CN219456011U - 一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，包括测试箱体、可控供氧装置、加热控温装置、点火装置和数据测试采集装置；测试箱体采用尺寸可变的框架，可满足不同结构空间中可燃液体最小点火能的测试要求，且装置的四个面均具有透明特点，可结合光测技术研究不同氧氛围下可燃液体着火过程；可控供氧装置为测试箱体提供不同氧气氛围；加热控温装置中油池加热器悬空固定在测试箱体中心，为可燃液体蒸气提供可控温度氛围。本装置具有开放式的、可调控的氧气氛围，结合最小点火能的测试，可解决在富氧气氛中测试可燃液体蒸气最小点火能时可能引发回火、爆炸的安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及最小点火能测试装置技术领域，特别涉及一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置。
背景技术
最小点火能是指在一定条件下能引起可燃液体蒸气与空气混合物(或可燃粉尘云)燃烧或爆炸的最小火花能量，是衡量可燃气体或液体蒸气爆炸危险性的重要参数。在工业生产乃至航空航天领域中，可燃液体泄漏是导致安全事故的主要原因，可燃液体在运输、存储或使用过程中发生泄漏容易形成可燃蒸汽云，一旦在空气中遇到一定能量的着火源更易发生燃爆事故，尤其在高浓度的氧气气氛下所需的着火能量更小，因此，有必要对可燃液体蒸气在空气尤其是在高浓度氧气气氛下的所需最小点火能进行精准测量并进行加以控制。
目前，国内现有测试可燃气体或可燃液体蒸气最小点火能的实验装置多采用狭长管道或一定容积(100L以下)的筒状、球状实验装置中进行常温常压的测试实验，不能改变测试环境条件如温度、气体氛围，测试条件局限性较大，且在封闭容器下进行测试其发生爆炸危险性较大。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，能够准确、安全地测量可燃液体蒸气的最小点火能量，尤其是在高浓度氧气气氛下，可为可燃气体或可燃液体蒸气的燃爆特性参数提供数据支持，同时，本实用新型具备安全防护措施，有效解决了在传统密闭容器下试验可能引发回火、爆炸等安全隐患。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，包括：测试箱体、可控供氧装置、加热控温装置、点火装置和数据测试采集装置；
所述测试箱体设有开口和第一通孔，所述可控供氧装置的出气端通过所述第一通孔连通于所述测试箱体的内部；
所述加热控温装置的加热端、所述点火装置的点火端和所述数据测试采集装置的采集端位于所述测试箱体内。
优选的，所述可控供氧装置包括：供气端和所述出气端；
所述供气端包括：氧气瓶、氮气瓶、气体转换阀和气体调节配比器；
所述氧气瓶的出口和所述氮气瓶出口均连接于所述气体转换阀的进口，所述气体转换阀的出口通过所述气体调节配比器连接于所述出气端。
优选的，所述第一通孔的数量为多个，所述出气端为多孔出气管，所述多孔出气管的多个出气孔与所述第一通孔一一对应连接。
优选的，所述测试箱体还设有第二通孔；
所述加热控温装置包括：依次连接的所述加热端、连接件和控温端；所述连接件穿过所述第二通孔，所述控温端位于所述测试箱体外。
优选的，所述加热端包括：油浴加热器和热电偶，所述热电偶位于所述油浴加热器内；
所述连接件为进出油管；
所述控温端包括：油浴加热锅和定温控制器，所述进出油管的两端分别连接所述油浴加热器和所述油浴加热锅，所述定温控制器通讯连接于所述热电偶。
优选的，所述点火装置包括：依次连接的所述点火端、延时电路和点火能量调节器，所述点火能量调节器位于所述测试箱体外；
所述点火端为点火电极，所述点火能量调节器为可调式点火器。
优选的，还包括：用于移动所述点火端的位置调节机构。
优选的，所述位置调节机构为龙门型直线模组；
所述龙门型直线模组包括：丝杆、龙门型直线模组步进电机和龙门型直线模组支架；
所述点火端设置在所述丝杆的端部，所述丝杆与所述龙门型直线模组步进电机配合，所述龙门型直线模组步进电机安装于所述龙门型直线模组支架，所述龙门型直线模组支架安装在所述测试箱体的顶部。
优选的，所述测试箱体还设有第三通孔；
所述数据测试采集装置包括：所述采集端、电路和测试端；
所述电路穿过所述第三通孔，所述测试端位于所述测试箱体外。
优选的，所述采集包括：碳氢传感器和氧气传感器；
所述测试端包括：传输模块和多通道数据采集模块。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，与现有技术相比，其优势在于：
1.本实用新型通过测试箱体、可控供氧装置、加热控温装置、电点火装置、数据测试采集装置可以进行不同温度、点火能量及氧氛围下测试，通过采集数据和视频记录，获得可燃液体蒸气在不同氧氛围下燃爆参数，为工业生产可燃液体燃爆事故预防提供依据。
2.本实用新型通过局部开放式的测试箱体实现对不同可燃液体蒸气最小点火能的测试，有效解决了在传统密闭容器下试验可能引发回火、爆炸等安全隐患。
3.本实用新型通过可控供氧装置能为测试箱体提供21％～100％可控氧气氛围，为测试不同氧氛围下可燃液体蒸气最小点火能提供测试条件，同时供氧装置中气体转化阀可在测试结束或意外着火情况下通入大量氮气，对实验中的火焰进行有效扑灭。
4.本实验新型通过加热控温装置包括油浴加热器、油浴加热锅、热电偶、油管和定温控制器，调节油盘中可燃液体温度来控制最小点火能测试时气液界面处可燃蒸汽温度，达到25-300℃蒸汽温度的控制。
5.本实用新型通过电点火装置包括可调式点火器、点火电极和延时电路，利用可调式点火器控制点火电极放电，形成电火花为最小点火能测试用的点火源，达到35mJ-10J的低能量点火能的控制。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1为本实用新型实施例提供的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的加热控温装置的俯视结构示意图。
附图中各部件的标号：1-测试箱体；1-1透明钢化玻璃；2-可控供氧装置；21-氧气瓶；22-氮气瓶；23-气体转换阀；24-气体调节配比器；25-多孔出气管；3-加热控温装置；31-油浴加热器；32进出油管；34进出油外管；33-油浴加热锅；35-定温控制器；36-热电偶；4-点火装置；41-点火电极；42-可调式点火器；5-数据测试采集装置；51-计算机；52-传输模块；53-多通道数据采集模块；54-氧气传感器；55-碳氢传感器；6-龙门型直线模组；61-丝杆；62-龙门型直线模组步进电机；63-龙门型直线模组支架。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
参阅图1，本实施例中可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，包括测试箱体1、可控供氧装置2、加热控温装置3、点火装置4、数据测试采集装置5。可控供氧装置2、加热控温装置3、点火装置4、数据测试采集装置5均与测试箱体1连接，可控供氧装置2和加热控温装置3均与控制器连接，点火装置4、数据测试均与数据采集装置5连接。
参阅图1，测试箱体1呈长方体、顶部开口的框架结构，并在其框架四周由透明钢化玻璃面板11密封组成，其长、宽、高尺寸分别为250mm、250mm、500mm。
参阅图1，可控供氧装置2包括氧气瓶21、氮气瓶22、气体转换阀23、气体调节配比器24和多孔出气管25。氧气瓶21、氮气瓶22、转化阀23与气体调节配比器24通过管道顺次连接，并从多孔出气管25通过第一通孔I供气。可控供氧装置2从测试箱体1底部供气，为测试箱体提供不同浓度的氧气氛围。供气时气体转化阀23转至氧气瓶21所在管路，使测试箱体1内氧气氛围达到纯氧状态且平均氧气供气速率不大于0.5L/s。氧气瓶21、氮气瓶22管道接到气体转换阀23上，供气时气体转化阀23转至氧气瓶21所在管路，灭火时则转到氮气瓶22所在通路。气体调节配比器24主要用于在线气体流量测试，并按比例混合气体，为测试箱体1提供特定要求的气氛。
参阅图1和图2，加热控温装置3包括油浴加热器31、油浴加热锅33、进出油管32、定温控制器35和热电偶36，油浴加热器31长50mm×宽50mm×高30mm，壁厚3mm通过玻璃面板11上第二通孔Ⅱ和管内径为10mm的进出油管32与油浴加热锅33连接，油浴加热器33、进出油管32采用黄铜材质，具有较好导热性能，并悬浮固定在测试箱体1中，可控加热温度最高可达到300℃；热电偶36与定温控制器35连接，温度控制范围为25～300℃，测温误差为±2℃。
参阅图1，点火装置4包括点火电极41、可调式点火器42和延时电路，点火电极41和可调式点火器42相连，点火电极41安装在测试箱体1内部并位于油浴加热器33正上方，通过延时电路与可调式点火器42连接，能量调节范围为35mJ-10J，可调式点火器42设置在测试箱体1外部。
参阅图1，数据测试采集装置包括碳氢传感器55、氧气传感器54、多通道数据采集模块53和传输模块52、高速相机，碳氢传感器55、氧气传感器54均设置在测试箱体内部并位于油浴加热器31正上方，通过第三通孔Ⅲ和电路与多通道数据采集模块53、传输模块52、计算机51相连，高速相机位于测试箱体1外部，透过透明钢化玻璃11采用120帧画面记录可燃液体着火前后过程。
本实施例中，测试箱体顶部安装龙门型直线模组6，包括丝杆61、龙门型直线模组步进电机62和龙门型直线模组支架63。通过龙门型直线模组6能够将点火电极41定位到油浴加热器31正上方的不同高度。龙门型直线模组步进电机62安装在丝杆61上，用于驱动点火电极41上下移动。
参见图1，实验准备阶段，检查气密性，关闭供气装置2的气体转换阀23，在测试箱体1内的油浴加热器31中倒入1ml可燃液体，打开高压氧气瓶21和气体转换阀23，设定氧气流量不大于0.5L/s，通过进气吹扫将一定浓度氧气通入测试箱体1内，待氧气传感器54能检测到油浴加热器31正上方氧气浓度达到预设值，通过定温控制器35控制油浴加热器31并监测温度反馈热电偶36达到预设值后，通过碳氢传感器55记录油浴加热器31中气液界面处可燃液体蒸汽浓度，通过龙门型直线模组6确定点火位置，再利用可调式点火器42调节点火电极41的点火能量进行最小点火能点火实验，采用25次放电法测定能够点燃该可燃液体蒸汽最小能量为最小点火能，实验结束后打开外部氮气瓶22进行重扫，重复上述步骤，直至实验完毕。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，包括：测试箱体(1)、可控供氧装置(2)、加热控温装置(3)、点火装置(4)和数据测试采集装置(5)；
所述测试箱体(1)设有开口和第一通孔(I)，所述可控供氧装置(2)的出气端通过所述第一通孔(I)连通于所述测试箱体(1)的内部；
所述加热控温装置(3)的加热端、所述点火装置(4)的点火端和所述数据测试采集装置(5)的采集端位于所述测试箱体(1)内。
2.根据权利要求1所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，所述可控供氧装置(2)包括：供气端和所述出气端；
所述供气端包括：氧气瓶(21)、氮气瓶(22)、气体转换阀(23)和气体调节配比器(24)；
所述氧气瓶(21)的出口和所述氮气瓶(22)出口均连接于所述气体转换阀(23)的进口，所述气体转换阀(23)的出口通过所述气体调节配比器(24)连接于所述出气端。
3.根据权利要求1所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，所述第一通孔(I)的数量为多个，所述出气端为多孔出气管(25)，所述多孔出气管(25)的多个出气孔与所述第一通孔(I)一一对应连接。
4.根据权利要求1所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，所述测试箱体(1)还设有第二通孔(Ⅱ)；
所述加热控温装置(3)包括：依次连接的所述加热端、连接件和控温端；所述连接件穿过所述第二通孔(Ⅱ)，所述控温端位于所述测试箱体(1)外。
5.根据权利要求4所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，所述加热端包括：油浴加热器(31)和热电偶(36)，所述热电偶(36)位于所述油浴加热器(31)内；
所述连接件为进出油管(32)；
所述控温端包括：油浴加热锅(33)和定温控制器(35)，所述进出油管(32)的两端分别连接所述油浴加热器(31)和所述油浴加热锅(33)，所述定温控制器(35)通讯连接于所述热电偶(36)。
6.根据权利要求1所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，所述点火装置(4)包括：依次连接的所述点火端、延时电路和点火能量调节器，所述点火能量调节器位于所述测试箱体(1)外；
所述点火端为点火电极(41)，所述点火能量调节器为可调式点火器(42)。
7.根据权利要求1所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，还包括：用于移动所述点火端的位置调节机构。
8.根据权利要求7所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，所述位置调节机构为龙门型直线模组(6)；
所述龙门型直线模组(6)包括：丝杆(61)、龙门型直线模组步进电机(62)和龙门型直线模组支架(63)；
所述点火端设置在所述丝杆(61)的端部，所述丝杆(61)与所述龙门型直线模组步进电机(62)配合，所述龙门型直线模组步进电机(62)安装于所述龙门型直线模组支架(63)，所述龙门型直线模组支架(63)安装在所述测试箱体(1)的顶部。
9.根据权利要求1所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，所述测试箱体(1)还设有第三通孔(Ⅲ)；
所述数据测试采集装置(5)包括：所述采集端、电路和测试端；
所述电路穿过所述第三通孔(Ⅲ)，所述测试端位于所述测试箱体(1)外。
10.根据权利要求9所述的可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置，其特征在于，所述采集端包括：碳氢传感器(55)和氧气传感器(54)；
所述测试端包括：传输模块(52)和多通道数据采集模块(53)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320162198.8U CN219456011U (zh) | 2023-01-17 | 2023-01-17 | 一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置 |
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| CN202320162198.8U CN219456011U (zh) | 2023-01-17 | 2023-01-17 | 一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN219456011U true CN219456011U (zh) | 2023-08-01 |
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ID=87380022
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| CN202320162198.8U Active CN219456011U (zh) | 2023-01-17 | 2023-01-17 | 一种可控氧氛围的可燃液体蒸气最小点火能测试装置 |
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2023
- 2023-01-17 CN CN202320162198.8U patent/CN219456011U/zh active Active
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