專利名稱：防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于實(shí)驗(yàn)室集可燃性氣體配置、爆炸試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析為一體
的試驗(yàn)裝置，特別適用于曲軸箱防爆安全閥的型式試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
近年來隨著國際、國內(nèi)造船工業(yè)的發(fā)展需要，為滿足船用柴油機(jī)曲軸箱用防爆安
全閥型式試驗(yàn)的技術(shù)需求，研發(fā)了該曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置。 該試驗(yàn)裝置與常規(guī)的配氣試驗(yàn)裝置在功能上有顯著不同之處。( — )常規(guī)的配氣試驗(yàn)裝置在試罐內(nèi)配置的可燃?xì)怏w是作為模擬大氣環(huán)境中可能存在的可燃?xì)怏w環(huán)境，只有當(dāng)置于該環(huán)境中的被測試的產(chǎn)品的隔爆功能失效(不合格)的狀況下，試驗(yàn)罐內(nèi)的可燃?xì)怏w才會(huì)被弓I燃爆炸。而通過本裝置配置在整個(gè)試罐的可燃?xì)猓诿看卧囼?yàn)中都要被點(diǎn)燃，以考核防爆安全閥產(chǎn)品的性能。 (二)常規(guī)被測試的產(chǎn)品是密封置于試驗(yàn)罐內(nèi)，且只對(duì)被測試的產(chǎn)品防爆腔體內(nèi)充入的可燃?xì)膺M(jìn)行引爆。而本裝置的被測試產(chǎn)品是裝在試驗(yàn)罐的外端、外露在試罐外，試驗(yàn)時(shí)充入的整罐可燃?xì)獗仨氂靡?guī)定能量的點(diǎn)燃源引爆，以評(píng)價(jià)被測試產(chǎn)品的泄壓、阻火、密封的性能。(三)常規(guī)配氣裝置對(duì)配氣濃度的測量位置、爆炸壓力的采集點(diǎn)，均無特定位置上
的規(guī)定。而該試驗(yàn)對(duì)濃度的測量位置、壓力的采集處都有嚴(yán)格的要求。要求對(duì)試罐內(nèi)上、下
濃度的測量、試罐內(nèi)中心、試驗(yàn)樣品的前端的壓力采集都做了明確的規(guī)定。(四)常規(guī)配氣試驗(yàn)裝置在試驗(yàn)中對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)品的爆炸過程溫度、阻火能力都不作
參數(shù)記錄考核，而新裝置的試驗(yàn)過程中試品的爆炸時(shí)溫度、阻燃能力都要用熱像儀捕捉的
熱像來作為數(shù)據(jù)分析的依據(jù)。作為判別試品性能的佐證。(五)由于曲軸箱防爆安全閥產(chǎn)品特性及其型式試驗(yàn)方法的特殊性，使得常規(guī)的抽真空、常規(guī)配排手段不適宜采納。常規(guī)手段又由于空氣與甲烷兩種氣體密度的差，容易造成配置氣體的分層現(xiàn)象，影響混合氣的均勻。 從以上幾處分析，常規(guī)的配氣裝置不適用曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)特殊要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)特殊需求而開發(fā)，與常規(guī)配氣
裝置不同的新型試驗(yàn)裝置系統(tǒng)。為船用曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)提供良好的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)新裝置。 本實(shí)用新型技術(shù)方案是，曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置，特點(diǎn)是，它包括試驗(yàn)
罐、配氣控制閥、配氣攪拌裝置、氣體采集、分析系統(tǒng)、壓力采集、顯示記錄環(huán)節(jié)、紅外熱像采
集、點(diǎn)火系統(tǒng)、試罐正、負(fù)壓力表、阻火器及安全閥、包括壓縮空氣和甲烷氣體的氣源；在試驗(yàn)罐的上、下端均置有氣體濃度測量口，在每一氣體濃度測量口處各置有由一臺(tái)可燃性氣體分析儀，分別對(duì)試罐內(nèi)配置的可燃?xì)鈿怏w上、下端濃度進(jìn)行檢測；在試驗(yàn)罐的中部，放置試品的后端通道上各置有壓力變送器負(fù)責(zé)采集試罐在型式試驗(yàn)全過程中的壓力變化，壓力變送器通過變送電源、數(shù)據(jù)采集器和顯示器相連接，顯示器上同步顯示試罐內(nèi)壓力升高和衰減全過程。數(shù)據(jù)采集完整、清晰，顯示器上顯示壓力變化與罐體充氣、燃爆全過程一目了然。符合安全閥型式試驗(yàn)要求；試驗(yàn)罐外試品的前方置有紅外熱像設(shè)備。以20幀/秒攝錄爆燃過程中被測試的防爆安全閥的泄壓、阻燃的全過程，包括爆燃時(shí)的溫度場特征。滿足了防爆安全閥型式試驗(yàn)特定要求。 所述的配氣控制閥包括甲烷配氣閥、壓縮空氣閥門、氣體排放口閥門、兩臺(tái)甲烷分析儀閥門和正壓表閥門，在所述的甲烷配氣閥、壓縮空氣閥門、氣體排放口閥門、兩臺(tái)甲烷分析儀閥門和試驗(yàn)罐之間置有阻火器。 試驗(yàn)罐體內(nèi)上、下測量口配備的氣體濃度分析儀具有測量精度高、響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)，使該裝置配置的氣體濃度達(dá)到試驗(yàn)規(guī)范的要求。裝置在試驗(yàn)罐內(nèi)中心及試品的前端的壓力采集位置的合理布置。試罐容器內(nèi)動(dòng)態(tài)的壓力升、衰全過程通過兩個(gè)獨(dú)立的壓力變送裝置變送、采集顯示整個(gè)試驗(yàn)設(shè)備的工作狀況，不僅記錄參數(shù)完整、準(zhǔn)確，而且顯示器顯示一目了然。該裝置試驗(yàn)滿足曲軸箱防爆安全閥試驗(yàn)特殊工藝要求。而且又有紅外熱像儀設(shè)施的配置，使整個(gè)試驗(yàn)(試驗(yàn)罐容器內(nèi)可燃?xì)獗稽c(diǎn)燃后并爆燃)防爆安全閥在爆炸發(fā)生的全過程中泄壓、阻焰的全貌清晰。整個(gè)試驗(yàn)測試中不僅參數(shù)正確齊全、且又有熱像儀圖像參數(shù)佐證。滿足了曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)的特殊工藝的特定試驗(yàn)要求的條件。

圖1為曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖作一說明。 由圖1所示，一種曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)是，它包括試驗(yàn)罐13、配氣控制閥、配氣攪拌裝置18、由氣體預(yù)處理器9和兩臺(tái)甲烷分析儀8組成的氣體采集、分析系統(tǒng)、由壓力變送器(21、22)、變送電源6、數(shù)據(jù)采集器4和顯示器5組成的壓力采集、顯示記錄系統(tǒng)、由紅外熱像儀7、點(diǎn)火器2和直流電源3組成的紅外熱像采集、點(diǎn)火系統(tǒng)、試驗(yàn)罐正、負(fù)壓力表17、阻火器、安全閥14、包括壓縮空氣和甲烷氣體的氣源1 ;在所述的試驗(yàn)罐的上、下端均置有氣體濃度測量口 (23、25)，在每一氣體濃度測量口處各置有由一臺(tái)甲烷分析儀分析儀8 ;在試驗(yàn)罐13的中部24，放置試品11的后端通道上各置有壓力變送器(21、22)，負(fù)責(zé)采集試驗(yàn)罐13在型式試驗(yàn)全過程中的壓力變化，壓力變送器(21、22)通過變送電源6、數(shù)據(jù)采集器4和顯示器5相連接，顯示器5上同步顯示試驗(yàn)罐13內(nèi)壓力升高和衰減全過程。數(shù)據(jù)采集完整、清晰，顯示器5上顯示壓力變化與罐體充氣、燃爆全過程一 目了然。紅外熱像儀7置于試驗(yàn)品的前方，以20幀/秒攝錄爆燃過程中被測試的防爆安全閥的泄壓、阻燃的全過程，包括爆燃時(shí)的溫度場特征。滿足了防爆安全閥型式試驗(yàn)特定要求。本裝置氣體分析儀測量精度達(dá)到±0. 1%，濃度范圍9.5±0.5%內(nèi)，上下點(diǎn)測量口濃度差別不超過O. 5%。配置的氣體濃度均勻穩(wěn)定，符合試驗(yàn)規(guī)范要求。 所述的配氣控制閥包括甲烷配氣閥20、壓縮空氣閥門19、氣體排放口閥門12、兩臺(tái)甲烷分析儀閥門(10、15)和正壓表閥門16，在所述的甲烷配氣閥20、壓縮空氣閥門19、氣體排放口閥門12、兩臺(tái)甲烷分析儀閥門IO和試驗(yàn)罐之間置有阻火器。
結(jié)合曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置原理圖本實(shí)用新型的工作過程是 1.預(yù)熱打開甲烷氣體分析儀8電源開關(guān)對(duì)分析儀進(jìn)行預(yù)熱，時(shí)間> 1小時(shí)。
2.分析儀的標(biāo)定為了保證試驗(yàn)參數(shù)的準(zhǔn)確性及可靠性，必須在試驗(yàn)前，對(duì)試驗(yàn)
氣體濃度進(jìn)行比對(duì)。用相應(yīng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣(9. 5±0. 5范圍內(nèi))對(duì)甲烷分析儀進(jìn)行標(biāo)定。 3.壓力變送器動(dòng)態(tài)性能的確認(rèn)在試驗(yàn)前對(duì)壓力變送器(21、22)在用空氣對(duì)試驗(yàn)
罐吹掃過程中加以確認(rèn)壓力變送器的動(dòng)態(tài)性能。 4.在甲烷分析儀預(yù)熱、標(biāo)定、壓力變送器動(dòng)態(tài)性能良好的前提下，開啟甲烷配氣閥20、正壓表閥門16、甲烷分析儀采集口閥門(15、10)，同時(shí)按通攪拌裝置18電源裝置運(yùn)行在配氣攪拌狀態(tài)。向試驗(yàn)罐13內(nèi)充入甲烷氣(鋼瓶氣氣源濃度^ 95% )。同時(shí)觀察罐體正壓表17壓力、顯示器5上的壓力變化及甲烷分析儀8的配氣濃度指示值。直至甲烷分析儀8采集到的氣體濃度符合曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)程序規(guī)定值，即試罐內(nèi)13上、下測量口 (23、24)甲烷氣體濃度在9.5±0.5%范圍。兩處的甲烷濃度差值不超過0. 5% 。為了便于加速試驗(yàn)配氣過程，在配氣過程中可根據(jù)氣體分析儀顯示的濃度值適當(dāng)同時(shí)打開或切斷排放口閥門12來加快配氣的流動(dòng)節(jié)奏。如若配置的甲烷濃度高于試驗(yàn)規(guī)定值時(shí)，則可打開壓縮空氣口閥門19向罐內(nèi)充入適量空氣進(jìn)行稀釋。 5.試驗(yàn)罐內(nèi)氣體濃度達(dá)標(biāo)后，迅速切斷試驗(yàn)容器上所有的控制閥門(即關(guān)閉閥門19、20U2、15、16和IO)，并觀察顯示器上的試罐內(nèi)壓力在不低于大氣壓下)并切斷攪拌裝置電源，停止攪拌。 6.打開點(diǎn)火系統(tǒng)電源，并發(fā)出準(zhǔn)備點(diǎn)火指令，且開啟紅外熱像儀電源，在確認(rèn)設(shè)備及操作人員安全無誤狀況下實(shí)施點(diǎn)火爆燃操作。 7.點(diǎn)燃爆炸后，檢閱壓力爆炸記錄曲線、熱像捕捉資料是否完整。試驗(yàn)要校核安全閥有效關(guān)閉和動(dòng)態(tài)后期適度的氣密性。因此測試容器內(nèi)爆炸后至少要達(dá)到0. 3bar的負(fù)壓且至少保持10秒以上，才能結(jié)束試驗(yàn)程序，再對(duì)試罐容器內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃、冷卻。
權(quán)利要求一種防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置，其特征在于，它包括試驗(yàn)罐、配氣控制閥、配氣攪拌裝置、由氣體預(yù)處理器和兩臺(tái)甲烷分析儀組成的氣體采集、分析系統(tǒng)、由壓力變送器、變送電源、數(shù)據(jù)采集器和顯示器組成的壓力采集、顯示記錄系統(tǒng)、由紅外熱像儀、點(diǎn)火器和直流電源組成的紅外熱像采集、點(diǎn)火系統(tǒng)、試驗(yàn)罐正、負(fù)壓力表、阻火器及安全閥、包括壓縮空氣和甲烷氣體的氣源；在所述的試驗(yàn)罐的上、下端均置有氣體濃度測量口，在每一氣體濃度測量口處各置有由一臺(tái)甲烷分析儀分析儀；在試驗(yàn)罐的中部，放置試品的后端通道上各置有壓力變送器，壓力變送器通過變送電源、數(shù)據(jù)采集器和顯示器相連接，紅外熱像儀置于試驗(yàn)品的前方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的配氣控制閥 包括甲烷配氣閥、壓縮空氣閥門、氣體排放口閥門、兩臺(tái)甲烷分析儀閥門和正壓表閥門，在 所述的甲烷配氣閥、壓縮空氣閥門、氣體排放口閥門、兩臺(tái)甲烷分析儀閥門和試驗(yàn)罐之間置 有阻火器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防爆安全閥型式試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)是，它包括試驗(yàn)罐、配氣控制閥、配氣攪拌裝置、由氣體預(yù)處理器和氣體采集、分析系統(tǒng)、壓力采集、顯示記錄系統(tǒng)、紅外熱像采集、點(diǎn)火系統(tǒng)、試驗(yàn)罐正、負(fù)壓力表、阻火器及安全閥和氣源；試驗(yàn)罐的上、下端均置有氣體濃度測量口，在每一氣體濃度測量口處各置有由一臺(tái)甲烷分析儀分析儀；在試驗(yàn)罐的中部，放置試品的后端通道上各置有壓力變送器，壓力變送器通過變送電源、數(shù)據(jù)采集器和顯示器相連接，紅外熱像儀置于試驗(yàn)品的前方。本實(shí)用新型在整個(gè)試驗(yàn)測試中不僅參數(shù)正確齊全、且又有熱像儀圖像參數(shù)佐證。滿足了曲軸箱防爆安全閥型式試驗(yàn)的特殊工藝的特定試驗(yàn)要求的條件。
文檔編號(hào)G01M99/00GK201497642SQ20092021070
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者徐建平, 楊德雙, 王岳銘, 石磊, 辛磊夫 申請(qǐng)人:上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所