判定受限空间内可燃气体抑爆效果的实验系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种判定受限空间内可燃气体爆炸抑制装置抑爆效果的实验系统及检测方法，该实验系统由可燃气体爆炸实验系统及爆炸抑制效果检测系统构成。可燃气体爆炸实验系统包括爆炸容器筒体、与筒体相连的活动端盖与固定端盖、第一观察窗、第二观察窗、预抽真空系统、可燃气体配气装置和点火装置。爆炸抑制效果检测系统由抑爆装置、第一压力传感器、第二压力传感器、高速摄像装置及数据采集与控制系统构成。爆炸抑制效果检测方法的特点是：将爆炸抑制过程中高速摄像拍摄的图像与第一压力传感器检测的爆炸压力‑时间曲线等动态多参量进行融合，定量考察抑爆装置触发时间及抑爆剂种类、用量、喷射形态对爆炸抑制效果的影响。

Experimental system and method for determining explosion suppression effect of combustible gas in confined space

The invention discloses a method for determination of combustible gases in confined space explosion suppression device experiment system anti explosion effect and detection method, the experimental system is composed of the combustible gas explosion experiment system and explosion suppression effect of a detection system. Combustible gas explosion experiment system including explosion vessel cylinder, and the cylinder connected with the movable end cover and the fixed end cover, the first observation window, second observation window, the vacuum system of flammable gas, gas distribution device and ignition device. The explosion suppression effect detection system consists of an explosion suppression device, a first pressure sensor, a second pressure sensor, a high-speed image pickup device and a data acquisition and control system. The characteristics of the explosion suppression effect detection method is: the fusion image and the first explosion pressure sensor in the inhibition process of high-speed camera detection of explosion pressure time curves of dynamic parameters, a quantitative study of explosion suppression device trigger time and explosion suppression agent, dosage, injection form on the explosion suppression effect.

【技术实现步骤摘要】
判定受限空间内可燃气体抑爆效果的实验系统及检测方法
本专利技术涉及可燃气体爆炸抑制
，尤其涉及用于判定受限空间内可燃气体爆炸抑制装置抑爆效果的实验系统及检测方法。
技术介绍
受限空间中发生的可燃气体/空气混合物爆炸为工业生产常见事故之一，带来严重的人员伤亡和财产损失。爆炸抑制技术则是在爆炸发生的初期，通过抑爆装置瞬间向受限空间喷射抑爆介质，阻止爆炸火焰传播，对防止事故蔓延具有重要意义。抑制装置的爆炸抑制过程体现为抑爆介质与爆炸火焰相互作用的动态过程，抑爆装置的触发时间、喷射压力、流场参数以及抑爆剂的种类、充装量等参数均是影响爆炸抑制效果的控制因素，在实际应用过程中，必须采取恰当的检测装置和方法，对其进行定量化研究，为爆炸抑制装置的正确安装使用提供技术支持。关于检测可燃气体爆炸抑制效果的技术信息，在已公开的中国专利文献中已有涉及，如专利技术专利CN101576521B（可燃性气体、粉尘爆炸、传播及抑爆特性测试装置），但该技术方案仅能考究不同抑爆介质的爆炸抑制效能，无法开展抑爆装置的爆炸抑制效果测试。又如专利技术专利CN102879416B（气云燃烧、爆炸模拟与惰化、抑制实验装置及实验方法），该专利提供的技术方案主要针对水、干粉等传统消防灭火系统，无法满足近年来日益发展起来的快速响应、封装紧凑抑爆装置性能检测。更为重要的是，爆炸抑制为多参数耦合的瞬态过程，现有技术尽管采取了不同参数的检测手段，但仅停留在多参数罗列，未能将抑爆过程若干参数开展融合分析，缺少对爆炸抑制效果的综合评判手段。为此，本申请人作了有益的探索与实际的尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种判定受限空间内可燃气体爆炸抑制装置抑爆效果的实验系统及检测方法，便于对爆炸抑制效果的影响因素进行分析，为爆炸抑制装置的正确安装使用提供技术支持。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：判定受限空间内可燃气体爆炸抑制装置抑爆效果的实验系统及检测方法，实验系统包括可燃气体爆炸实验系统及爆炸抑制效果检测系统：可燃气体爆炸实验系统包括：爆炸容器筒体，以及设置在该爆炸容器筒体两端的活动端盖与固定端盖，在上述活动端盖上设置了通过法兰与该活动端盖相连接的第一观察窗口，该第一观察窗口内嵌有机玻璃镜面；在上述爆炸容器筒体的底端中心部位设置了预抽真空连接管口和可燃气体进气管口，该预抽真空连接管口和可燃气体进气管口通过输气管分别与真空泵和可燃气体配气装置相连，上述预抽真空连接管口与真空泵以及设置在爆炸容器筒体上的真空表构成了本专利技术装置的预抽真空系统；在上述爆炸容器筒体上还设置了点火装置，该点火装置通过导线与数据采集与控制系统相连。爆炸抑制效果检测系统包括：设置在上述爆炸容器筒体顶部的第一压力传感器与设置在上述爆炸容器筒体顶部的抑爆装置，并在该抑爆装置的顶端设置了第二压力传感器，上述的第一压力传感器、抑爆装置与第二压力传感器通过屏蔽导线与数据采集与控制系统相连接构成了压力检测系统，该压力检测系统与设置在上述第一观察窗口的高速摄像装置共同构成了本专利技术装置的爆炸抑制效果检测系统。爆炸抑制效果检测方法的步骤包括：首先，在抑爆装置中放入一定质量的抑爆粉剂，并装配该抑爆装置中的触发器件，将装配后的抑爆装置安装在爆炸容器筒体的顶部接口；紧固活动端盖并检验爆炸容器筒体的整体密封性；将爆炸容器筒体抽至设定的真空度后将预混合的爆炸性混合气体充入该爆炸容器筒体内部。其次，通过数据采集与控制系统，预先设定点火装置的点火时刻T1以及抑爆装置的触发时刻T2，使抑爆装置在爆炸容器筒体内的爆炸性混合气体点燃后触发。下一步，启动数据采集与控制系统进行爆炸抑制实验，高速摄像装置第一压力传感器和第二压力传感器同步采集信号；将上述设定条件、采集的数据进行对比、融合，分析受限空间内可燃气体爆炸抑制效果。最后，清扫实验系统，为下一次实验做准备。所述的固定端盖通过焊接的紧固方式与上述的爆炸容器筒体相连接，并在该固定端盖上设了与所述的活动端盖相对应的第二观察窗口。通过改变抑爆装置喷射特性、触发延时时间以及抑爆粉剂的种类、充装质量等参数，分析抑爆效果的影响因素。与现有的技术方案相比，本专利技术的优点在于：（1）将抑爆装置喷射参数、抑爆介质喷射流场、爆炸压力衰减特性、爆炸火焰动态变化过程等多参数融合，利于对爆炸抑制的全过程开展量化分析；（2）通过改变抑爆装置喷射特性、触发延时时间以及抑爆粉剂的种类、充装质量等参数，分析抑爆效果的影响因素，为爆炸抑制装置的正确安装使用提供技术支持。附图说明图1是本专利技术用于判定受限空间内可燃气体爆炸抑制装置抑爆效果的实验系统示意图。图2是本专利技术实施例中爆炸容器筒体内的可燃气体混合物爆炸在未进行抑制和进行抑制情形下的爆炸压力-时间变化历程。图3是本专利技术实施例中未喷射抑爆介质时爆炸容器筒体内压力-时间变化历程以及相应时刻爆炸火焰传播进程。图4为抑爆装置触发后装置内喷射压力变化曲线。图5是本专利技术实施例中喷射抑爆介质时爆炸容器筒体内压力-时间变化历程以及相应时刻爆炸火焰传播进程。附图标记说明：1、爆炸容器筒体；2-1、活动端盖；2-2、固定端盖；3-1、第一观察窗口；3-2、第二观察窗口；4、有机玻璃镜面；5、高速摄像装置；6-1、预抽真空连接管口；6-2、可燃气体进气管口；7、可燃气体配气装置；8、真空泵；9、数据采集与控制系统；10、抑爆装置；11-1、第一压力传感器；11-2第二压力传感器；12、真空表；13、点火装置。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术作进一步说明。以下实施例从控制抑爆装置触发与否进行对比实验，对抑爆效果进行检测。参照图1，本专利技术由可燃气体爆炸实验系统及爆炸抑制效果检测系统构成，可燃气体爆炸实验系统包括：容积为5m3的爆炸容器筒体1，以及设置在该爆炸容器筒体1两端相适应的活动端盖2-1与固定端盖2-2，在上述活动端盖2-1上设置了通过法兰与该活动端盖2-1相连接的第一观察窗口3-1（法兰连接为本
的常用技术，在此不再具体阐述），该第一观察窗口3-1内嵌有机玻璃镜面4；在上述爆炸容器筒体1的底端中心部位并排设置了公称直径DN32的预抽真空连接管口6-1和可燃气体进气管口6-2，该抽真空连接管口6-1和可燃气体进气管口6-2通过相匹配的输气管分别与真空泵8和可燃气体配气装置7相连，上述预抽真空连接管口6-1与真空泵8以及设置在爆炸容器筒体1上的真空表12构成了本专利技术装置的预抽真空系统；在上述爆炸容器筒体1上还设置了由点火线圈构成的点火装置13，该点火装置13通过导线与数据采集与控制系统9相连。爆炸抑制效果检测系统包括：设置在上述爆炸容器筒体1顶部的第一压力传感器11-1与设置在上述爆炸容器筒体1顶部的净容积为5L的抑爆装置10，并在该抑爆装置10的顶端设置了第二压力传感器11-2，上述的第一压力传感器11-1、抑爆装置10与第二压力传感器11-2通过屏蔽导线与数据采集与控制系统9相连接构成了压力检测系统，该压力检测系统与设置在上述第一观察窗口3-1的高速摄像装置5共同构成了本专利技术装置的爆炸抑制效果检测系统。爆炸抑制效果检测方法的步骤包括：首先，在净容积为5L的抑爆装置10中放入2kg中位粒径约为10um的超细ABC抑爆粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
判定受限空间内可燃气体爆炸抑制装置抑爆效果的实验系统，该实验系统包括可燃气体爆炸实验系统及爆炸抑制效果检测系统，其特征在于：所述可燃气体爆炸实验系统包括：爆炸容器筒体（1），以及设置在该爆炸容器筒体（1）两端的活动端盖（2‑1）与固定端盖（2‑2），在上述活动端盖（2‑1）上设置了通过法兰与该活动端盖（2‑1）相连接的第一观察窗口（3‑1），该第一观察窗口（3‑1）内嵌有机玻璃镜面（4）；在上述爆炸容器筒体（1）的底端中心部位设置了预抽真空连接管口（6‑1）和可燃气体进气管口（6‑2），该预抽真空连接管口（6‑1）和可燃气体进气管口（6‑2）通过输气管分别与真空泵（8）和可燃气体配气装置（7）相连，上述预抽真空连接管口（6‑1）与真空泵（8）以及设置在爆炸容器筒体（1）上的真空表（12）构成预抽真空系统；在上述爆炸容器筒体（1）上还设置了点火装置（13），该点火装置（13）通过导线与数据采集与控制系统（9）相连；爆炸抑制效果检测系统包括：设置在上述爆炸容器筒体（1）顶部的第一压力传感器（11‑1）与设置在上述爆炸容器筒体（1）顶部的抑爆装置（10），并在该抑爆装置（10）的顶端设置了第二压力传感器（11‑2），上述的第一压力传感器（11‑1）、抑爆装置（10）与第二压力传感器（11‑2）通过屏蔽导线与数据采集与控制系统（9）相连接构成了压力检测系统，还包括设置在上述第一观察窗口（3‑1）的高速摄像装置（5）。...

【技术特征摘要】
1.判定受限空间内可燃气体爆炸抑制装置抑爆效果的实验系统，该实验系统包括可燃气体爆炸实验系统及爆炸抑制效果检测系统，其特征在于：所述可燃气体爆炸实验系统包括：爆炸容器筒体（1），以及设置在该爆炸容器筒体（1）两端的活动端盖（2-1）与固定端盖（2-2），在上述活动端盖（2-1）上设置了通过法兰与该活动端盖（2-1）相连接的第一观察窗口（3-1），该第一观察窗口（3-1）内嵌有机玻璃镜面（4）；在上述爆炸容器筒体（1）的底端中心部位设置了预抽真空连接管口（6-1）和可燃气体进气管口（6-2），该预抽真空连接管口（6-1）和可燃气体进气管口（6-2）通过输气管分别与真空泵（8）和可燃气体配气装置（7）相连，上述预抽真空连接管口（6-1）与真空泵（8）以及设置在爆炸容器筒体（1）上的真空表（12）构成预抽真空系统；在上述爆炸容器筒体（1）上还设置了点火装置（13），该点火装置（13）通过导线与数据采集与控制系统（9）相连；爆炸抑制效果检测系统包括：设置在上述爆炸容器筒体（1）顶部的第一压力传感器（11-1）与设置在上述爆炸容器筒体（1）顶部的抑爆装置（10），并在该抑爆装置（10）的顶端设置了第二压力传感器（11-2），上述的第一压力传感器（11-1）、抑爆装置（10）与第二压力传感器（11-2）通过屏蔽导线与数据采集与控制系统（9）相连接构成了压力检测系统，还包括设置在上述第一观察窗口（3-1）的高速摄像装置（5）。2.判定受限空...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔丽丽，王信群，高林杰，苏登，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33