与所述点火电极平行。

5.根据权利要求4所述的一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，其特征在于，所述抑制机构包括抑制气罐、安全柜、压力表、阀门、缓冲罐、第三电磁阀、抑制剂、抑制器和爆破片，其中：

所述抑制气罐放置在所述安全柜内，并通过耐压管道与所述缓冲罐相连，

所述压力表和阀门设置于所述抑制气罐的上端的耐压管道上；

所述缓冲罐与所述抑制器通过所述第三电磁阀连接；

所述抑制器中装有抑制剂，所述抑制器与所述金属管道支架中间夹有爆破片并通过法兰连接，当压力达到设定值时立即破裂，通过抑制气体与抑制剂共同对亚克力管道中的火焰进行抑爆，完成抑制动作。

6.根据权利要求5所述的一种圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置，其特征在于，所述主控装置分别控制所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、继电器与PIV系统的开关。