一种阻隔防爆材料防爆性能测定系统及其测定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种阻隔防爆材料防爆性能测定系统，包括计算机，爆炸仓(3)，气体循环管道(9)，主控制系统(1)及通过导线与其相连接的第一抽真空装置(2)、液体燃料蒸气供应装置(4)、干燥空气供应装置(5)、信息采集装置(6)和点火装置(7)；所述气体循环管道(9)与所述爆炸仓(3)的相连通；所述爆炸仓(3)内壁上等间距地安装有温度传感装置和压力传感装置；所述爆炸仓(3)始端内壁上安装有点火电极，所述点火电极与所述点火装置(7)相连接；所述主控制系统(1)与所述计算机相连接。本发明专利技术还提供了一种阻隔防爆材料防爆性能的测定方法。本发明专利技术阻隔防爆材料防爆性能测定系统可以半自动化控制，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防爆性能测定系统及其测定方法，特别是涉及一种阻隔防爆材料防爆性能测定系统及其测定方法。
技术介绍
阻隔防爆材料是指以金属或有机高分子材料为基体，添加功能添加剂后制成的网状或其它形状的材料，这种材料填充或安装在储运油设备、地面车辆或装甲装备、飞机或舰艇油箱中，能够迅速传递热量、阻隔火焰传播，防止爆炸等意外事故的发生。常见的阻隔防爆材料按形状可分为蜂窝状和球型；按材质可分为金属类(钛合金、铜合金、铝合金等)、非金属类(聚醚、聚酯、尼龙等)和复合类(涂复等)。上世纪80年代，阻隔防爆材料在欧美国家广泛使用，90年代初，阻隔防爆材料及其相关技术的应用从加油站、运油车等迅速推广到汽车和飞机等领域，例如美军、俄军等均在战斗机、坦克油箱中使用阻隔防爆材料。上世纪60年代，欧洲开始使用金属类阻隔防爆材料，用于降低燃油储槽的火灾爆炸隐患，80年代欧美等国家已在军事领域，特别是空军方面广泛使用阻隔防爆材料。但由于金属类防爆材料存在装填拆卸过程繁琐、维护成本高昂、金属碎屑堵塞进油口等一系列问题，目前金属类防爆材料主要用于民用方面。网状聚氨酯泡沫(聚酯型或聚醚型)是目前最常用的非金属类阻隔防爆材料。降低了阻隔防爆材料的重量，实现了对燃油箱的部分填充设计，1990年研制成功能够长期承受150℃的网状泡沫材料，同时具有较高的水解稳定性和导电性能。1968年美国空军制定了飞机燃油箱及干舱填充用的网状泡沫材料规范MIL-B-83054，1973～1984年经过四次修订，最终形成MIL-B-83054B，即《飞机燃油箱用的阻隔惰性材料》。1992年美军针对自身具有导静电功能的网状泡沫材料又制定了新的规范MIL-F-87260，1998年修订为MIL-PRF-87260A，2006年又进一步修订为MIL-PRF-87260B，即《飞机燃油箱用的自身具有导静电功能的防爆泡沫材料》。从上世纪80年代起，我国致力于开发了金属阻隔防爆材料，目前正在国内外油品和危险化学品储运领域进行推广应用，并于2005年颁布实施《汽车加油(气)站、轻质燃油和液化石油气汽车罐车用阻隔防爆储罐技术要求》(AQ3001-2005)和《阻隔防爆橇装式汽车加油(气)装置技术要求》(AQ3002-2005)，以规范阻隔防爆技术在汽车加油(气)站、成品油运输车槽罐、橇装式加油装置上的应用工作。目前我国已有28个省(自治区、直辖市)开始推广应用阻隔防爆技术。但国内外在评价阻隔防爆材料的防爆性能时，也是一般使用小分子的可燃气体作为爆炸媒介，例如专利CN200920033498.6“可燃性气体、粉尘爆炸、传播及防爆特性测试装置”和行业标准AQ3001-2005《汽车加油(气)站、轻质燃油和液化石油气_汽车罐车用阻隔防爆储罐技术要求》等；其中使用较多的例如丙烷气体，例如专利CN200510002879.4“一种测试阻隔防爆材料的防爆性能的装置及其测试方法”和CN200520001544.6“一种测试阻隔防爆材料的防爆性能的装置”等。但小分子可燃气体的爆炸特性和液体燃料饱和蒸气的爆炸特性有很大不同，例如燃料分子中碳原子个数不同，其对最大火焰速度的影响也不同，如图1所示。可以看出，不同的燃料对火焰正常传播速度影响很大，燃料的分子量愈大，可燃性的范围就愈窄。因此使用小分子可燃气体评价阻隔防爆材料对液体燃料饱和蒸气的爆炸性能，并不能反映真实的情况。如果认为小分子可燃气体相对于液体燃料饱和蒸气更具“爆炸性”，从而把能够阻止小分子可燃气体爆炸，就一定能阻止液体燃料饱和蒸气爆炸，作为评价阻隔防爆材料在液体石油燃料使用的判断标准，就会造成使用过量的阻隔防爆材料，徒劳增加加工和使用成本。实际上应该根据阻隔防爆材料在液体燃料中使用的真实情况，例如与油品的化学相容性，对油品饱和蒸气的防爆性能等设计专用的阻隔防爆材料。所以为了评定阻隔防爆材料的防爆性能等重要指标，应该使用液体燃料饱和蒸气作为爆炸介质。国内在评价阻隔防爆材料的防爆性能时，往往使用燃爆增压值作为评定指标。例如行业标准AQ3001-2005《汽车加油(气)站、轻质燃油和液化石油气_汽车罐车用阻隔防爆储罐技术要求》和专利CN200510002879.4“一种测试阻隔防爆材料的防爆性能的装置及其测试方法”中燃爆增压的计算公式为ΔP＝(P1+P2+P3+...+Pn)/n-Pb，其中P1...Pn为燃爆后各压力传感装置峰值压力，Pb为燃爆前压力传感装置的初始表压，定义阻隔防爆技术装置燃爆增压小于等于0.14MPa为合格。本专利技术将提供另外新的防爆性能判断依据。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以准确测定阻隔防爆材料的防爆性能且安全可靠的阻隔防爆材料防爆性能测定系统。本专利技术还提供了一种阻隔防爆材料防爆性能的测定方法。一种阻隔防爆材料防爆性能测定系统，包括计算机，爆炸仓，气体循环管道，主控制系统及通过导线与其相连接的第一抽真空装置、液体燃料蒸气供应装置、干燥空气供应装置、信息采集装置和点火装置；爆炸仓为两端密闭的中空管状结构；所述第一抽真空装置、所述液体燃料蒸气供应装置和所述干燥空气供应装置都与所述爆炸仓的中空部分相连通；气体循环管道与爆炸仓的两端相连通，气体循环管道上安装有气体循环泵和气体循环控制阀，气体循环泵和气体循环控制阀都与主控制系统相连接；爆炸仓内壁上等间距地安装有温度传感装置和压力传感装置，温度传感装置和压力传感装置都与信息采集装置相连接；爆炸仓始端内壁上安装有点火电极，点火电极与点火装置相连接；主控制系统与计算机相连接。本专利技术所述阻隔防爆材料防爆性能测定系统，其中，液体燃料蒸气供应装置包括通过管道依次相连的液体燃料储存罐、蒸气生成罐和第二抽真空装置；液体燃料储存罐通过送料管与蒸气生成罐相连接，蒸气生成罐外壁采用夹层恒温结构；送料管上安装有送料控制阀；蒸气生成罐上安装有蒸气生成罐压力传感装置，蒸气生成罐压力传感装置与计算机相连；液体燃料储存罐内部安装有液位自动测量装置；送料管在蒸气生成罐内部的一端安装有雾化头；在蒸气生成罐下部设有排料口；蒸气生成罐和第二抽真空装置之间设置有蒸气储存罐，蒸气储存罐与蒸气生成罐通过送气管相连接，送气管上设置有送气控制阀；蒸气储存罐与第二抽真空装置之间通过管道相连接，管道上设置有抽真空控制阀；蒸气储存罐上安装有蒸气储存罐压力传感装置，蒸气储存罐压力传感装置与计算机相连；蒸气储存罐顶部设有蒸气输出口；蒸气储存罐外壁采用夹层恒温结构；液体燃料蒸气供应装置还包括空气供应装置和恒温水供应装置，蒸气储存罐内部设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻隔防爆材料防爆性能测定系统，其特征在于，包括计算机，爆炸仓(3)，气体循环管道(9)，主控制系统(1)及通过导线与其相连接的第一抽真空装置(2)、液体燃料蒸气供应装置(4)、干燥空气供应装置(5)、信息采集装置(6)和点火装置(7)；所述爆炸仓(3)为两端密闭的中空管状结构；所述第一抽真空装置(2)、所述液体燃料蒸气供应装置(4)和所述干燥空气供应装置(5)都与所述爆炸仓(3)的中空部分相连通；所述气体循环管道(9)与所述爆炸仓(3)的两端相连通，所述气体循环管道(9)上安装有气体循环泵(12)和气体循环控制阀(13)，所述气体循环泵(12)和所述气体循环控制阀(13)都与所述主控制系统(1)相连接；所述爆炸仓(3)内壁上等间距地安装有温度传感装置和压力传感装置，所述温度传感装置和压力传感装置都与所述信息采集装置(6)相连接；所述爆炸仓(3)始端内壁上安装有点火电极，所述点火电极与所述点火装置(7)相连接；所述主控制系统(1)与所述计算机相连接。

【技术特征摘要】
1.一种阻隔防爆材料防爆性能测定系统，其特征在于，包括计算机，爆炸仓(3)，气
体循环管道(9)，主控制系统(1)及通过导线与其相连接的第一抽真空装置(2)、液体燃料
蒸气供应装置(4)、干燥空气供应装置(5)、信息采集装置(6)和点火装置(7)；所述爆炸
仓(3)为两端密闭的中空管状结构；所述第一抽真空装置(2)、所述液体燃料蒸气供应装置
(4)和所述干燥空气供应装置(5)都与所述爆炸仓(3)的中空部分相连通；所述气体循环
管道(9)与所述爆炸仓(3)的两端相连通，所述气体循环管道(9)上安装有气体循环泵(12)
和气体循环控制阀(13)，所述气体循环泵(12)和所述气体循环控制阀(13)都与所述主控
制系统(1)相连接；所述爆炸仓(3)内壁上等间距地安装有温度传感装置和压力传感装置，
所述温度传感装置和压力传感装置都与所述信息采集装置(6)相连接；所述爆炸仓(3)始
端内壁上安装有点火电极，所述点火电极与所述点火装置(7)相连接；所述主控制系统(1)
与所述计算机相连接。
2.根据权利要求1所述阻隔防爆材料防爆性能测定系统，其特征在于，所述液体燃料蒸
气供应装置(4)包括通过管道依次相连的液体燃料储存罐(401)、蒸气生成罐(402)和第
二抽真空装置(415)；液体燃料储存罐(401)通过送料管(409)与所述蒸气生成罐(402)
相连接，所述蒸气生成罐(402)外壁采用夹层恒温结构；所述送料管(409)上安装有送料
控制阀(408)；所述蒸气生成罐(402)上安装有蒸气生成罐压力传感装置(404)，所述蒸气
生成罐压力传感装置(404)与所述计算机相连；
所述液体燃料储存罐(401)内部安装有液位自动测量装置；所述送料管(409)在所述
蒸气生成罐(402)内部的一端安装有雾化头(405)；在所述蒸气生成罐(402)下部设有排
料口(411)；所述蒸气生成罐(402)和所述第二抽真空装置(415)之间设置有蒸气储存罐
(403)，所述蒸气储存罐(403)与所述蒸气生成罐(402)通过送气管(413)相连接，所述
送气管(413)上设置有送气控制阀(412)；所述蒸气储存罐(403)与所述第二抽真空装置
(415)之间通过管道相连接，所述管道上设置有抽真空控制阀(416)；所述蒸气储存罐(403)
上安装有蒸气储存罐压力传感装置(410)，所述蒸气储存罐压力传感装置(410)与所述计算
机相连；所述蒸气储存罐(403)顶部设有蒸气输出口(414)；所述蒸气储存罐(403)外壁
采用夹层恒温结构；
所述液体燃料蒸气供应装置(4)还包括空气供应装置和恒温水供应装置(418)，所述蒸
气储存罐(403)内部设有增压器(406)，所述增压器(406)通过空气输送管(417)与所述

\t空气供应装置相连通，所述空气输送管(417)上设置有空气供应控制阀(407)；所述恒温水
供应装置(418)通过管道分别于所述蒸气生成罐(402)外壁的夹层恒温结构和所述蒸气储
存罐(403)外壁的夹层恒温结构相连通。
3.根据权利要求2所述阻隔防爆材料防爆性能测定系统，其特征在于，所述阻隔防爆材
料防爆性能测定系统包括加热恒温装置(8)，所述加热恒温装置(8)与所述主控制系统(1)
相连；所述爆炸仓(3)采用夹层恒温结构，所述加热恒温装置(8)与通过恒温水循环管道
(11)与所述爆炸仓(3)的夹层恒温结构相连通形成恒温水循环回路，所述恒温水循环管道
(11)上安装有恒温水循环泵(10)；
所述温度传感装置和所述压力传感装置与所述信息采集装置(6)的连接方式为有线连接
或无线连接；所述主控制系统(1)与所述计算机的连接方式为无线连接。
4.根据权利要求3所述阻隔防爆材料防爆性能的测定系统，其特征在于，所述点火装置
(7)为化学点火装置或电点火装置；所述爆炸仓(3)是由至少5根长度为0.3m-1m，内部
直径为60mm-80mm的管段密闭连接而成，所述管段内壁中部装有所述温度传感装置和所述
压力传感装置；所述管段侧壁采用夹层恒温结构，所述管段夹层恒温结构的两端设有管道接
口，所述两端的接口分别与所述恒温水循环管道(11)出口和入口相连通；所述管段材质为
石英玻璃或不锈钢；所述爆炸仓(3)末端装有泄压阀。
5.一种采用权利要求4所述阻隔防爆材料防爆性能的测定系统测定阻隔防爆材料防爆性
能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、选择液体燃料并制备成液体燃料蒸气；确定所述爆炸仓长度；
B、用所述第一抽真空装置(2)将所述爆炸仓(3)抽真空；通过所述液体燃料蒸气供
应装置(4)向所述爆炸仓(3)中输送到所述液体燃料蒸气，然后通过所述干燥空气供应装
置(5)向所述爆炸仓(3)中输送干燥空气配平至一个标准大气压，开启所述气体循环泵(12)
并打开所述气体循环控制阀(13)通过气体循环管道(9)将所述液体燃料蒸气和所述干燥空
气混匀得到混合气体，混匀得到混合气体；通过所述点火装置(7)和所述点火电极引爆所述
混合气体，用所述温度传感装置和所述压力传感装置将所述爆炸仓(3)的内部压力和温度数
据通过所述信息采集装置(6)传输到所述计算机上并计算得到压力平均值；
C、将所述爆炸仓(3)泄压，向爆炸仓(3)中均匀填充阻隔防爆材料，之后的步骤与
步骤B中所述步骤相同；将测得的所述压力平均值与步骤B中所述测得的压力平均值进行比

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁长波，安高军，熊春华，王浩喆，周友杰，王旭东，雷正，
申请(专利权)人：中国人民解放军总后勤部油料研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11