本发明专利技术公开了混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置及方法，爆炸测试装置包括爆炸仓、储粉罐、清洗置换气气瓶、压缩气气瓶以及真空泵，真空泵通过管道与爆炸仓连通，清洗置换气气瓶通过管道与爆炸仓连通，清洗置换气气瓶通过管道与储粉罐连通，储粉罐通过气粉两相阀与爆炸仓连通，各管道上布置有控制通断的电磁阀，储粉罐和爆炸仓分别通过管道连通有气体无害化处理装置。在爆炸前通过清洗置换气气瓶使爆炸仓和储粉罐中获得可燃气体或惰性气体与氧化性气体均匀混合的环境，通过粉尘分散喷嘴获得空间分布均匀的粉尘云，从而模拟出粉尘爆炸特征参数的精准测试环境。本发明专利技术结构合理、步骤严谨，可广泛应用于粉尘爆炸研究技术领域。
【技术实现步骤摘要】
混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置及方法
本专利技术涉及粉尘爆炸研究
，特别是混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置及方法。
技术介绍
工业生产中，经常会遇到飞扬的粉尘与可燃气混合，遇到明火而发生爆炸，如煤粉和甲烷的混合。同时，为了降低粉尘的爆炸风险，也通常采用惰性气体对粉尘环境进行惰化，降低爆炸风险，为此，需要对以上复杂工况条件下粉尘爆炸特征参数进行定量研究。然而，传统的20L爆炸测试装置存在以下明显的不足：一、没有提出分散环境中气体清洗置换功能，无法有效开展在可燃气体或惰化气体与氧化性气体均匀预混条件下粉尘爆炸特征参数的测试试验；二、基于传统反弹喷嘴的粉尘分散的空间分布具有明显不均匀的特点，对于不同物化性质粉尘，存在不同的偏好路径，与形式浓度存在较大的偏差，导致粉尘爆炸特征参数，如最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率以及最小爆炸浓度等测试结果的置信度降低，给工贸行业中粉尘爆炸风险评估、爆炸防护装置的设计及应用带来了严重的潜在安全风险。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置及方法，基于以上不足，本专利技术实现了在粉尘分散前爆炸仓和储粉罐内的可燃气体或惰性气体与氧化性气体均匀混合的环境，形成了均匀的粉尘云，提高了可燃爆粉尘爆炸特征参数测试的置信度。本专利技术解决其技术问题的解决方案是：混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，包括爆炸仓、储粉罐、清洗置换气气瓶、压缩气气瓶以及真空泵，真空泵通过管道与爆炸仓连通，清洗置换气气瓶通过管道与爆炸仓连通，清洗置换气气瓶通过管道与储粉罐连通，储粉罐通过气粉两相阀与爆炸仓连通，各管道上布置有控制通断的电磁阀，储粉罐和爆炸仓分别通过管道连通有气体无害化处理装置。进一步，所述爆炸仓的底部安装有粉尘分散喷嘴，储粉罐经气粉两相阀通向粉尘分散喷嘴，粉尘分散喷嘴包括碗形反弹结构和喷嘴结构，喷嘴结构包括导通结构和分散结构，分散结构位于导通结构的上方，导通结构位于碗形反弹结构底部的中部，分散结构位于碗形反弹结构内，导通结构的上部布置有用于安装分散结构的支架，支架将导通结构的出口分成多个气粉分散出口，气粉从各气粉分散出口喷至分散结构的外表面。进一步，所述分散结构包括反弹板和锥形嘴，锥形嘴上大下小，锥形嘴与导通结构相通，反弹板为一环形板，反弹板布置在锥形嘴的上部。进一步，所述锥形嘴的尖部安装在支架的中部，支架的中部成型有第三气孔，气粉经第三气孔从锥形嘴进入爆炸仓。进一步，所述碗形反弹结构包括左半部结构和右半部结构，左半部结构上用于与右半部结构拼接处成型有条形凸起，右半部结构上用于与左半部结构拼接处成型有条形凹槽，左半部结构上成型有左半圆形腔，右半部结构上成型有右半圆形腔，导通结构的上部位于左半圆形腔和右半圆形腔组成的圆形腔中，左半圆形腔和右半圆形腔的侧壁均成型有环形凸起，导通结构的上部成型有环形凹槽。进一步，所述左半部结构的外壁具有两个左卡块，两个左卡块分别位于左半部结构外壁相对的位置上，右半部结构的外壁具有两个右卡块，两个右卡块分别位于右半部结构外壁相对的位置上，拼接时，两个左卡块分别对应两个右卡块，对应的左卡块和右卡块拼接成燕尾型凸起，并通过两个燕尾槽卡块分别将两个燕尾型凸起固定。进一步，所述储粉罐的敞口处布置有密封盖组件，密封盖组件包括上盖和下盖，下盖安装在储粉罐的敞口处，上盖通过螺栓安装在下盖的上方，下盖的上表面成型有通气环槽，通气环槽的侧壁成型有用于连通清洗置换气气瓶的第一气孔，通气环槽的底壁成型有若干个通往储粉罐内部的第二气孔。混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试方法，包括如下步骤，A-1、通过清洗置换气气瓶向爆炸仓和储粉罐分别通入置换气，将爆炸仓和储粉罐中原有气体排至气体无害化处理装置；A-2、通过真空泵对爆炸仓进行负压处理，通过压缩气气瓶对储粉罐进行加压处理；A-3、开启气粉两相阀，将粉尘云喷入爆炸仓，点燃粉尘云，开启高速摄像机。进一步，所述清洗置换气气瓶和压缩气气瓶中混合气的成分和配比相同。本专利技术的有益效果是：在爆炸前通过清洗置换气气瓶使爆炸仓和储粉罐中获得可燃气体或惰性气体与氧化性气体均匀混合的环境，模拟特定工况下的粉尘爆炸环境；设计碗形反弹结构和喷嘴结构，可将粉尘在喷出时环形周向反弹，获得均匀分布的粉尘云；设计左半部结构和右半部结构拼接成碗形反弹结构，适合在爆炸仓中盲操组装；设计具有通气环槽的下盖，清洗置换气气瓶向储粉罐中可均匀缓慢的通气。本专利技术结构合理、步骤严谨，可广泛应用于粉尘爆炸研究
附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。图1是测试装置的结构示意图；图2是爆炸仓的侧视结构示意图；图3是粉尘分散喷嘴的结构图；图4是粉尘分散喷嘴的结构图；图5是粉尘分散喷嘴的主剖视图；图6是喷嘴结构的结构图；图7是储粉罐中下盖的结构图；图8是储粉罐中下盖的主剖视图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。参照图1～图8，混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，包括爆炸仓10、储粉罐20、清洗置换气气瓶30、压缩气气瓶40以及真空泵50，真空泵50通过管道与爆炸仓10连通，清洗置换气气瓶30通过管道与爆炸仓10连通，清洗置换气气瓶30通过管道与储粉罐20连通，储粉罐20通过气粉两相阀41与爆炸仓10连通，储粉罐20和爆炸仓10分别通过管道连通有气体无害化处理装置21，在爆炸前将置换气缓慢通入爆炸仓10和储粉罐20，将爆炸仓10和储粉罐20中原有气体置换排至气体无害化处理装置21，清洗置换时，气体无害化处理装置21将原有气体处理后排至外部环境。本实施例中，通过控制系统协调测试装置中各部件的工作。爆炸仓10的底部安装有粉尘分散喷嘴11，储粉罐20经气粉两相阀41通向粉尘分散喷嘴11，通过粉尘分散喷嘴11可形成均匀的粉尘云。通过高速摄像机65记录爆炸仓10内粉尘云的形成过程，记录并把数据传回数据分析处理系统，获得爆炸仓10中心区域的浓度演化以及火焰形成、传播的过程。本实施例中，各管道上布置有控制通断的电磁阀，清洗置换气气瓶30与爆炸仓10之间管道上的电磁阀为第一电磁阀，清洗置换气气瓶30与储粉罐20之间管道上电磁阀为第二电磁阀，爆炸仓10与对应的气体无害化处理装置21之间管道上的电磁阀为第三电磁阀，储粉罐20与对应的气体无害化处理装置21之间管道上的电磁阀为第四电磁阀，真空泵50与爆炸仓10之间管道上的电磁阀为第五电磁阀，压缩气气瓶40与储粉罐20之间管道上的电磁阀为第六电磁阀。本实施例中，爆炸仓10的侧壁安装有真空表61，真空表61本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，其特征在于：包括爆炸仓(10)、储粉罐(20)、清洗置换气气瓶(30)、压缩气气瓶(40)以及真空泵(50)，真空泵(50)通过管道与爆炸仓(10)连通，清洗置换气气瓶(30)通过管道与爆炸仓(10)连通，清洗置换气气瓶(30)通过管道与储粉罐(20)连通，储粉罐(20)通过气粉两相阀(41)与爆炸仓(10)连通，各管道上布置有控制通断的电磁阀，储粉罐(20)和爆炸仓(10)分别通过管道连通有气体无害化处理装置(21)。
【技术特征摘要】
1.混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，其特征在于：包括爆炸仓(10)、储粉罐(20)、清洗置换气气瓶(30)、压缩气气瓶(40)以及真空泵(50)，真空泵(50)通过管道与爆炸仓(10)连通，清洗置换气气瓶(30)通过管道与爆炸仓(10)连通，清洗置换气气瓶(30)通过管道与储粉罐(20)连通，储粉罐(20)通过气粉两相阀(41)与爆炸仓(10)连通，各管道上布置有控制通断的电磁阀，储粉罐(20)和爆炸仓(10)分别通过管道连通有气体无害化处理装置(21)。2.根据权利要求1所述的混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，其特征在于：所述爆炸仓(10)的底部安装有粉尘分散喷嘴(11)，储粉罐(20)经气粉两相阀(41)通向粉尘分散喷嘴(11)，粉尘分散喷嘴(11)包括碗形反弹结构和喷嘴结构，喷嘴结构包括导通结构(12)和分散结构(13)，分散结构(13)位于导通结构(12)的上方，导通结构(12)位于碗形反弹结构底部的中部，分散结构(13)位于碗形反弹结构内，导通结构(12)的上部布置有用于安装分散结构(13)的支架，支架将导通结构(12)的出口分成多个气粉分散出口，气粉从各气粉分散出口喷至分散结构(13)的外表面。3.根据权利要求2所述的混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，其特征在于：所述分散结构(13)包括反弹板(14)和锥形嘴(15)，锥形嘴(15)上大下小，锥形嘴(15)与导通结构(12)相通，反弹板(14)为一环形板，反弹板(14)布置在锥形嘴(15)的上部。4.根据权利要求3所述的混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，其特征在于：所述锥形嘴(15)的尖部安装在支架的中部，支架的中部成型有第三气孔，气粉经第三气孔从锥形嘴(15)进入爆炸仓(10)。5.根据权利要求3所述的混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，其特征在于：所述碗形反弹结构包括左半部结构(16)和右半部结构(17)，左半部结构(16)上用于与右半部结构(17)拼接处成型有条形凸起，右半部结构(17)上用于与左半部...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁建旭，陈冬青，吴雨蒙，王继业，王良旺，刘柏清，蒋漳河，王新华，黄国健，
申请(专利权)人：广州特种机电设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44
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