CN209182323U - 一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台 - Google Patents

Abstract

一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，包括实验气体配制系统、爆炸容器系统、点火系统、水雾系统、数据采集及控制系统。所述实验气体配制系统包括可燃气体储气罐，可燃气体与压缩空气按一定比例经管道进入磁力搅拌器后充分混合，混合气体经管道进入被真空泵抽成真空的爆炸容器内；所述点火系统包括点火电极和点火能测试装置；所述水雾系统包括水流管线，水流通过管线经增压泵后与超细水雾喷头连接形成高压超细水雾。本实验平台可以开展不同温度、压力条件下可燃气体的爆炸特性分析及不同粒径水雾条件下抑爆效果的研究分析，为可燃气体爆炸极限测定、最小点火能测试、防爆抑爆等消防系统设计提供有力的科学依据与技术支持。

Description

一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台

技术领域

本实用新型涉及一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，属于工业安全技术领域。

背景技术

随着我国工业化的快速发展，在工业生产、储存和运输过程中，各种因素都可能导致可燃气体(蒸气)或其混合物(以下简称为“可燃气体”)的爆炸事故发生，各种工业场所发生可燃气体的火灾爆炸事故已屡见不鲜,严重威胁着天然气输运、石油化工、煤矿安全生产等行业，给国家带来巨大的经济损失、给人民生命财产带来极大危害。可燃气体的爆炸极限是表征混合气体燃烧和爆炸特性的重要参数，也是爆炸性气体环境安全预警监控和动火作用的重要指标。爆炸极限是标准测定条件下可燃气体和空气组成的混合气能发生爆炸的可燃气体最低浓度(爆炸下限)和最高浓度(爆炸上限)。可燃气体爆炸极限主要由可燃气体本身的燃爆特性决定，与初始温度、压力和湿度，点火源的类型和能量等因素有关。

可燃气体爆炸事故经常发生，每年将给人民的生命财产安全造成极大损失，严重危害着国家的经济发展和社会的稳定。如何有效预防与高效治理，降低可燃气体爆炸造成的经济损失已然成为当今亟待解决的关键问题。超细水雾具有高效的吸热、冷却、阻隔、衰减热辐射的特性，是常见的经济环保的灭火控爆材料，目前，相应的水雾抑爆装置在液化石油、天然气储罐及管道运输保护、煤矿井下瓦斯防爆抑爆等领域都有初步应用。已被公认为是具有良好应用前景的可燃气体爆炸抑制剂。然而，实际中超细水雾将导致爆炸产生增强与抑制两种结果，且抑制效果与水雾参数密切相关，抑爆效果受到水雾粒径、浓度、水雾区长度等因素的影响，掌握水雾与爆炸火焰的作用过程以及影响因素将更好的实现爆炸抑制。

因此构建一个可以模拟不同高低温度、压力情况下可燃气体的爆炸特性分析、爆炸极限测定、水雾抑爆效果分析的实验平台显得尤为重要，利用该系统可以开展不同温度、压力条件下可燃气体的爆炸特性分析及不同粒径水雾条件下抑爆效果的研究分析，为可燃气体爆炸极限测定、最小点火能测试、防爆抑爆等消防系统设计提供有力的科学依据与技术支持。

实用新型内容

本实用新型提供一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，用以解决现有技术中的缺陷。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，包括实验气体配制系统、爆炸容器系统、点火系统、水雾系统、数据采集及控制系统。所述实验气体配制系统包括可燃气体储气罐、压缩空气储气罐、电磁阀、压力表、涡轮流量传感器、磁力搅拌器，所述爆炸容器系统包括高低温温控试验箱、爆炸容器、放空阀，所述点火系统包括点火电极和点火能测试装置，所述水雾系统包括水流管线、过滤器、电磁阀、增压泵、压力表、水流量控制器、超细水雾喷头，所述数据采集及控制系统包括气相色谱仪、热电偶、压力传感器、信号处理器、控制终端。可燃气体与压缩空气按一定比例经管道进入磁力搅拌器后充分混合，混合气体经管道进入被真空泵抽成真空的爆炸容器内，水流通过管线经增压泵后与超细水雾喷头连接形成高压超细水雾，气相色谱仪、热电偶、压力传感器经信号处理器后与控制终端相连。

如上所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，所述的高低温温控试验箱内部采用压缩机制冷制热，其使用温度范围为-170℃～500℃，高低温温控试验箱上设有触摸屏操作界面并通过数据线与控制终端连接。

如上所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，所述的爆炸容器上装有放空阀，内部装有热电偶、压力传感器、超细水雾喷头，超细水雾喷头可以更换成不同粒径的水雾喷头。

如上所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，所述的实验气体配制系统与爆炸容器连接的管道上装有阻火器，真空泵、真空数显表与爆炸容器连接的管道上也装有阻火器。

如上所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，所述的所有仪表、阀门、传感器、均为防爆设备且均通过数据线与控制终端相连。

如上所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，所述的点火系统包括点火电极和点火能测试装置，点火能测试装置包括电源、保护电阻、可变电容器、电容器、充电开关和点火开关，电源串联充电开关后，连接在可变电容器、电容器两端，为其充电，所述可变电容器、电容器的两端串联点火开关后与点火电极相连，且与静电电圧计并联，用于记录电压随时间变化，电路上装有接地保护，用以保证实验用电安全。

本实用新型的优点是：本实用新型能够模拟不同高温低温、压力情况下可燃气体的爆炸，本实用新型装置设置的高低温温控试验箱内部采用压缩机制冷、制热，温度容易控制，高低温温控试验箱内腔与爆炸容器契合在一起，通过热传导的方式升温、降温，制热制冷效率高；爆炸容器上方设置有放空阀，可以在实验过程中超压后紧急放空爆炸容器内气体降压保护实验人员及实验设备安全，也可用于放空实验后的废气，操作简单，方便快捷；通过本实验平台可以开展不同温度、压力条件下可燃气体的爆炸特性分析及不同粒径水雾条件下抑爆效果的研究分析，为可燃气体爆炸极限测定、最小点火能测试、防爆抑爆等消防系统设计提供有力的科学依据与技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；图2点火能测试装置的结构示意图。

附图标记：1可燃气体储气罐 2第一电磁阀 3第一压力表 4第一涡轮流量传感器5压缩空气储气罐 6第二电磁阀 7第二压力表 8第二涡轮流量传感器 9磁力搅拌器 10第三电磁阀 11第三压力表 12气相色谱仪 13第三电磁阀 14第一阻火器 15第二阻火器 16第四电磁阀 17真空数显表 18真空泵 19水流管线 20过滤器 21第五电磁阀 22增压泵 23第四压力表 24水流量控制器 25放空阀 26高低温温控试验箱 27爆炸容器 28超细水雾喷头 29点火电极 30热电偶 31压力传感器 32信号处理器 33控制终端 34点火能测试装置35保护电阻 36充电开关 37点火开关 38第一开关 39静电电圧计 40第二开关 41可变电容器 42第三开关 43电容器 44电源 45接地保护。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，如图所示，包括实验气体配制系统、爆炸容器系统、点火系统、水雾系统、数据采集及控制系统。所述实验气体配制系统包括可燃气体储气罐1、第一电磁阀2、第一压力表3、第一涡轮流量传感器4、压缩空气储气罐5、第二电磁阀6、第二压力表7、第二涡轮流量传感器8、磁力搅拌器9、第三电磁阀10、第三压力表11，所述爆炸容器系统包括高低温温控试验箱26、爆炸容器27、放空阀25，所述点火系统包括点火电极29、点火能测试装置34，所述水雾系统包括水流管线19、过滤器20、第五电磁阀21、增压泵22、第四压力表23、水流量控制器24、超细水雾喷头28，所述数据采集及控制系统包括气相色谱仪12、热电偶30、压力传感器31、信号处理器32、控制终端33。可燃气体与压缩空气按一定比例经管道进入磁力搅拌器9后充分混合，混合气体经管道进入被真空泵18抽成真空的爆炸容器27内，制造水雾的水通过水流管线19引入，水流管线19上装有过滤器20、第五电磁阀21、增压泵22、第四压力表23、水流量控制器24，引入水管与超细水雾喷头28连接形成高压超细水雾，气相色谱仪12、热电偶30、压力传感器31监测的数据经信号处理器32处理后与控制终端33相连。

具体而言，本实施例所述的高低温温控试验箱26内部采用压缩机制冷制热，其使用温度范围为-170℃～500℃，高低温温控试验箱26上设有触摸屏操作界面并通过数据线与控制终端33连接。

具体的，本实施例所述的爆炸容器27上装有放空阀，内部装有热电偶30、压力传感器31、超细水雾喷头28，超细水雾喷头28位可拆卸更换设备，可以根据实验需求选择不同粒径的水雾喷头。

具体的，本实施例所述的实验气体配制系统与爆炸容器27连接的管道上装有阻火器14，真空泵18、真空数显表17与爆炸容器27连接的管道上也装有阻火器15，用以保护阀门及仪表，防止意外发生危及可燃气体储气罐1的安全。

具体的，本实施例所述的所有仪表、阀门、传感器、均为防爆设备且均通过数据线与控制终端33相连。

进一步的，本实施例所述的点火系统包括点火电极29和点火能测试装置34，点火能测试装置34包括电源44、保护电阻35、可变电容器41、电容器43、充电开关36和点火开关37，电源44串联充电开关36后，连接在可变电容器41、电容器43两端，为其充电，所述可变电容器41、电容器43的两端串联点火开关37后与点火电极29相连，且与静电电圧计39并联，用于记录电压随时间变化，电路上装有接地保护45，用以保证实验用电安全。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，其特征在于：包括实验气体配制系统、爆炸容器系统、点火系统、水雾系统、数据采集及控制系统，所述实验气体配制系统包括可燃气体储气罐(1)、第一电磁阀(2)、第一压力表(3)、第一涡轮流量传感器(4)、压缩空气储气罐(5)、第二电磁阀(6)、第二压力表(7)、第二涡轮流量传感器(8)、磁力搅拌器(9)、第三电磁阀(10)、第三压力表(11)，所述爆炸容器系统包括高低温温控试验箱(26)、爆炸容器(27)、放空阀(25)，所述点火系统包括点火电极(29)、点火能测试装置(34)，所述水雾系统包括水流管线(19)、过滤器(20)、第五电磁阀(21)、增压泵(22)、第四压力表(23)、水流量控制器(24)、超细水雾喷头(28)，所述数据采集及控制系统包括气相色谱仪(12)、热电偶(30)、压力传感器(31)、信号处理器(32)、控制终端(33)，可燃气体与压缩空气按一定比例经管道进入磁力搅拌器(9)后充分混合，混合气体经管道进入被真空泵(18)抽成真空的爆炸容器(27)内，制造水雾的水通过水流管线(19)引入，水流管线上装有过滤器(20)、第五电磁阀(21)、增压泵(22)、第四压力表(23)、水流量控制器(24)，引入水管与超细水雾喷头(28)连接形成高压超细水雾，气相色谱仪(12)、热电偶(30)、压力传感器(31)监测的数据经信号处理器(32)处理后与控制终端(33)相连。

2.根据权利要求1所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，其特征在于：所述的高低温温控试验箱(26)内部采用压缩机制冷制热，其使用温度范围为-170℃～500℃，高低温温控试验箱(26)上设有触摸屏操作界面并通过数据线与控制终端(33)连接。

3.根据权利要求1所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，其特征在于：所述的爆炸容器(27)上装有放空阀，内部装有热电偶(30)、压力传感器(31)、超细水雾喷头(28)，超细水雾喷头(28)位可拆卸更换设备，可以根据实验需求选择不同粒径的水雾喷头。

4.根据权利要求1所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，其特征在于：所述的实验气体配制系统与爆炸容器(27)连接的管道上装有第一阻火器(14)，真空泵(18)、真空数显表(17)与爆炸容器(27)连接的管道上也装有第二阻火器(15)，用以保护阀门及仪表，防止意外发生危及可燃气体储气罐(1)的安全。

5.根据权利要求1所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，其特征在于：所述的所有仪表、阀门、传感器、均为防爆设备且均通过数据线与控制终端(33)相连。

6.根据权利要求1所述的一种高低温下可燃气体爆炸模拟与水雾抑爆实验平台，其特征在于：所述的点火系统包括点火电极(29)和点火能测试装置(34)，点火能测试装置(34)包括电源(44)、保护电阻(35)、可变电容器(41)、电容器(43)、充电开关(36)和点火开关(37)，电源(44)串联充电开关(36)后，连接在可变电容器(41)、电容器(43)两端，为其充电，所述可变电容器(41)、电容器(43)的两端串联点火开关(37)后与点火电极(29)相连，且与静电电圧计(39)并联，用于记录电压随时间变化，电路上装有接地保护(45)，用以保证实验用电安全。