CN214539358U

CN214539358U - 一种高温高压爆炸极限测试仪

Info

Publication number: CN214539358U
Application number: CN202120532052.9U
Authority: CN
Inventors: 杨伟华; 华勇杰
Original assignee: Hangzhou Young Instruments Science & Technology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Young Instruments Science & Technology Co ltd
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2031-03-15

Abstract

本实用新型公开了一种高温高压爆炸极限测试仪，包括控制单元、温控单元、配气单元、测试单元、安全单元及真空单元；控制单元与温控单元、配气单元、测试单元、真空单元相连并进行控制；温控单元包括恒温箱体和加热器件，为测试单元加热；测试单元设置在温控单元的恒温箱体内；配气单元为测试单元提供测试气体；真空单元包括真空泵和气体过滤系统，与配气单元、测试单元相连。本实用新型适用于固体、液体蒸气或气体与空气混合物在固定温度和压力下的爆炸极限测试，均为气体状态下进行浓度配比，配比精度高；带观察窗的测试单元可以实现爆炸状态的压力检测和视频采集同时进行。

Description

一种高温高压爆炸极限测试仪

技术领域

本实用新型涉及爆炸极限测试技术领域，尤其涉及一种高温高压爆炸极限测试仪。

背景技术

目前的爆炸极限测试，主要是依据一些国家标准及行业标准，如GB/T21844-2008、ASTM E681-09所述的5L玻璃球测试装置和ASTM E918所述的1L金属管式测试装置。

公告号为CN209707427U的专利公开了一种爆炸极限试验仪，包括试验装置和控制机构，试验装置包括带有盖夹的玻璃测试容器、高频点火器和保温内胆，控制机构包括红外加热器、压缩制冷机、压力传感器和真空泵，盖夹上设有温度传感器，玻璃测试容器置入保温内胆内，高频点火器的点火电极设于玻璃测试容器内，红外加热器设于保温内胆底部，压缩制冷机制冷保温内胆，所述的压力传感器、真空泵与玻璃测试容器连接。上述爆炸极限测试仪适用于固体蒸气、液体蒸气、气体物质以及与空气形成的混合物等物质在所需测试温度下的爆炸极限浓度，操作简便，精确性高，安全性好。上述装置只能测试常压条件下可燃气体的爆炸极限，且无法测试爆炸压力。

发明内容

为了克服上述不足，本实用新型提供一种高温高压爆炸极限测试仪，该装置用于气体或蒸气与空气混合物在测试温度和测试压力下的爆炸极限。本实用新型提供了一种带观察窗的金属容器，能有效检测燃爆时的压力变化并观察燃爆火焰传播状态。

本实用新型采用的技术方案为：

一种高温高压爆炸极限测试仪，包括控制单元、温控单元、配气单元、测试单元及真空单元，所述控制单元包括触摸屏和PC机，与温控单元、配气单元、测试单元、真空单元电连接并进行控制；所述温控单元包括恒温箱体和加热器件，加热器件与PC机相连,为测试单元提供加热环境；所述配气单元提供测试气体,通过管路与测试单元、真空单元相连；所述测试单元设置在温控单元的恒温箱体内，所述测试单元的测试容器为提供高温高压下气体或蒸气的球形容器，包括容器球体和容器盖体；所述真空单元包括真空泵和气体过滤系统，所述气体过滤系统设置在真空泵进气口前端。

进一步的，所述控制单元的触摸屏与配气单元相连并手动控制气体配比，所述PC机与测试单元、配气单元、视频采集系统相连，用于测试流程控制、配气单元自动气体配比控制、视频采集、测试数据采集及曲线分析。

进一步的，所述温控单元的加热器件位于恒温箱体底部，通过热风循环加热。

进一步的，所述的配气单元包括气体控制阀、压力检测控制阀、真空控制阀和蒸气发生装置。

进一步的，所述气体控制阀连接3路测试气体和1路空气管路并进行控制。

进一步的，所述恒温箱体背面设置的防爆门和温控单元内设置的温控开关组成了安全单元，温控开关由控制单元控制。

进一步的，所述容器球体的一侧设置点火装置和视窗，容器球体上的相对一侧设置爆破阀装置, 容器球体内底部设置搅拌装置；所述容器盖体上设置进气口、真空口、泄压口和测压口，所述进气口与蒸气发生装置连接，所述真空口与真空泵连接，所述泄压口与安全阀连接，所述测压口与压力传感器连接。

进一步的，所述容器盖体上设置用于锁紧的快开夹具；所述容器盖体上设置用于检测快开夹具锁紧状态的到位检测装置。

进一步的，所述点火装置采用静电点火或熔丝点火。

与现有技术相比，本实用新型的优点是适用于固体、液体蒸气或气体与空气混合物在固定温度和压力下的爆炸极限测试，由于都是气体状态进行浓度配比，配比精度高。带观察窗的金属球状容器可以实现爆炸状态的压力检测和视频采集同时进行。

附图说明

图1是高温高压爆炸极限测试仪正面结构图；

图2是高温高压爆炸极限测试仪背面结构图；

图3是测试单元结构图；

图4是搅拌装置结构图。

图中：控制单元1；温控单元2；测试单元3；视频采集系统4；配气单元5；真空单元6；恒温箱体21；加热器件22；箱体观察窗23；防爆门24；容器球体31；容器盖体32；爆破阀装置33；点火装置34；搅拌装置35；视窗36；快开夹具321；进气口322；真空口323；温度传感器324；泄压口325；测压口326；到位检测装置327；动压传感器328；安全阀329；搅拌底座351；搅拌叶片352；搅拌磁铁353；气体控制阀51；压力检测控制阀52；真空控制阀53；蒸气发生装置54；管路加热带55；配气压力传感器56；真空泵61；气体过滤系统62。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施案例对本实用新型进行详细说明，需要说明的是附图中给出了实用新型的实施例，但是本实用新型可以有很多不同的形式来实现，并不限于本文中描述的实施例，提供这些实施例的目的为了使对本实用新型公开内容的理解更加透彻全面。

如图1、图2、图3所示，本实施例的高温高压爆炸极限测试仪，用于确定可燃气体或蒸气在不同温度、压力下的爆炸极限，包括控制单元1、温控单元2、配气单元5、测试单元3、安全单元及真空单元6。

所述控制单元1用于对温控单元2、配气单元5及真空单元6进行控制，所述温控单元2用于给测试单元3提供合适的温度，所述测试单元3用于常压及高温高压状态下气体或蒸气爆炸极限的测试，所述安全单元用于保障操作人员的人身安全，所述真空单元6用于给测试单元提供真空环境。

控制单元1包括触摸屏和PC机，触摸屏用于配气单元5手动气体配比控制，PC机用于整体操作流程控制、配气单元自动气体配比控制、视频采集、测试数据采集及曲线分析。

温控单元2包括恒温箱体21和加热器件22，加热器件22位于恒温箱体21底部。恒温箱体21通过热风循环加热，恒温箱体21内部设置有温控开关，可以准确控制温度，温度上限可达250℃。恒温箱体21前部设有箱体观察窗23，背部设有防爆门24，当测试单元3超压泄放时恒温箱体21内部压力通过背部防爆门24泄放。所述防爆门24和温控开关组成了安全单元。

配气单元5包括气体控制阀51、压力检测控制阀52、真空控制阀53和蒸气发生装置54。蒸气发生装置54与测试单元3之间设置管路加热带55，具有加热功能，防止样品进样时在管路冷凝。所述气体控制阀51可对3路测试气体和1路空气进行控制，其中3路与可燃气或样品蒸气相连，1路与大气或压缩空气相连，均通过气体控制阀51开关控制。真空控制阀53打开时气体控制阀51关闭空气进入，真空控制阀53关闭时可打开气体控制阀51通过真空口323进空气；测试气体不是3路时可从进气口322进空气。

所述压力检测控制阀52用于保护配气压力传感器56不被损坏。

真空单元6包括真空泵61和气体过滤系统62，气体过滤系统62置于真空泵61进气口前端，由颗粒过滤剂过滤测试容器产生的粉尘和有机物。

测试单元3设置在温控单元2的恒温箱体21内，测试单元3前方设置有视窗36，视频采集系统4通过箱体观察窗23可观测容器内燃烧状态并完成视频采集。测试单元3通过进气口322与配气单元5相连，通过真空口323和真空单元6相连。

测试单元3的测试容器为球形容器，由316L不锈钢材料制成，体积5L,最大工作压力可达10MPa，用于高温高压环境下气体燃爆特性的测试。测试容器包括容器球体31和容器盖体32，容器盖体32可快速拆卸。

容器盖体32上设置进气口322、真空口323、泄压口325和测压口326，进气口322与蒸气发生装置54连接，真空口323与气体过滤系统62连接，泄压口325与安全阀329连接，测压口326与配气压力传感器56连接，同时容器盖上还设有动压传感器328检测爆炸压力，温度传感器324用于检测爆炸温度。

容器盖体32设置快开夹具321用于锁紧，容器盖体32上设置到位检测装置327用于检测快开夹具321的锁紧状态，防止未锁紧状态下开始实验，有效保护人身安全。

容器球体31上设置点火装置34、搅拌装置35、爆破阀装置33和视窗36。容器球体31具有搅拌叶片352，能使内部快速达到目标温度，动压传感器328能快速响应测试样品的爆炸压力，容器球体31上设置安全阀和爆破阀装置33，能降低产生爆炸的风险，容器球体31的观察窗36，可观测内部燃烧状态。

点火装置34用于测试容器内混合气体的点燃，点火装置34可采用静电点火和熔丝点火两种点火方式，安装高压点火针时为静电点火方式，高压点火针拆卸后更换为熔丝点火。如图4所示，搅拌装置35用于测试容器内气体混合均匀，为磁驱叶片式搅拌装置，包括搅拌底座351、搅拌叶片352和搅拌磁铁353。爆破阀装置33用于安全防护，视窗36用于观察测试容器内气体燃烧状态。

利用上述高温高压爆炸极限测试仪来测定气体或蒸气在高温高压条件下爆炸极限的操作如下：

（1）选择点火装置的点火形式为静电点火或者熔丝点火，安装相应的点火头。

（2）在测试单元的容器球体内放置好搅拌装置后，使用快开夹具安装容器盖体，安装测试单元至恒温箱体中，连接进气口、真空口、测压口。

（3）清洗测试单元：打开真空控制阀和压力检测控制阀，开启真空泵将测试容器内部绝压抽至1.33kPa，然后通入空气，重复3次。

（4）通过触摸屏设置测试气体配制浓度，通过PC机软件设置测试的温度和压力并计算各组分分压。

（5）开启温控单元、蒸气发生装置和管路加热带，恒温箱体通过热风循环对测试单元进行加热，蒸气发生器同时加热样品蒸气至目标温度。

（6）打开真空控制阀和压力检测控制阀，对测试容器抽真空至1.33kPa；打开气体控制阀将配制好的样品蒸气和空气输入测试容器，达到设定浓度和压力后关闭气体控制阀和压力检测控制阀。

（7）启动搅拌装置使样品蒸气和空气充分混合，到位检测装置检测快开夹具锁紧，开启视频采集系统，通过PC机控制远程点火，通过动压传感器的测试数据观察测试容器内压力变化，通过视频采集系统观察测试容器内是否出现火焰。

（8）若点火瞬间观察到火焰传播并且测得压力上升大于7%，则测试容器内部气体发生爆炸，否则认为样品蒸气未发生爆炸，用真空泵将测试容器内部气体抽出，改变配气浓度后重复清洗容器球体至点火过程，直至获得样品蒸气爆炸极限为止。

（9）测试结束后，再次抽真空清洗测试容器和管路，关闭仪器。

以上所述仅为本实用新型的一个实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以根据实际情况进行各种更改和变化。凡在本实用新型的原则内进行的任何修改、同替换和改进等均应包含在本实用新型的范围之内。

Claims

1.一种高温高压爆炸极限测试仪，包括控制单元、温控单元、配气单元、测试单元及真空单元，其特征在于：

所述控制单元包括触摸屏和PC机，与温控单元、配气单元、测试单元、真空单元电连接并进行控制；

所述温控单元包括恒温箱体和加热器件，加热器件与PC机相连,为测试单元提供加热环境；

所述配气单元提供测试气体,通过管路与测试单元、真空单元相连；

所述测试单元设置在温控单元的恒温箱体内，所述测试单元的测试容器为提供高温高压下气体或蒸气的球形容器，包括容器球体和容器盖体；

所述真空单元包括真空泵和气体过滤系统，所述气体过滤系统设置在真空泵进气口前端。

2.根据权利要求1所述的一种高温高压爆炸极限测试仪，其特征在于：所述控制单元的触摸屏与配气单元相连并手动控制气体配比，所述PC机与测试单元、配气单元、视频采集系统相连，用于测试流程控制、配气单元自动气体配比控制、视频采集、测试数据采集及曲线分析。

3.根据权利要求1所述的一种高温高压爆炸极限测试仪，其特征在于，所述温控单元的加热器件位于恒温箱体底部，通过热风循环加热。

4.根据权利要求1所述的一种高温高压爆炸极限测试仪，其特征在于：所述的配气单元包括气体控制阀、压力检测控制阀、真空控制阀和蒸气发生装置。

5.根据权利要求4所述的一种高温高压爆炸极限测试仪，其特征在于：所述气体控制阀连接3路测试气体和1路空气管路并进行控制。

6.根据权利要求1所述的一种高温高压爆炸极限测试仪，其特征在于：所述恒温箱体背面设置的防爆门和温控单元内设置的温控开关组成了安全单元，温控开关由控制单元控制。

7. 根据权利要求1所述的一种高温高压爆炸极限测试仪，其特征在于：所述容器球体的一侧设置点火装置和视窗，容器球体上的相对一侧设置爆破阀装置, 容器球体内底部设置搅拌装置；所述容器盖体上设置进气口、真空口、泄压口和测压口，所述进气口与蒸气发生装置连接，所述真空口与真空泵连接，所述泄压口与安全阀连接，所述测压口与压力传感器连接。

8.根据权利要求7所述的一种高温高压爆炸极限测试仪，其特征在于：所述容器盖体上设置用于锁紧的快开夹具；所述容器盖体上设置用于检测快开夹具锁紧状态的到位检测装置。

9.根据权利要求7所述的一种高温高压爆炸极限测试仪，其特征在于：所述点火装置采用静电点火或熔丝点火。