[發明專利]一種可燃氣體泄爆傷害效應測試裝置及分析方法

有效

• 申請號: 201210378790.8
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102879428A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王志榮;潘沫羽;蔣軍成;鄭楊艷
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭;李曉峰

技術領域

本發明涉及一種安全測試裝置及分析方法，尤其是一種可燃氣體爆炸泄爆后在耐壓容器外傳播時的壓力與火焰的測試裝置及分析方法，具體地說是涉及一種可燃氣體泄爆傷害效應測試裝置及分析方法。

背景技術

隨著工業現代化的高速發展，可燃性氣體和粉塵的使用越來越廣泛，其爆炸事故也愈加頻繁，已經成為工業爆炸事故的重要形式。泄爆能夠將工業裝置或耐壓容器內部的高壓已燃和未燃氣體導至外部空間，使內部壓力迅速降低，避免爆炸事故的發生和財產的損失，從而已經成為被廣泛應用的防爆技術手段。在泄爆過程中，可燃性氣體在耐壓容器外部的傳播流動、壓力分布及變化、噴射火焰會造成裝置損壞、人員傷亡等各種損失，這種影響統稱為可燃氣體泄爆傷害效應。泄爆傷害效應有兩種形式：沖擊波和熱輻射，二者分別是由高速泄爆氣流在空間的壓力積累和噴射火焰的高溫輻射造成的。對泄爆傷害效應的研究，可以作為評估爆炸危險性大小的參數，也可以作為防爆安全設計的依據，例如確定傷害影響范圍大小、提出合理的人員安全防護設計方法等。

目前，對于可燃氣體泄爆傷害效應的研究很少，沒有相關的實驗裝置來實際地測量出相應參數及變化過程，也沒有系統性的方法來確定傷害效應的程度大小。

發明內容

本發明的目的旨在解決現有的可燃氣體泄爆傷害效應測試裝置及研究方法缺乏的問題，提出了一種結構簡單，操作簡便，能夠全面、準確測量可燃氣體泄爆后在容器外部空間各點的壓力、火焰參數的測試裝置，并建立了一種分析方法，以測量到的參數為基礎分析傷害效應。

本發明的技術方案是：

一種可燃氣體泄爆傷害效應測試裝置，它包括：

一傷害效應參數采集裝置，該傷害效應參數采集裝置包括一壓力采集裝置和一火焰采集裝置；所述的壓力采集裝置包括兩個側部支撐架、一頂部弧形支撐架、工字型滑塊和壓力傳感器；所述頂部弧形支撐架的兩個末端分別與側部支撐架相連接，所述的工字型滑塊設置在頂部弧形支撐架上，所述的壓力傳感器安裝在工字型滑塊上，所述工字型滑塊的底部還安裝有熱輻射通量計；

一爆炸裝置，該爆炸裝置包括一耐壓容器，所述的耐壓容器上設置有兩個混合氣體輸入端口、一壓力傳感器安裝端口、一點火裝置安裝端口、一耐壓火焰觀測窗口、一頂部泄爆端口；所述的壓力傳感器安裝端口上安裝有壓力傳感器，所述頂部泄爆端口的法蘭夾持有泄爆片；

一數據采集處理裝置，該數據處理裝置包括信號放大電路、數據采集電路和計算機；信號放大電路的輸出端與數據采集電路的輸入端相連接，數據采集電路的輸出端與計算機相連接；

所述熱輻射通量計的輸出端以及分別安裝在工字型滑塊和耐壓容器上的壓力傳感器的輸出端均和信號放大電路的輸入端相連接，火焰采集裝置的輸出端與計算機相連接。

作為一種優選方案，所述工字型滑塊的底部還安裝有激光定位接收器，所述耐壓容器的頂部安裝有激光定位發射器，所述的激光定位接收器和激光定位發射器的輸出端和計算機相連接。所述的激光定位接收器和激光定位發射器用于調整確定工字型滑塊的在頂部弧形支撐架上的角度，即確定在空間內的位置。

所述耐壓容器的上部對稱設有一對吊耳，底部裝有支撐筒節和底板。

作為一種優選方案所述側部支撐架的底部設置有加強筋和底座；所述側部支撐架的中部設有中空凹槽，中空凹槽部位安裝可上下滑動的滑塊，所述的滑塊通過緊固件（如緊固螺栓）固定在側部支撐架上，所述滑塊上設有螺孔用于配合頂部弧形支撐架的安裝；所述頂部弧形支撐架的兩端分別設有螺孔與所述滑塊上的螺孔相配合，通過安裝螺栓將滑塊與頂部弧形支撐架的兩端分別固連在一起；所述側部支撐架上還設置有標尺用于度量頂部弧形支撐架上下滑動的距離。

所述頂部弧形支撐架的形狀為半圓形，以爆炸裝置的頂部泄爆端口的中心點為圓心，兩端夾圓心角180°，背弓部垂直向上。

所述頂部弧形支撐架中部中空，所述的工字型滑塊安裝在頂部弧形支撐架的中空部位，可沿頂部弧形支撐架滑動，所述的工字型滑塊上帶有C字型緊固件用于將滑動到合適位置的工字型滑塊固定到弧形支撐架上。固定時，所述的C字型緊固件的兩端分別穿過設在工字型滑塊上表面和下表面上的邊開孔，通過旋轉調整螺桿卡在頂部弧形支撐架上，將工字型滑塊固定。

所述工字型滑塊上沿與其上下表面垂直方向設有帶內螺紋的圓形孔，壓力傳感器插入圓形孔后利用設在壓力傳感器上的接頭螺紋擰緊。

所述的工字型滑塊數量為5~10個（可隨要求的不同而改變）。

所述的火焰采集裝置高速光學攝影儀器或高速數字攝影儀器。