一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置，特征是設(shè)置自動清潔系統(tǒng)，可在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對透明耐高溫管內(nèi)進(jìn)行清潔，為準(zhǔn)確測定粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾侍峁?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，本裝置可根據(jù)需要調(diào)整粉體量、粉體種類、清潔裝置類別、運(yùn)行方式等，裝置使用更加靈活。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)合理，所使用的材料易得，工作性能穩(wěn)定、操作簡單、可實(shí)現(xiàn)重復(fù)性地操作，適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)測試的需要。
【專利說明】—種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于安全工程測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及災(zāi)害燃燒的實(shí)驗(yàn)測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)可燃粉塵與空氣混合物達(dá)到其爆炸極限，在外界火源存在的條件下，極易發(fā)生爆炸。粉塵爆炸是工業(yè)生產(chǎn)中最常見的爆炸形式之一，煤塵、金屬粉塵、纖維粉塵、有機(jī)物粉塵甚至農(nóng)副產(chǎn)品谷物、面粉等均極易引起粉塵爆炸，造成極其嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，具有極大的危險(xiǎn)性。
[0003]火焰?zhèn)鞑ニ俾适腔鹧媲把匮毓卜ň€方向朝未燃部分移動的速率，是衡量可燃混合物爆炸強(qiáng)度的重要參數(shù)之一。當(dāng)可燃粉塵與空氣的混合物處于層流運(yùn)動時(shí)，層流火焰?zhèn)鞑ナ欠蹓m爆炸初期火焰?zhèn)鞑サ闹饕问?，因此精確測定粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾适沁M(jìn)行粉塵爆炸抑爆器研制開發(fā)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。目前測定粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实难b置如:Piotrt Wolanski等人在《谷物粉塵爆炸和控制》(《grain dust explosionand control)))書中報(bào)道的裝置，該裝置可測定不同粒徑的谷物粉塵層流火焰?zhèn)鞑ニ俾剩珜?shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行清理較為困難，粉塵及燃燒產(chǎn)物粘附于管壁后，影響裝置循環(huán)使用。本實(shí)驗(yàn)裝置可用于測定可燃粉塵與空氣混合物燃燒時(shí)的層流火焰?zhèn)鞑ニ俾?，且?shí)驗(yàn)結(jié)束后可對裝置進(jìn)行自動清理，可為研究粉塵爆炸機(jī)理，發(fā)展有效的抑爆裝置提供理論支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，為研究粉塵爆炸火焰?zhèn)鞑C(jī)理，研制抑爆裝置提供實(shí)驗(yàn)支撐，來滿足實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)的需要。
[0005]本發(fā)明一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置，包括火焰?zhèn)鞑ハ到y(tǒng)、粉體噴灑系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)和測量裝置；所述的火焰?zhèn)鞑ハ到y(tǒng)由透明耐高溫管、點(diǎn)火裝置、托盤a組成；托盤a位于透明耐高溫管上部；透明耐高溫管壁有刻度線；在透明耐高溫管頂端為粉體噴灑系統(tǒng)7，粉體噴灑系統(tǒng)位于透明耐高溫管上部開口處為篩網(wǎng)，篩網(wǎng)目數(shù)為小于300目，粉體噴灑系統(tǒng)上設(shè)置震動器；清潔系統(tǒng)由清潔毛刷、傳動裝置構(gòu)成；測量裝置為攝像機(jī)、紋影儀等。其特征在于:設(shè)置自動清潔系統(tǒng)，清潔毛刷可在耐高溫管內(nèi)上下運(yùn)動，對裝置進(jìn)行自動清潔。
[0006]本發(fā)明裝置使用時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求將一定量的粉體放置于篩網(wǎng)上，設(shè)置測量裝置至所需位置，啟動攝像機(jī)、振動器及點(diǎn)火裝置，待出現(xiàn)連續(xù)傳播的火焰，關(guān)閉點(diǎn)火裝置及振動器，火焰熄滅時(shí)，關(guān)閉攝像機(jī)，待透明耐高溫管冷卻至室溫，啟動清潔系統(tǒng)，對透明耐高溫管進(jìn)行清潔。
[0007]本發(fā)明一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置與現(xiàn)有測試裝置相比較，由于本發(fā)明增加了清潔系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后可對透明耐高溫管進(jìn)行自動清潔，克服現(xiàn)有技術(shù)測定火焰?zhèn)鞑ニ俾屎?，透明耐高溫管壁面變黑，從而使后續(xù)實(shí)驗(yàn)無法準(zhǔn)確記錄火焰?zhèn)鞑ニ俾实娜秉c(diǎn)；本裝置可根據(jù)需要調(diào)整粉體量、粉體種類、清潔裝置類別、運(yùn)行方式等，使用更加靈活。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)合理，所使用的材料易得，工作性能穩(wěn)定、操作簡單、可實(shí)現(xiàn)重復(fù)性地操作，適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)測試的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置的正視圖。
[0009]圖2為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置清潔系統(tǒng)的正視圖。
[0010]圖3為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置立柱的布置圖。
[0011]圖4為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置清潔毛刷的側(cè)視圖。
[0012]圖5為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置支撐架的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:
圖1為本發(fā)明一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置的正視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置清潔系統(tǒng)的正視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置立柱的布置圖；圖4為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置清潔毛刷的側(cè)視圖；圖5為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置支撐架的俯視圖。如上述附圖中所示，本發(fā)明一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置，包括火焰?zhèn)鞑ハ到y(tǒng)16、粉體噴灑系統(tǒng)7、清潔系統(tǒng)36和測量裝置3 ;所述的火焰?zhèn)鞑ハ到y(tǒng)16由透明石英管17、點(diǎn)火裝置19、托盤a20組成；透明石英管17內(nèi)徑為280mm，長度為3m，由2mm厚的石英玻璃制作，為精確測定火焰高度，在透明石英玻璃管壁面一側(cè)設(shè)置刻度線18，刻度線18最小測定單位為IOmm;為防止透明石英管17內(nèi)粉體掉落到地面，在透明石英管17底部設(shè)置托盤a20，托盤a20采用不銹鋼制作，內(nèi)徑為284mm，外徑為288mm，邊壁厚度為2mm，高度為0.5m，透明石英管17底部緊貼托盤a20上部邊緣；為固定透明石英管17的位置，并使其處于懸空狀態(tài)，在透明石英管17 —側(cè)設(shè)置支撐架26，支撐架26由縱向支撐桿25和橫向支撐桿13組成，縱向支撐桿25固定在上下壁面，高度為4.5m，長度和寬度均為200mm，采用鋼筋混凝土澆注，縱向支撐桿25自上而下2m高度處及自下而上1.5m高度處分別設(shè)置兩個(gè)高度為5cm，深度為Icm的凹槽22,橫向支撐桿13米用直徑為2cm鋼筋制作,一側(cè)為中空圓環(huán)23放置于縱向支撐桿25的凹槽22內(nèi)部，可以以縱向支撐桿25為圓心旋轉(zhuǎn)360°，遠(yuǎn)離縱向支撐桿25的一側(cè)為內(nèi)部墊以石棉氈的夾子14，可通過調(diào)整夾子14上的螺絲15，控制夾子14的大小，用以固定透明石英管17,固定在橫向支撐桿13上的透明石英管17可隨著橫向支撐桿13沿著縱向支撐桿25旋轉(zhuǎn)360° ;在縱向支撐桿25與透明石英管17之間、橫向支撐桿13兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)立柱24，立柱24底部為動力裝置21，立柱24可在底部動力裝置21帶動下沿著垂直于橫向支撐桿13的方向來回運(yùn)動，從而帶動橫向支撐桿13沿著縱向支撐桿25進(jìn)行圓周運(yùn)動，進(jìn)而帶動透明石英管17運(yùn)動；點(diǎn)火裝置19位于透明石英管17底部、托盤a20上部，為電火花點(diǎn)火；在透明石英管17頂端為粉體噴灑系統(tǒng)7，粉體噴灑系統(tǒng)7由篩子9和電磁振動器10構(gòu)成，通過懸掛繩6連接，懸掛繩6跨過頂部滑輪27，另一端固定在壁面；篩子9底部為篩網(wǎng)12,周圍邊框內(nèi)徑為285mm,外徑為291mm,高度為IOcm,為不銹鋼制作,篩網(wǎng)12直徑為275mm，圓心與透明石英管17圓心在同一中垂線上，篩網(wǎng)12為600目，邊框上部設(shè)置密封蓋8，粉體放置于篩子9內(nèi)部；在篩子9上設(shè)置電磁振動器10，使粉體緩慢噴灑至透明石英管17內(nèi)，形成懸浮粉體；為使實(shí)驗(yàn)后裝置便于清理，保持透明石英管17清潔，本發(fā)明設(shè)置清潔系統(tǒng)36，清潔系統(tǒng)36由清潔毛刷34、傳動裝置40構(gòu)成；清潔毛刷34為圓柱體結(jié)構(gòu)，中部為中空的圓柱體35，采用耐高溫塑料制作，直徑為100mm，高度為0.3m，中空的圓柱體35表面有人造塑料38，長度為220mm ;傳動裝置40由齒輪21、鏈條33、電機(jī)32構(gòu)成，齒輪a21a安裝于地面以上高度0.1m處壁面，齒輪a21a為主動輪，與電機(jī)32連接，電機(jī)32可正反轉(zhuǎn)動，齒輪b21b安裝于透明石英管17頂部的壁面上，齒輪b21b為從動輪，透明石英管17下部托盤b41底部地面安裝滾輪c21c，鏈條33總長度為18m，齒輪a21a下部鏈條33上設(shè)置一個(gè)寬度大于清潔毛刷34內(nèi)部中空圓柱體直徑的卡子a37a，當(dāng)鏈條33向下運(yùn)動時(shí)在卡子a37a的阻擋下，清潔毛刷34可在鏈條33的牽動下向下運(yùn)動，對透明石英管17進(jìn)行清潔，在垂直鏈條33的末端設(shè)置與卡子a37a尺寸相同的卡子b37b，當(dāng)清潔毛刷34清理完畢，鏈條33向上運(yùn)動時(shí)，在卡子b37b的阻擋下，清潔毛刷34可向上運(yùn)動；卡子b37b處鏈條33為可斷開結(jié)構(gòu)；在透明石英管17底部設(shè)置托盤b41，托盤b41高度為0.35m,內(nèi)徑為320mm，上部設(shè)置蓋板45，以防止清潔毛刷34由透明石英管17落下后造成的粉塵飛濺，蓋板45外徑為320mm，中部有直徑為285mm的大孔44，透明石英管17可穿過蓋板45，托盤b41底部中心處有直徑為2cm的小孔43，鏈條33可穿過小孔43 ;托盤b41四個(gè)角處有高度0.2m的支腳29，滾輪c21c安裝于支腳29中部；測量裝置3為高速攝像機(jī)4 ;高速攝像機(jī)4在遠(yuǎn)離縱向支撐桿25的一側(cè)距離透明石英管17 2m處，采用三腳架2支撐，安裝高度為2m，用于實(shí)時(shí)記錄透明石英管17內(nèi)部火焰位置。
[0014]實(shí)驗(yàn)過程中，啟動立柱24底部動力裝置21，使透明石英管17位于清潔毛刷34下部，關(guān)閉動力裝置21，放松懸掛繩6，使粉體噴灑系統(tǒng)7緩慢降下，將3L粒徑小于23 μ m干燥的淀粉放置于篩子9內(nèi)，蓋上密封蓋8，拉緊懸掛繩6，使粉體噴灑系統(tǒng)7上升至原始高度，固定懸掛繩6 —端至墻面；再次啟動動力裝置21，使透明石英管17位于粉體噴灑系統(tǒng)7正下方；將高速攝像機(jī)4置于遠(yuǎn)離縱向支撐桿25的一側(cè)距離透明石英管17 2m,高度為2m處，采用三腳架2支撐，打開電磁振動器10、高速攝像機(jī)4，當(dāng)觀察到粉體下降到透明石英管17底部時(shí)，啟動點(diǎn)火裝置19，當(dāng)開始出現(xiàn)火焰時(shí)，關(guān)閉電磁振動器10，當(dāng)火焰開始傳播時(shí)，關(guān)閉點(diǎn)火裝置19，采用高速攝像機(jī)4記錄火焰?zhèn)鞑ミ^程，當(dāng)火焰熄滅后，關(guān)閉高速攝像機(jī)4 ；待透明石英管17冷卻接近常溫后，啟動立柱24底部為動力裝置21使透明石英管17位于清潔毛刷34下部，潤濕清潔毛刷34，啟動電機(jī)32，使鏈條33正對透明石英管17中部落下，待鏈條33下部穿過托盤b41下部小孔43后，停止電機(jī)32，將穿過小孔43的鏈條33的一端與另一端相連，啟動電機(jī)32，使清潔毛刷34由上而下運(yùn)動，清理透明石英管17內(nèi)部，直至清潔毛刷34下降至托盤b41內(nèi)，反轉(zhuǎn)電機(jī)32，待鏈條33接縫處位于小孔43處時(shí)，停止電機(jī)32，斷開鏈條33，再次啟動電機(jī)32，使清潔毛刷34向上緩慢運(yùn)動，直至到達(dá)透明石英管17上方，關(guān)閉電機(jī)32 ;根據(jù)高速攝像機(jī)4記錄圖像，對應(yīng)透明石英管17壁面刻度，可計(jì)算火焰?zhèn)鞑ニ俾?；本?shí)施例可模擬測定淀粉-空氣層流火焰?zhèn)鞑ニ俾剩ν该魇⒐?7進(jìn)行自動清潔。
[0015]實(shí)施例2:
本實(shí)施例中，可不設(shè)置清潔系統(tǒng)36的傳動裝置40，在清潔毛刷頂部墻面設(shè)置滑輪，采用懸掛繩使清潔毛刷34懸于頂部下方，在清潔毛刷34底部增加5kg重物，當(dāng)透明石英管17位于清潔毛刷34底部時(shí)，放松懸掛繩，使清潔毛刷34在重物的作用下在透明石英管17內(nèi)部緩慢下降，對透明石英管17進(jìn)行清理，當(dāng)清潔毛刷34下降致托盤b41內(nèi)時(shí)，從另一端拉動懸掛繩，使清潔毛刷34緩慢上升，待清潔毛刷34上升至原始位置時(shí)，固定懸掛繩未連接清潔毛刷34的一端，使清潔毛刷34懸空，其他設(shè)置于實(shí)施例1相同；本實(shí)施例做法亦可實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)裝置的清潔。
[0016]實(shí)施例3:
本實(shí)施例中，將篩網(wǎng)12更換為1000目，將密封蓋8更換為加壓鼓吹裝置，實(shí)驗(yàn)中將篩子9內(nèi)粉體吹入透明石英管17，其他設(shè)置于實(shí)施例1相同；本實(shí)施例可測定粒徑小于13 μ m的干燥淀粉產(chǎn)生的層流火焰的傳播速率，在每次實(shí)驗(yàn)后可自動清潔實(shí)驗(yàn)裝置，以便重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0017]實(shí)施例4:
本實(shí)施例中，將清潔毛刷34人造塑料38更換為毛巾，在進(jìn)行清理前濕潤毛巾，其他與實(shí)施例1相同；本實(shí)施例做法亦可實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)裝置的清潔。
[0018]實(shí)施例5:
本實(shí)施例中，可在透明石英管17內(nèi)通入甲烷-空氣混合氣，通過點(diǎn)火器點(diǎn)火裝置19，其他與實(shí)施例1相同；本實(shí)施例可測定氣體混合物的層流火焰?zhèn)鞑ニ俾?，并在?shí)驗(yàn)結(jié)束后對裝置進(jìn)行自動清理。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置，包括火焰?zhèn)鞑ハ到y(tǒng)(16)、粉體噴灑系統(tǒng)(7)、清潔系統(tǒng)(36)和測量裝置(3);所述的火焰?zhèn)鞑ハ到y(tǒng)(16)由透明耐高溫管(17)、點(diǎn)火裝置(19)、托盤a (20)組成；托盤a (20)位于透明耐高溫管(17)上部；在透明耐高溫管(17)頂端為粉體噴灑系統(tǒng)(J)，粉體噴灑系統(tǒng)(7)位于透明耐高溫管上部開口處為篩網(wǎng)(12)，篩網(wǎng)目數(shù)小于300目，粉體噴灑系統(tǒng)(7)上設(shè)置震動器(10);清潔系統(tǒng)(36)由清潔毛刷(34)、傳動裝置(40)構(gòu)成；測量裝置(3)為攝像機(jī)(4);其特征在于:設(shè)置清潔系統(tǒng)(36)，清潔毛刷可在耐高溫管內(nèi)上下運(yùn)動，對裝置進(jìn)行自動清潔。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉塵-空氣混合物層流火焰?zhèn)鞑ニ俾实臏y試裝置，其特征在于:所述透明耐高溫管(17)壁面設(shè)置標(biāo)尺。
【文檔編號】G01N25/54GK103675021SQ201310284634
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】王信群, 黃冬梅, 楊劍, 徐海順, 項(xiàng)疆騰, 柴光耀, 楊康莉 申請人:王信群