CN213337420U

CN213337420U - 一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置

Info

Publication number: CN213337420U
Application number: CN202022171417.8U
Authority: CN
Inventors: 景国勋; 郭绍帅; 王远声; 贺祥; 孙跃
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2030-09-28

Abstract

本新型涉及一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，包括导流管、喷嘴、粉状物料缓存腔、高压气缓存腔、压力传感器、电磁控制阀及接线端子，导流管一端通过电磁控制阀与高压气缓存腔连通，另一端与粉状物料缓存腔连通，粉状物料缓存腔另通过导流管与喷嘴连通，压力传感器嵌于高压气缓存腔内，接线端子嵌于高压气缓存腔外表面，接线端子分别与压力传感器、电磁控制阀电气连接，喷嘴包括导流罩、导流网板、静电电极、电磁铁。本新型一方面可有效与多种不同结构类型的气体粉尘爆炸实验装置配套使用；另一方面可对实验过程中的粉尘喷射压力、流量、流速、流向及粉尘喷射后的密度进行有效的调节控制，从而极大的实现实验作业的灵活性、便捷性和可靠性。

Description

一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，属压力喷射设备技术领域。

背景技术

目前在针对可燃性固体颗粒爆炸实验作业中，均需要利用高压气体作为动力将待检测用的固体粉末喷射到试验腔体内，使试验腔内粉状物料的浓度、压里根据检测作业的需要进行灵活调整，以满足不同爆炸试验作业的需要，在实际使用中，当前所使用的喷射设备往往均采用的传统喷雾口、射流喷嘴等设备，虽然一定程度上可以满足使用的需要，但一方面造成在喷射时极易因驱动高压介质运行时波动而导致固体粉末喷射压力稳定性和控制精度差；另一方面在进行固体粉末喷射中，无法对所喷射的固体粉末的喷射量进行精确计量喷射或实现大量粉末连续喷射的需要，从而造成了当前粉末爆炸试验作业的控制精度、灵活性和可靠性均受到了极大的影响。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的喷射装置及，以满足实际使用的需要。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本新型提供一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，该新型集成化程度、接头体积小且使用灵活方便，通用性，一方面可有效与多种不同结构类型的气体粉尘爆炸实验装置配套使用；另一方面可对实验过程中的粉尘喷射压力、流量、流速、流向及粉尘喷射后的密度进行有效的调节控制，从而极大的实现实验作业的灵活性、便捷性和可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，包括导流管、喷嘴、粉状物料缓存腔、高压气缓存腔、压力传感器、电磁控制阀及接线端子，导流管一端通过电磁控制阀与高压气缓存腔连通，另一端与粉状物料缓存腔连通，且粉状物料缓存腔、高压气缓存腔及导流管间同轴分布，粉状物料缓存腔另通过导流管与喷嘴连通并与喷嘴同轴分布，压力传感器嵌于高压气缓存腔内，接线端子至少一个并嵌于高压气缓存腔外表面，接线端子分别与压力传感器、电磁控制阀电气连接，喷嘴包括导流罩、导流网板、静电电极、电磁铁，导流罩为轴向截面呈等腰梯形的管状结构，导流罩上端面通过导流管与粉状物料缓存腔连通，且导流罩上端面内径为下端面内径的10%—50%，导流网板嵌于导流罩下端面并与导流罩同轴分布，静电电极至少两个，嵌于导流罩内表面并对称分布在导流罩轴线两侧，且静电电极轴线导流罩轴线垂直分布并相交，电磁铁至少两个，与导流罩外表面连接，并对称分布在导流罩轴线两侧，且静电电极、电磁铁均与接线端子电气连接。

进一步的，所述的粉状物料缓存腔包括承载管、柔性挡膜、定位环、密封盖，所述承载管为轴向截面呈矩形的空心管状结构，其前端面及后端面均与密封盖连接，并与密封盖构成闭合腔体结构，所述密封盖上均设与承载管同轴分布的透孔，并通过透孔与导流管连通，所述透孔孔径不小于承载管内径的50%，所述定位环为与承载管同轴分布的闭合环状结构，嵌于承载管内，与承载管内侧面滑动连接，并与承载管后端面位置密封盖相抵，所述柔性挡膜嵌于定位环内并与定位环同轴分布，且所述柔性挡膜面积不小于承载管横断面面积的80%。

进一步的，所述承载管两端面与密封盖间设弹性密封环，所述承载管侧表面设一个补料口，所述补料口轴线与承载管轴线垂直并相交，且交点位于承载管中点位置，所述补料口另设一个单向阀，并通过单向阀与外部管路连通。

进一步的，所述定位环与承载管后端面位置密封盖间通过弹簧连接，且定位环与密封盖间间距为5—20毫米。

进一步的，所述的高压气缓存腔为轴向截面呈矩形的空心管状结构，高压气缓存腔后端面设一个与其同轴分布的出气口并通过出气口与电磁控制阀连通，所述高压气缓存腔侧壁上设一个进气口，所述进气口轴线与高压气缓存腔轴线垂直并相交，且进气口与高压气缓存腔前端面间间距不大于高压气缓存腔长度的1/2，所述高压气缓存腔内另设调压活塞、承压弹簧及调节螺栓，所述调压活塞嵌于高压气缓存腔内并位于进气口与高压气缓存腔前端面之间位置，调压活塞与高压气缓存腔同轴分布并与高压气缓存腔侧壁滑动连接，所述调压活塞前端面与压力传感器连接并同轴分布，后端面通过承压弹簧与高压气缓存腔前端面的内表面相抵，且所述承压弹簧另与调节螺栓连接并同轴分布，所述调节螺栓与高压气缓存腔同轴分布，其对应的高压气缓存腔前端面设调节螺孔，并通过调节螺孔与高压气缓存腔连接，且所述调节螺栓有效长度的10%—90%部分位于高压气缓存腔内。

进一步的，所述的导流管中，位于粉状物料缓存腔、高压气缓存腔之间的导流管外设与导流管同轴分布的承载龙骨，所述承载龙骨为横断面呈矩形的框架结构，且承载龙骨前段及后后端面均设与承载龙骨同轴分布的定位槽，并通过定位槽分别包覆在粉状物料缓存腔、高压气缓存腔外。

本实用新型集成化程度、接头体积小且使用灵活方便，通用性，一方面可有效与多种不同结构类型的气体粉尘爆炸实验装置配套使用；另一方面可对实验过程中的粉尘喷射压力、流量、流速、流向及粉尘喷射后的密度进行有效的调节控制，从而极大的实现实验作业的灵活性、便捷性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为喷嘴结构示意图；

图3为粉状物料缓存腔结构意图；

图4为高压气缓存腔剖视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1—4所示，一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，包括导流管1、喷嘴2、粉状物料缓存腔3、高压气缓存腔4、压力传感器5、电磁控制阀6及接线端子7，导流管1一端通过电磁控制阀6与高压气缓存腔4连通，另一端与粉状物料缓存腔3连通，且粉状物料缓存腔3、高压气缓存腔4及导流管1间同轴分布，粉状物料缓存腔3另通过导流管1与喷嘴2连通并与喷嘴2同轴分布，压力传感器5嵌于高压气缓存腔4内，接线端子7至少一个并嵌于高压气缓存腔4外表面，接线端子7分别与压力传感器5、电磁控制阀6电气连接。

本实施例中，所述喷嘴2包括导流罩21、导流网板22、静电电极23、电磁铁24，导流罩21为轴向截面呈等腰梯形的管状结构，导流罩21上端面通过导流管1与粉状物料缓存腔3连通，且导流罩21上端面内径为下端面内径的10%—50%，导流网板22嵌于导流罩21下端面并与导流罩21同轴分布，静电电极23至少两个，嵌于导流罩21内表面并对称分布在导流罩21轴线两侧，且静电电极23轴线导流罩21轴线垂直分布并相交，电磁铁24至少两个，与导流罩21外表面连接，并对称分布在导流罩21轴线两侧，且静电电极23、电磁铁24均与接线端子7电气连接。

需要说明的，所述的粉状物料缓存腔3包括承载管31、柔性挡膜32、定位环33、密封盖34，所述承载管31为轴向截面呈矩形的空心管状结构，其前端面及后端面均与密封盖34连接，并与密封盖34构成闭合腔体结构，所述密封盖34上均设与承载管31同轴分布的透孔35，并通过透孔35与导流管1连通，所述透孔35孔径不小于承载管31内径的50%，所述定位环33为与承载管31同轴分布的闭合环状结构，嵌于承载管31内，与承载管31内侧面滑动连接，并与承载管31后端面位置密封盖34相抵，所述柔性挡膜32嵌于定位环33内并与定位环33同轴分布，且所述柔性挡膜32面积不小于承载管31横断面面积的80%。

进一步优化的，所述承载管31两端面与密封盖34间设弹性密封环36，所述承载管31侧表面设一个补料口37，所述补料口37轴线与承载管31轴线垂直并相交，且交点位于承载管31中点位置，所述补料口37另设一个单向阀38，并通过单向阀38与外部管路连通。

同时，所述定位环33与承载管31后端面位置密封盖34间通过弹簧39连接，且定位环33与密封盖34间间距为5—20毫米。

值得注意的，所述的高压气缓存腔4为轴向截面呈矩形的空心管状结构，高压气缓存腔4后端面设一个与其同轴分布的出气口41并通过出气口41与电磁控制阀6连通，所述高压气缓存腔4侧壁上设一个进气口42，所述进气口42轴线与高压气缓存腔4轴线垂直并相交，且进气口42与高压气缓存腔4前端面间间距不大于高压气缓存腔4长度的1/2，所述高压气缓存腔4内另设调压活塞43、承压弹簧44及调节螺栓45，所述调压活塞43嵌于高压气缓存腔4内并位于进气口42与高压气缓存腔4前端面之间位置，调压活塞43与高压气缓存腔4同轴分布并与高压气缓存腔4侧壁滑动连接，所述调压活塞43前端面与压力传感器5连接并同轴分布，后端面通过承压弹簧44与高压气缓存腔4前端面的内表面相抵，且所述承压弹簧44另与调节螺栓45连接并同轴分布，所述调节螺栓45与高压气缓存腔4同轴分布，其对应的高压气缓存腔4前端面设调节螺孔46，并通过调节螺孔46与高压气缓存腔4连接，且所述调节螺栓45有效长度的10%—90%部分位于高压气缓存腔4内。

本实施例中，所述的导流管1中，位于粉状物料缓存腔3、高压气缓存腔4之间的导流管1外设与导流管1同轴分布的承载龙骨101，所述承载龙骨101为横断面呈矩形的框架结构，且承载龙骨101前段及后后端面均设与承载龙骨101同轴分布的定位槽102，并通过定位槽102分别包覆在粉状物料缓存腔3、高压气缓存腔4外。

本新型在具体实施中，首先对构成本新型的导流管、喷嘴、粉状物料缓存腔、高压气缓存腔、压力传感器、电磁控制阀及接线端子进行组装，然后将组装后的本新型通过承载龙骨安装固定在爆炸试验设备内部的指定位置处，然后将本新型高压气缓存腔通过进气口与外部高压起源连通，将粉状物料缓存腔与外部粉状物料供给系统连通，最后将本新型通过接线端子与爆炸试验设备的控制电路电气连接，从而完成本新型装配。

本新型在进行爆炸试验时，首先通过粉状物料缓存腔上的单向阀将试验用的固体粉末通过补料口输送至粉状物料缓存腔的承载管内，并通过柔性挡膜对灌注的粉状物料临时封堵，并在注入到粉状物料缓存腔内的粉状物料用量满足试验作业需要为止；然后将外部高压气源的高压气体介质通过进气口输送至高压气缓存腔中，且高压气体介质在电磁控制阀密封下缓存在高压气缓存腔中，并通过高压气体压力驱动高压气缓存腔内的调压活塞沿高压气缓存腔轴线位移，并在位移过程中对承压弹簧进行压缩形变，对高压介质的压力转化为机械能缓存，并通过调压活塞前端面的压力传感器对当前高压气缓存腔内气体压力进行精确检测直至达到检测作业需要即可；最后进行喷射作业，在喷射作业时，首先在保持外部高压起源供气压力不变条件下，打开电磁控制阀并使高压气缓存腔内高压气体输送至粉状物料缓存腔内，对粉状物料缓存腔内粉状物料增压，并在压力驱动下冲破柔性挡膜，即可将固体粉状物料直接喷射到试验腔中进行爆炸试验作业。

在进行喷射作业时，一方面通过高压气缓存腔中承压弹簧的弹性势能驱动调压活塞运动，实现对高压气体介质压力进行恒定调节，即当高压气体介质压力降低时，承压弹簧驱动调压活塞运行对气体进行压缩从而实现对高压气体增压；当当高压气体介质压力过高时，由气体介质压力驱动调压活塞运行，增加高压气缓存腔的空间，降低当前气体介质压力；另一方在进行喷射作业时，同时驱动静电电极、电磁铁运行，对喷射的固体粉末的电场及磁场特性调节，以满足不同爆炸试验环境仿真模拟的需要，同时另可通过电场和磁场调整固体粉末喷射作业的方向、距离及分布密度和浓度，从而满足不同爆炸试验环境仿真模拟的需要。

此外，本新型在使用中，根据试验作业中对高压气体介质压力不同的需要，通过调节螺栓对承压弹簧进行弹力预设，从而满足不同压力值调节的需要。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，其特征在于：所述气体粉尘爆炸实验喷淋装置包括导流管、喷嘴、粉状物料缓存腔、高压气缓存腔、压力传感器、电磁控制阀及接线端子，导流管一端通过电磁控制阀与高压气缓存腔连通，另一端与粉状物料缓存腔连通，且粉状物料缓存腔、高压气缓存腔及导流管间同轴分布，所述粉状物料缓存腔另通过导流管与喷嘴连通并与喷嘴同轴分布，所述压力传感器嵌于高压气缓存腔内，所述接线端子至少一个并嵌于高压气缓存腔外表面，所述接线端子分别与压力传感器、电磁控制阀电气连接，所述喷嘴包括导流罩、导流网板、静电电极、电磁铁，所述导流罩为轴向截面呈等腰梯形的管状结构，导流罩上端面通过导流管与粉状物料缓存腔连通，且导流罩上端面内径为下端面内径的10%—50%，所述导流网板嵌于导流罩下端面并与导流罩同轴分布，所述静电电极至少两个，嵌于导流罩内表面并对称分布在导流罩轴线两侧，且所述静电电极轴线导流罩轴线垂直分布并相交，所述电磁铁至少两个，与导流罩外表面连接，并对称分布在导流罩轴线两侧，且所述静电电极、电磁铁均与接线端子电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，其特征在于：所述的粉状物料缓存腔包括承载管、柔性挡膜、定位环、密封盖，所述承载管为轴向截面呈矩形的空心管状结构，其前端面及后端面均与密封盖连接，并与密封盖构成闭合腔体结构，所述密封盖上均设与承载管同轴分布的透孔，并通过透孔与导流管连通，所述透孔孔径不小于承载管内径的50%，所述定位环为与承载管同轴分布的闭合环状结构，嵌于承载管内，与承载管内侧面滑动连接，并与承载管后端面位置密封盖相抵，所述柔性挡膜嵌于定位环内并与定位环同轴分布，且所述柔性挡膜面积不小于承载管横断面面积的80%。

3.根据权利要求2所述的一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，其特征在于：所述承载管两端面与密封盖间设弹性密封环，所述承载管侧表面设一个补料口，所述补料口轴线与承载管轴线垂直并相交，且交点位于承载管中点位置，所述补料口另设一个单向阀，并通过单向阀与外部管路连通。

4.根据权利要求2所述的一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，其特征在于：所述定位环与承载管后端面位置密封盖间通过弹簧连接，且定位环与密封盖间间距为5—20毫米。

5.根据权利要求1所述的一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，其特征在于：所述的高压气缓存腔为轴向截面呈矩形的空心管状结构，高压气缓存腔后端面设一个与其同轴分布的出气口并通过出气口与电磁控制阀连通，所述高压气缓存腔侧壁上设一个进气口，所述进气口轴线与高压气缓存腔轴线垂直并相交，且进气口与高压气缓存腔前端面间间距不大于高压气缓存腔长度的1/2，所述高压气缓存腔内另设调压活塞、承压弹簧及调节螺栓，所述调压活塞嵌于高压气缓存腔内并位于进气口与高压气缓存腔前端面之间位置，调压活塞与高压气缓存腔同轴分布并与高压气缓存腔侧壁滑动连接，所述调压活塞前端面与压力传感器连接并同轴分布，后端面通过承压弹簧与高压气缓存腔前端面的内表面相抵，且所述承压弹簧另与调节螺栓连接并同轴分布，所述调节螺栓与高压气缓存腔同轴分布，其对应的高压气缓存腔前端面设调节螺孔，并通过调节螺孔与高压气缓存腔连接，且所述调节螺栓有效长度的10%—90%部分位于高压气缓存腔内。

6.根据权利要求1所述的一种气体粉尘爆炸实验喷淋装置，其特征在于：所述的导流管中，位于粉状物料缓存腔、高压气缓存腔之间的导流管外设与导流管同轴分布的承载龙骨，所述承载龙骨为横断面呈矩形的框架结构，且承载龙骨前段及后后端面均设与承载龙骨同轴分布的定位槽，并通过定位槽分别包覆在粉状物料缓存腔、高压气缓存腔外。