本實(shí)用新型涉及粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及一種大尺度管道煤粉弱點(diǎn)火爆炸試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

粉塵爆炸，指粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)，遇到熱源（明火或溫度），火焰瞬間傳播于整個(gè)混合粉塵空間，化學(xué)反應(yīng)速度極快，同時(shí)釋放大量的熱，承受很高的溫度和很大的壓力，系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功以及光和熱的輻射，具有很強(qiáng)的破壞力。而煤粉爆炸是威脅鍋爐房人員人身安全和設(shè)備損失的主要根源。而現(xiàn)有煤塵管道爆炸試驗(yàn)裝置主要特點(diǎn)是管道尺寸內(nèi)徑在100mm左右，尺寸較小，點(diǎn)火強(qiáng)度大（大于10kJ化學(xué)點(diǎn)火源），煤塵云不易形成，粉塵云密度分布不均勻，不可重復(fù)等，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不精確，實(shí)際模擬效果不佳，不利于實(shí)際巷道爆炸情況的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述背景技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供了一種大尺度管道煤粉弱點(diǎn)火爆炸試驗(yàn)系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中管道小、試驗(yàn)精度低、可重復(fù)性強(qiáng)等技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種大尺度管道煤粉弱點(diǎn)火爆炸試驗(yàn)系統(tǒng)，包括泄爆罐和水平試驗(yàn)管道；水平試驗(yàn)管道上連接有噴粉揚(yáng)塵裝置、點(diǎn)火裝置、通風(fēng)除塵裝置、抽真空裝置、測(cè)試裝置和控制器；噴粉揚(yáng)塵裝置、點(diǎn)火裝置、測(cè)試裝置均與控制器相連接；噴粉揚(yáng)塵裝置上連接有空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)的輸出管道上設(shè)有油水分離器；水平試驗(yàn)管道兩側(cè)外壁上設(shè)有安裝孔，水平試驗(yàn)管道的上表面上設(shè)有測(cè)試孔，測(cè)試孔內(nèi)設(shè)有傳感器。

所述噴粉揚(yáng)塵裝置包括噴頭、粉室、高壓氣室；噴頭安裝在粉室的輸出端，高壓氣室安裝在粉室的輸入端，噴頭與粉室之間設(shè)有單向閥，高壓氣室與粉室之間設(shè)有電磁閥，高壓氣室的輸入端設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)，手動(dòng)閥門(mén)與空氣壓縮機(jī)相連接。

所述噴頭為空心半球形且安裝在安裝孔內(nèi)；噴頭上均勻分布有揚(yáng)塵孔。

所述噴頭上均勻分布124個(gè)揚(yáng)塵孔，124個(gè)揚(yáng)塵孔組成六個(gè)半徑不同的同心圓；揚(yáng)塵孔的直徑為1.0~1.6mm。

所述水平試驗(yàn)管道的一端由法蘭盤(pán)密封，法蘭盤(pán)的中心位置設(shè)有點(diǎn)火孔，點(diǎn)火裝置通過(guò)點(diǎn)火孔與水平試驗(yàn)管道相連接；水平試驗(yàn)管道的另一端與泄爆罐相連接，水平試驗(yàn)管道與泄爆罐之間設(shè)有泄爆膜。

所述水平試驗(yàn)管道的長(zhǎng)度為30~40m；水平試驗(yàn)管道的內(nèi)徑為200~300mm。

所述水平試驗(yàn)管道的兩側(cè)共設(shè)有18個(gè)獨(dú)立的噴粉揚(yáng)塵裝置。

所述傳感器包括壓力傳感器和溫度傳感器。

本實(shí)用新型采用大直徑管道多點(diǎn)噴粉揚(yáng)塵裝置，使爆炸煤塵濃度分布均勻、煤量可控，測(cè)試爆炸參數(shù)更接近巷道爆炸實(shí)際，同時(shí)因內(nèi)管徑尺寸大，煤塵云易形成并達(dá)到爆炸濃度，使用弱點(diǎn)火能量即可點(diǎn)爆，避免了大能量化學(xué)點(diǎn)火源的配比研制等問(wèn)題，也減少了采集數(shù)據(jù)因點(diǎn)火能量大所引起的誤差。利用此發(fā)明裝置，不僅解決了煤粉-空氣混合物在弱點(diǎn)火（40J）條件下的燃燒爆炸不易實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，而且試驗(yàn)精度高，可重復(fù)性強(qiáng)，為研究用管道模擬巷道爆炸傳播提供了新的方法和途徑。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)巧妙，具有較高的試驗(yàn)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本實(shí)用新型噴頭示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：如圖1-2所示，一種大尺度管道煤粉弱點(diǎn)火爆炸試驗(yàn)系統(tǒng)，包括泄爆罐1和水平試驗(yàn)管道16；水平試驗(yàn)管道16上連接有噴粉揚(yáng)塵裝置、點(diǎn)火裝置5、通風(fēng)除塵裝置4、抽真空裝置3、測(cè)試裝置7和控制器6；噴粉揚(yáng)塵裝置、點(diǎn)火裝置5、測(cè)試裝置7均與控制器6相連接；通風(fēng)除塵裝置4主要是在每次試驗(yàn)完畢后，清除管道中的產(chǎn)物以及未反應(yīng)粉塵。抽真空裝置3為真空泵，用于在試驗(yàn)前對(duì)管道預(yù)抽一定的真空度，真空表量程0～0.1MPa，以保證試驗(yàn)過(guò)程中噴粉揚(yáng)塵裝置通過(guò)高壓氣流夾帶著粉塵噴射到水平管道中時(shí)，管內(nèi)的壓力為常壓狀態(tài)。噴粉揚(yáng)塵裝置上連接有空氣壓縮機(jī)2，空氣壓縮機(jī)2的輸出管道上設(shè)有油水分離器19；油水分離器在壓縮空氣的輸送過(guò)程中去除空氣中的水分，以保證輸送的是干燥空氣，同時(shí)避免壓縮空氣中混入雜質(zhì)對(duì)電磁閥等電器件造成損害。水平試驗(yàn)管道16兩側(cè)外壁上設(shè)有若干安裝孔17，水平試驗(yàn)管道16的上表面上設(shè)有測(cè)試孔18，測(cè)試孔18內(nèi)設(shè)有傳感器20?？刂破?包括噴射延遲控制器和點(diǎn)火延遲控制器兩部分, 用于控制電磁閥開(kāi)啟、點(diǎn)火以及觸發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)開(kāi)始記錄。測(cè)試裝置7由壓力傳感器、傳感器適配器、TST6300高速動(dòng)態(tài)測(cè)試儀動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)組成，主要對(duì)煤粉-空氣混合物爆炸壓力、火焰波等爆炸參數(shù)傳播過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試研究。

進(jìn)一步優(yōu)選，噴粉揚(yáng)塵裝置包括噴頭21、粉室9、高壓氣室11；噴頭21安裝在粉室9的輸出端，高壓氣室11安裝在粉室9的輸入端，噴頭21與粉室9之間設(shè)有單向閥13，高壓氣室11與粉室9之間設(shè)有電磁閥10，高壓氣室11的輸入端設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)12，手動(dòng)閥門(mén)12與空氣壓縮機(jī)2相連接。

進(jìn)一步優(yōu)選，噴頭21為空心半球形且安裝在安裝孔17內(nèi)；噴頭21上均勻分布有揚(yáng)塵孔22。

進(jìn)一步優(yōu)選，噴頭21上均勻分布124個(gè)揚(yáng)塵孔，124個(gè)揚(yáng)塵孔組成六個(gè)半徑不同的同心圓，以保證水平試驗(yàn)管道內(nèi)的粉塵云濃度沿管道軸向及徑向分布均勻；揚(yáng)塵孔22的直徑為1.0~1.6mm。

進(jìn)一步優(yōu)選，水平試驗(yàn)管道16的一端由法蘭盤(pán)15密封，法蘭盤(pán)15的中心位置設(shè)有點(diǎn)火孔，點(diǎn)火裝置5通過(guò)點(diǎn)火孔與水平試驗(yàn)管道16相連接；水平試驗(yàn)管道16的另一端與泄爆罐1相連接，水平試驗(yàn)管道16與泄爆罐1之間設(shè)有泄爆膜。

進(jìn)一步優(yōu)選，水平試驗(yàn)管道16的長(zhǎng)度為30~40m；水平試驗(yàn)管道16的內(nèi)徑為200~300mm。

進(jìn)一步優(yōu)選，水平試驗(yàn)管道16的兩側(cè)共設(shè)有18個(gè)獨(dú)立的噴粉揚(yáng)塵裝置。

進(jìn)一步優(yōu)選，點(diǎn)火裝置5輸出的點(diǎn)火能為40J。

進(jìn)一步優(yōu)選，傳感器20包括壓力傳感器和溫度傳感器，用于測(cè)量壓力及火焰信號(hào)，得到爆炸波沿管道傳播過(guò)程中不同測(cè)點(diǎn)處的壓力、火焰、溫度與時(shí)間歷程曲線(xiàn)。

工作過(guò)程：步驟一，安裝噴粉揚(yáng)塵裝置并關(guān)閉單向閥13，將煤粉裝入粉室9中，安裝泄爆膜8，連接空氣壓縮機(jī)2、抽真空裝置3、除塵裝置4、點(diǎn)火裝置 5、控制系統(tǒng)6和測(cè)試裝置 7，關(guān)閉手動(dòng)閥12，檢查系統(tǒng)氣密性；確保系統(tǒng)氣密性后，打開(kāi)手動(dòng)閥12，關(guān)閉單向閥13；然后啟動(dòng)抽真空裝置將水平試驗(yàn)管道內(nèi)空氣壓力抽至0.03-0.06MPa；

步驟二，打開(kāi)并啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)2把高壓空氣壓入高壓氣室11，然后關(guān)閉手動(dòng)閥12，打開(kāi)單向閥13，同時(shí)啟動(dòng)控制系統(tǒng)6、測(cè)試裝置 7和點(diǎn)火裝置5，采集并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)；

步驟三，關(guān)閉單向閥13，啟動(dòng)除塵裝置4直至管道內(nèi)達(dá)到試驗(yàn)要求。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。