CS223652B1 - Sposob stanovenia výbušnosti - Google Patents

Description

223652

Vynález rieši spósob stanovenia výbuš-nosti alebo medzí výbušnosti predovšetkýmzmesí hořlavin so vzduchom, kyslíkom a//alebo iným okysličovadlom na základe me-rania teploty. Získanie přesných a reprodukovatelnýchúdajov týkajúcich sa potenciálneho nebez-pečia výbuchu, ako aj efektivnosti flegma-tizátorov a/alebo inhibítorov schopných po-tláčať výbuch je velmi doležité z dóvodovneustále zvyšujúceho sa vědeckotechnickéhopokroku spojeného s rastom intenzifikácievýrobných procesov v rozličných odvet-viach priemyslu, najmá banského, uholného,chemického, petrochemického, plynárenské-ho, ropného a iných, z ktorých mnohé saukazujú nebezpečné výbuchom. Táto sku-točnosť vyžaduje riešiť, rozpracovat a za-viesť nové postupy a realizovat spolahlivémeracie zariadenia na meranie výbúšnostia takto zabezpečit vyššiu bezpečnost pra-covných podmienok v priemyselných pod-nikoch.

Doterajšie postupy, metodiky a/alebo za-riadenia známe z literatúry, ktoré neboli zvelkej časti normalizované, sú popisovanévýskumníkmi na základe prístrojov vlast-nej konštrukcie. Ako je z týchto práč vi-dieť, meracie zariadenia obsahujú rožnezdroje iniciácie, rózne rozměry a tvary vý-bušných nádob, čo ovplyvňuje nameranéhodnoty medzí výbušnosti.

Najrozšírenejšie je vizuálně pozorovaniešírenia plameňa v skleněných nádobách, na-příklad H. F. Coward, G, W. Jones Bulletin503, 10, Bureau of Mineš Washington (1952 j;S. N. Osipov Vzryvčatyje svojstva i nejtra-lizacija páro — gázo — pylevych smesej36, „Technika“ Kijev (1977). Sú známe me-tódy, ktoré za výbuch považujú prasknutiebublin vytvorenej za pomoci povrchovoaktív-nej látky, vyhodenie zátky alebo prasknu-tie balónika, ako je to u PER pat. č. 41 578. Ďalšie práce, ako je čs. pat. 99 073 využí-vá k identifikácii výbuchov piestový indiká-tor opatřený kohútom na zistenie pretlakov.Čs. patent 113 224 používá indikátor schop-ný zaznamenat časový priebeh výbuchu.ZSSR AO 347 646 uvádza snímanie výbušné-ho priebehu rýchlostnou filmovou kamerou.A. Guyer, P. Guyer, H. Frank, Helv. Chim.Acta 38 No 2505 (1955) indikujú explóziupo iniciácii plynovou analytickou kontro-lou. Rad práč uvádza použitie termočlánkuváčšinou v kombinácii s tlakovým čidlom.Například H. Sello Ind. Eng. Chem. 50, No10, 1561 (1958) používá merač tlaku a ter-močlánok umiestnený v dolnej časti priesto-ru explóznej bomby. J. Gaube, H. Grasse, K.Simroch Chem. Ing. Tech. 40, No 13, 660(1968) užívá tiež termočlánku a clonouchráněný tlakový snímač. H. Teranishi Rev.Phys. Chem. Japan 28, 9, (1958) používáku kontrole tlaku membránového manomet-ru s optickým zariadením. F. B. Moskovič,V. F. Zakaznov, S. K. Rodnov (Gian) Bezop.Tr. Prom. (11) 46-47 (1975) indikujú výbuch chromelalumíniovým termočlánkom a in-dukčným čidlom tlaku.

Nedostatkom horeuvedených postupov ameracích zariadení je v niektorých prípa-doch nepřesnost a nevyhovujúca reprodu-kovatelnosť. Niektoré postupy si naproti to-mu vyžadujú přídavné zariadenia, ktoré súťažko dostupné, připadne pre rožne druhyiniciácie nevhodné. Všetky tieto a ďalšie ne-dostatky stanovenia medzí výbušnosti riešitento vynález.

Podl'a tohto vynálezu sa spósob stanove-nia výbušnosti alebo medzí výbušnosti, hoř-lavých plynov a/alebo pár, spojený s pří-pravou vzorky skúšobnej zmesi v uzavretomexplóznom priestore a meraním teploty popredchádzajúcej iniciácii, uskutočňuje tak,že teplota vnútri explózneho priestoru sameria od začiatku iniciácie po dobu výbuš-nej premeny aspoň na dvoch voči iniciač-nému zdrojů vertikálně rozdielne situova-ných miestach.

Medzí výhody vynálezu patří vysoká přes-nost a reprodukovatelnosť meraní, ekono-mická dostupnost prevedenia, ktorá je mož-ná na nádobách róznych rozmerov a tvarov,pričom přesnost merania nie je narušenádruhom iniciačného zdroja. Iniciáciu je mož-né previesť iskrou, rozžeravenou spirálou,elektrickým oblúkom, prepálením drotu, pla-meňom a pod. v zariadeniach róznych tva-rov, napr. válcových, gulových, kónickýcha pod. Ako teplotných čidiel je možné po-užit plynových teplomerov, tenzných, odpo-rových alebo teplomerov pracujúcich naprincipe termoelektrického javu. Velmi vý-hodnými sú termočlánky. Meranie výbuš-nosti je možné uskutočňovať v širokom roz-medzí teplót od —60 °C až do 600 °C a tla-kov do 60 MPa. Pri meraní teploty vo vnútriexplozného priestoru teplotný nárast o 5 až25 °C v priebehu výbušnej premeny udávávýbušnosť a koncentrácia, pri ktorej satento teplotný nárast dosahuje, udává med-zu výbušnosti.

Spósob merania podlá vynálezu je dolože-ný nasledujúcimi príkladmi prevedenia. Příklad 1

Do explóznej komory tvaru gule z nerezo-vej ocele o objeme 5,58 1 opatrenej v hor-nej časti termočlánkom a v dolnej časti ter-močlánkom z nikel-chróm-niklu a priemere0,5 mm tak, že měrné konce sú vzdialené1/4 priemeru od steny komory a iniciačnýmzdrojom v podobě Spirály, ktorá tvoří jedenzávit (3 mm) zhotovený z knotalu hrůbky0,6 mm a kapacitným snímačom tlaku sapo trojnásobnom vyevakuovaní pri labora-tórnej teplote 25 °C sa podlá parciálnychtlakov dávkuje metán (dovoz z NSR) o zlo-žení 0,03 °/o obj. inertu, 0,18 % obj. etánu a99,79 % obj. metánu (analýza urobená chro-matograficky) za nasledujúceho zavzdušne-nia explózneho priestoru. Po jeho uzavretí 2 2 3 6 5 2 s sa zmes iniciuje rozžeravenou spirálou, kto-rou prechádza prúd 16 A po dobu 4 s, změ-ny teploty Ati a Ata sú indikované termo-článkami a zaznamenané zapisovačmi. Prezrovnanie sú sledované aj vzniklé přetlakyTabulka č. 1 indikované tlakovým čidlom s oscilografic-kým záznamom.

Namerané hodnoty v oblasti hornej med-ze výbušnosti metánu sú uvedené v tab. č. 1. pokus č. metán(% obj.) registrovaná změna teplotytermočlánkami stúp. tlaku poinic. (MPa) výbuch + bol— nebol Ati ( °C) At2 (°C) 1. 15,0 1,3 0,4 — — : 2. 14,9 1,0 0,4 — —· 3. 14,8 1,5 0,4 — — 4. 14,7 >15,0 >15,0 0,28 '+ 5. 14,6 >15,0 >15,0 0,29 + Ako vidiet z tabulky v pokuse č. 4 došlo Příklad 2 k výbuchu pri koncentrácii 14,7 % obj. me- tánu. V explóznej bombě ako v příklade 1 bolapremeraná dolná medza výbušnosti etylénu.Namerané hodnoty sú uvedené v tab. č. 2. Tabulka č. 2 pokus č. etylén (% obj.) registrovaná změna teplotytermočlánkami Ati (°C) Atz (°C) stúp. tlaku poinic. (MPa) výbuch + bol— nebol 1. 2,7 1,8 0,4 — — 2. 2,8 11,3 0,5 0,05 — 3. 2,9 >15 0,9 0,09 — 4. 3,0 >15,0 >15,0 0,22 + 5. 3,1 >15,0 >15,0 0,25 + P r í k 1 a d 3

Ako vidieť z tabulky v pokuse č. 4 došlo k výbuchu pri koncentrácii 3,0 % obj. ety- V explóznej bombě ako v příklade 1 bola lénu. premeraná horná medza výbušnosti vodíka.

Namerané hodnoty sú uvedené v tab. č. 3.

Tabulka č. 3 pokus č. vodík (% obj.) registrovaná změna teploty stúp. tlaku po výbuch + bol termočlánkami inic. (MPa) — nebol Ati (°C) Atz (°C) 1. 75,0 1,8 0,3 — — 2. 74,2 1,5 0,4 — — 3. 74,1 1,5 0,5 — — 4. 74,0 >15,0 >15,0 0,29 + K výbuchu došlo v pokuse č. 4 pri 74,0 %obj. vodíku. Příklad 4 V explóznej bombě ako v příklade 1 bola premeraná dolná medza výbušnosti aceto-nu, ktorý bol do explózneho priestoru bom-by dopravený cez dávkovač injekčnou strie-kačkou. Namerané hodnoty sú uvedené vtab. č. 4. 223652 7 8

Tabulka č. 4 pokus č. acetón (°/o ob].] registrovaná změna teplotytermočlánkami Ati (°C) Atz (°C) 1. 2,53 1,0 0,5 2. 2,59 1,0 0,6 3. 2,64 1,4 0,6 4. 2,71 >15,0 >15,0 5. 2,89 >15,0 >15,0 Ako vidieť z tabulky v pokuse č. 4 došlo premeraná stúp. tlaku poinic. (MPa) k výbuchu při koncentrácii 2,71 °/o ob], ace-tonu. Příklad 5 V explózne] bombě ako v příklade 1 bolaTabulka č. 5 výbuch + bol— nebol pokus č. 0,33 0,34 ktorý bol do explózneho priestoru dávkova-ný injeltčnou striekačkou ako v příklade 4.Namerané hodnoty sú uvedené v tab. č. 5. éter (% obj.) registrovaná změna teplotytermočlánkami

Ati (°C) Δί2 (°C) stúp. tlaku po výbuch + bolinic. (MPa) —nebol 1. 1,57 1,4 2. 1,61 2,0 3. 1,65 2,3 4. 1,69 >15,0 5. 1,74 >15,0 Ako je vidieť z tabulky v pokuse č. 4 do- šlo k výbuchu pri koncentrácii 1,69 % obj.éteru. Příklad 6

Do explózne] bomby ako v příklade 1 vy-hriatej na teplotu 250 °C sa dávkovala simu-lovaná hořlavá plynová zmes a merali saflegmatizačné účinky dusíka na túto hořla-vinu. Zmes obsahovala 25 % ob]. CO, 5 %ob]. Hz (technický, ČSN 65 4435), 15 °/o ob]. 0,5 — — 0,5 — — 0,5 — — >15,0 0,29 + >15,0 0,29 + CO2 (kvapalný, ČSN 65 1743) a 55 % obj.N2 (technický, ČSN 65 4335). Zmes bola při-pravená na základe parciálnych tlakov v 50litrovom zásobníku. Obsah kyslíka v simu-lovanom plyne činil 1,0 % ob], (chromato-grafické stanovenie). Boli stanovené medzevýbušnosti vo vzduchu na základe porovna-nia teplotných zmien na termočlánkoch aúdaje týkajúce sa výbušné] oblasti simulo-vaný plyn — kyslík — dusík pri teplote250 + 5 °C a atmosíérickom tlaku. Výsledkysú uvedené v tab. č. 6, 7.

Tabulka č. 6

pokus č. konc. simulov.plynu (% ob].) vzduch(obj. 0/0) teplota skúšky výbuch + bol —nebol medze výbuš- pozn.nosti (% obj.) 1. 75,2 24,8 250 + 5 — 74,7 HMV 2. 30,5 69,5 250 + 5 — 31,0 DMV 3. 32,5 68,5 250 + 5 + 31,0 DMV 4. 83,5 16,5 250 + 5 + 84,0 HMV 5. 84,5 15,5 250 + 5 — 84,0 HMV DMV — dolná medza výbušnostiHMV — horná medza výbušnosti Příklad 7 V explózne] bombě ako v příklade 1 bo-li inštalované ďalšie dva termočlánky. Bolapremeraná dolná a horná medza dimetylte-reftalátu (DMT). DMT bol dávkovaný zozvlášť ohrievaného dávkovača vyhriateho na 250 + 5 °C cez ihlový ventil do explóznehopriestoru vyhriateho na tú istú teplotu. Zavýbuch sa považoval nárast teploty u všet-kých termočlánkov 10 °C. Medze výbušnostidimetyltereftalátu vo vzduchu sú 0,8 až 6,3percenta obj.

Claims (1)

1. 223652 9 10 T a b u Γ k a č. 7 simulov. plyn 31.6 32.6 95.1 96.1 31.6 32.6 90.1 91.1 31.6 32.6 65.4 66.4 31.7 32.7 30.7 31.7 39.6 40.6 30.7 31.7 35.7 36.7 30.7 31.7 32.7 33.7 29.7 30.7 31.6 32.7 DMV — dolná medza výbušnostiHMV — horná medza výbušnosti (°/o obj.)dusík kyslík výbuch+ bol— nebol medze výb.(% obj.) stup. tlakupri iniciá-cii poz _ 68,4 _ 32,2 — DMV _ 67,4 + 32,2 60 DMV - 4,9 + 95,5 143 HMV __ 3,9 — 95,5 — HMV 5 63,4 — 32,2 — DMV 5 62,4 + 32,2 40 DMV 5 4,9 + 90,6 141 HMV 5 3,9 — 90,6 10 HMV 20 48,4 — 32,2 25 DMV 20 47,4 + 32,2 30 DMV 30 4,6 + 66,2 222 HMV 30 3,6 — 66,2 — HMV 40 28,3 — 32,2 — DMV 40 27,3 + 32,2 81 DMV 55 14,3 — 31,2 30 DMV 55 13,3 + 31,2 60 DMV 55 5,4 + 40,1 152 HMV 55 4,4 — 40,1 — HMV 60 9,3 — 31,2 30 DMV 60 8,3 + 31,2 81 DMV 60 4,3 + 36,2 70 HMV 60 3,3 — 36,2 — HMV 63 6,3 — 31,2 — DMV 63 5,3 + 31,2 70 DMV 63 4,3 + 33,2 60 HMV 63 3,3 — 33,2 — HMV 65 5,3 — — — 65 4,3 — — — 65 3,4 — — — 65 2,3 — — — Oz 02 Oz PREDMET Spdsob stanovenia výbušnosti alebo medzívýbušnosti, hořlavých plynov a/alebo pár,spojený s přípravou vzorky skúšobnej zmesiv uzavretom explóznom priestore a mera-ním teploty po predchádzajúcej iniciácii, VYNALEZU vyznačujúci sa tým, že teplota vnútri explóz-neho priestoru sa meria od začiatku iniciá-cie po dobu výbušnej premeny aspoň nadvoch voči iniciačnému zdrojů vertikálněrozdielne situovaných miestach.