[發明專利]一種測定粉塵云燃燒爆炸特性的實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201910296742.6
• 申請日: 2019-04-14
• 公開（公告）號: CN109827994A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 李花;莊春吉;曹兆睿;賀杰;霍文磊;朱晨宇
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22;G01N25/28;G01N25/32;G01N25/54;G01N31/12;G01D21/02
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本發明提供了一種測定粉塵云燃燒爆炸特性的實驗裝置及方法，整個實驗裝置包括電火花點火裝置、特制石英玻璃管、多孔穩流噴粉管路、壓力/溫度數據采集裝置和移動拆卸式固定架，可對粉塵云燃燒爆炸的最小點火能、爆炸壓力和燃燒溫度等特征參數進行測定。本發明設計的一種多孔氣體分流器可實現均勻穩定噴氣，電火花觸發電路能實現小能量和大能量兩大類多個可選能級的電火花，并能保證較高的點火花能量精度，通過在特制石英玻璃管頂部裝設不同尺寸的泄爆片和自制移動拆卸式固定架，可研究不同泄爆面積和不同位置粉塵云燃燒爆炸的壓力和溫度。

技術領域

本發明涉及一種研究粉塵云燃燒爆炸特性參數的實驗裝置及方法，屬于粉塵燃燒爆炸危險性測試研究技術領域。

背景技術

隨著工業生產技術的不斷發展，易燃易爆粉塵得到了廣泛應用，也使得發生粉塵爆炸的潛在危險性也大大增加。研究粉塵爆炸特性參數對預防和控制粉塵爆炸災害性事故具有重要的現實意義。粉塵云最小點火能（Minimum Ignition Energy of Dust Cloud,MIE）是指剛好能夠點燃最敏感條件下粉塵云所需的最低能量，是反映可燃性粉塵危害性的重要表征參數，其對粉塵爆炸危險性評估及有效防爆措施等方面具有重要意義。

研究粉塵云燃燒爆炸特性的實驗設備主要有20 L球形爆炸裝置和1.2 L哈特曼管，國內外各科研機構在研究粉塵云最小點火能的設備中，應用較多的是1.2 L哈特曼管最小點火能裝置。目前，廣泛使用的粉塵云最小點火能測試實驗裝置主要有Chilworth、MIKE3等幾種進口設備，國內較成熟的產品不多，且設備功能較少，價格均十分昂貴。

發明內容

本發明的目的是設計一種可測定粉塵云最小點火能、爆炸壓力和燃燒溫度等特征參數的粉塵云燃燒爆炸實驗裝置，旨在研究粉塵云燃燒爆炸發生發展規律以及為粉塵爆炸事故預防方面提供可靠的科學依據。

本發明采用的技術方案如下。

一種測定粉塵云燃燒爆炸特性的實驗裝置，其特征在于：它包括一粉塵云燃燒爆炸發生裝置和一壓力/溫度數據采集裝置；

所述粉塵云燃燒爆炸發生裝置包括一多孔穩流噴粉管路、一電火花點火裝置和一特制石英玻璃管組成；所述多孔穩流噴粉管路由一迷你空壓機進行供氣，一氣源處理器過濾器進行調壓，一電磁閥進行管路開閉，一多孔氣體分流器進行穩流噴氣；所述電火花點火裝置由一電火花對電極通過小型氣動裝置移動觸發點火，電火花點火能量由電火花點火電路進行調控；所述一特制石英玻璃管上開有可插入電火花對電極的對稱固定孔，特制石英玻璃管頂端有用于裝設泄爆片的緊固裝置；

所述壓力/溫度數據采集裝置包括一可裝設等角度六個熱電偶或六個壓力傳感器的移動拆卸式固定架，一用于壓力/溫度數據采集的數據采集器和控制計算機；所述的熱電偶和壓力傳感器可根據需要進行單獨和組合使用；所述熱電偶和壓力傳感器分別通過熱電偶專用線和壓力傳感器專用線與數據采集器相連，并通過在控制計算機上安裝的配套軟件進行控制。

所述電火花點火裝置通過電火花點火電路中的電容器來調控電火花點火能量，電容器對應小能量和大能量兩大類多個可選能級的電火花可自由選擇；所述電火花點火電路通過繼電開關進行電容器充電和實驗啟動，通過單向整流橋將交流電轉換為直流電，通過變壓器將電壓升至所需值，通過第一同步定時器和第二同步控制器對實驗啟動時間和點火延遲時間進行設定。

所述特制石英玻璃管底部安裝蘑菇狀分散器和多孔氣體分流器，并與多孔穩流噴粉管路相連接，實現待測粉塵從蘑菇狀分散器底部均勻吹起；所述特制石英玻璃管底部一定距離開有對稱固定孔用于插入電火花對電極，特制石英玻璃管頂端設有泄爆片的緊固裝置，可安裝不同尺寸的泄爆片。