全文摘要
本实用新型公开了一种考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，包括控制系统，控制系统的底座上固定有石英管，石英管内装有支架螺杆，障碍物固定在与支架螺杆啮合的螺母上，障碍物数量以及阻塞率可以根据需要进行调整；氧气瓶通过输送管与扩散器相连接，输送管上设有电磁阀，扩散器固定于石英管的底部，石英管内的下部在扩散器的上方固定有点火电极；石英管的一侧设有高速摄像机。能更精确地分析出实验数据、拆卸方便、可轻易更换障碍物种类和数量，极大的提高了实验效率；实验装置容易清洗，不会有残留粉尘对下次实验造成影响，减小了实验误差。
主设计要求
1.一种考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，其特征在于，包括控制系统，所述控制系统的底座上固定有石英管，石英管内装有支架螺杆，障碍物固定在与支架螺杆啮合的螺母上；氧气瓶通过输送管与扩散器相连接，输送管上设有电磁阀，所述扩散器固定于所述石英管的底部，所述石英管内的下部在扩散器的上方固定有点火电极；所述石英管的一侧设有高速摄像机，所述高速摄像机与电脑连接，高速摄像机镜头对准所述石英管；所述电脑通过网线与控制系统连接，所述电磁阀与控制系统连接，所述点火电极与控制系统连接。
设计方案
1.一种考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，其特征在于，包括控制系统，所述控制系统的底座上固定有石英管，石英管内装有支架螺杆，障碍物固定在与支架螺杆啮合的螺母上；
氧气瓶通过输送管与扩散器相连接，输送管上设有电磁阀，所述扩散器固定于所述石英管的底部，所述石英管内的下部在扩散器的上方固定有点火电极；
所述石英管的一侧设有高速摄像机，所述高速摄像机与电脑连接，高速摄像机镜头对准所述石英管；
所述电脑通过网线与控制系统连接，所述电磁阀与控制系统连接，所述点火电极与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，其特征在于，所述石英管内设有三根支架螺杆，支架螺杆的长度长于所述石英管的长度，障碍物数量以及阻塞率可以根据需要进行调整。
3.根据权利要求2所述的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，其特征在于，所述石英管通过底部螺纹垂直固定于控制系统的底座上，石英管透明，石英管内径68mm，长度1200mm，容积为4.4L。
4.根据权利要求3所述的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，其特征在于，所述石英管的上端固定在固定架上。
5.根据权利要求1所述的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，其特征在于，左右两根对称布置点的火电极通过点火电极接头座和铜套固定在石英管下部，距离石英管底部80mm。
6.根据权利要求5所述的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，其特征在于，所述点火电极为不锈钢材质，直径为2mm，两个电极之间的缝隙可调节并大于或等于6mm。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种粉尘爆炸火焰传播实验装置，尤其涉及一种考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置。
背景技术
由于工业生产方式的多种多样，人们在工业活动中可能会生产、使用或产生各种类型的粉尘，如面粉、饲料、金属抛光粉尘等等。在利用除尘系统或者气力输送装置对这些粉尘进行搬运的过程中，由于静电或电火花等点火源而引发粉尘爆炸事故屡见不鲜，给人民的生命和财产造成了巨大的损失。相关研究发现，无论是粉尘输送管道还是工业厂房内，都会存在各种类型的障碍物，例如除尘管道内的火花探测器、生产车间的工艺设备及装置等等障碍物。障碍物对爆炸气流和火焰的扰动会导致形成湍流现象，从而促进火焰传播速度增加，进一步增大了爆炸压力，最终加剧了爆炸事故的灾害效应和严重程度，造成更为严重的经济损失和人身伤亡。
障碍物对粉尘爆炸传播过程的影响研究越来越被人们所重视，关于这方面的研究也逐渐增多。相关资料显示，当前的相关研究虽然从理论分析、实验以及数值模拟等方面开展了大量研究，但是并没有针对粉尘爆炸火焰在长直管道内的传播规律以及在障碍物作用下的火焰传播特征开展系统研究，同时，目前的研究基本上处于定性研究，缺少定量的理论分析与描述。因此，研究管道内障碍物对粉尘爆炸火焰传播的影响具有十分重要的现实意义。
目前粉尘爆炸火焰传播测试装置十分普遍，但这些实验装置主要存在以下几方面的问题：一是实验采用的火焰传播管道较短，与实际生产过程的长管相比差距较大，因此不能完整的展示整个火焰蔓延过程；二是部分实验装置采用的长管道为不透明钢制管道，从而影响了对火焰蔓延过程的有效观察；三是管道内没有充分考虑不同类型障碍物对爆炸火焰传播过程的影响，从而于现实情况相比存在一定差距。四是现有长管的实验装置拆卸复杂，障碍物之间的间距不易调整，障碍物种类不易更换。
基于此，在传统的哈特曼管及其测试方法的基础上，改进了管道长度，并添加了内置环形障碍物，实现了粉尘爆炸火焰传播过程的可视化，并且试验中可以考察不同面积阻塞率的障碍物对粉尘传播过程的影响，进而提出一种考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，可为障碍物作用下的粉尘爆炸火焰传播研究提供帮。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，包括控制系统，所述控制系统的底座上固定有石英管，石英管内装有支架螺杆，障碍物固定在与支架螺杆啮合的螺母上；
氧气瓶通过输送管与扩散器相连接，输送管上设有电磁阀，所述扩散器固定于所述石英管的底部，所述石英管内的下部在扩散器的上方固定有点火电极；
所述石英管的一侧设有高速摄像机，所述高速摄像机与电脑连接，高速摄像机镜头对准所述石英管；
所述电脑通过网线与控制系统连接，所述电磁阀与控制系统连接，所述点火电极与控制系统连接。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，能更精确地分析出实验数据、拆卸方便、可轻易更换障碍物种类和数量，极大的提高了实验效率；实验装置容易清洗，不会有残留粉尘对下次实验造成影响，减小了实验误差。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置结构示意图。
图2、图3分别为图1中的A部和B部放大图。
图中：
1-氧气瓶；2-支架螺杆；3-点火电极；4-电磁阀；5-控制系统；6-石英管；7-固定架；8-电脑；9-高速摄像机；10-障碍物；11-扩散器。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本实用新型的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，其较佳的具体实施方式是：
包括控制系统，所述控制系统的底座上固定有石英管，石英管内装有支架螺杆，障碍物固定在与支架螺杆啮合的螺母上，障碍物数量以及阻塞率可以根据需要进行调整；
氧气瓶通过输送管与扩散器相连接，输送管上设有电磁阀，所述扩散器固定于所述石英管的底部，所述石英管内的下部在扩散器的上方固定有点火电极；
所述石英管的一侧设有高速摄像机，所述高速摄像机与电脑连接，高速摄像机镜头对准所述石英管；
所述电脑通过网线与控制系统连接，所述电磁阀与控制系统连接，所述点火电极与控制系统连接。
所述石英管内设有三根支架螺杆，支架螺杆的长度长于所述石英管的长度。
所述石英管通过底部螺纹垂直固定于控制系统的底座上，石英管透明，石英管内径 68mm，长度1200mm，容积为4.4L。
所述石英管的上端固定在固定架上。
左右两根对称布置的点火电极通过点火电极接头座和铜套固定在石英管下部，距离石英管底部80mm。
所述点火电极为不锈钢材质，直径为2mm，两个电极之间的缝隙可调节并大于或等于6mm。
本实用新型的考虑环形障碍物作用的粉尘爆炸火焰传播实验装置，在传统的哈特曼管及其测试方法的基础上，改进了管道装置尺寸以及内部增添了可拆卸障碍物，并运用高速摄像机对实验过程进行记录，能更精确地分析出实验数据；实验装置拆卸方便，可轻易更换障碍物种类和数量；极大的提高了实验效率；实验装置容易清洗，不会有残留粉尘对下次实验造成影响，减小了实验误差。
具体实施例，如图1、图2、图3所示：
氧气瓶1用于提供一定喷尘压力，通过输送管与电磁阀4相连接，氧气会通过控制系统5内的管道与扩散器11相连接，扩散器11借助一定的气流将覆盖在其表面的粉尘扬起形成粉尘云。
支架螺杆2通过螺母对于障碍物10进行位置的固定，其长度略高于石英管6的长度，其次为保证障碍物10的稳定性并减少其对于实验的影响，需要三根直径适当的支架螺杆2。
点火电极3共左右两根相对布置，通过点火电极接头座和铜套固定在石英管下部，距离石英管底部80mm。电极为不锈钢材质，直径为2mm，尖端呈现半球状点火电极可以沿水平方向调节，进而控制两个电极之间的缝隙，该缝隙不应小于6mm。
控制系统5可以设置一定的点火参数，如：点火能量、点火延长时间等。
石英管6通过底部螺纹垂直固定于控制系统5的底座上，石英管内径68mm，长度1200mm，容积为4.4L，承压不小于0.4MPa。石英管透明，便于观察粉尘云的着火和火焰传播。
固定架7目的是固定石英管6，避免石英管6在实验中因火焰冲击而发生倾斜，使得实验收集数据更为准确。
电脑8由网线与高速摄像机9相连接，记录并保存高速摄像机9所拍摄的内容。
高速摄像机9对应石英管6，拍摄其中火焰的情况，实验前要进行调试，确保电脑8所接收的画面清晰完整。
测试方法及步骤：
一次完整的测试步骤如下：
1、调试记录装置。将高速摄像机9对应石英管6，并调试两者距离和高度，通过电脑8确保能将石英管6的全部情况清晰的显示出来。
2、装粉。取已知一定参数量的粉体，将石英管6从控制系统5底座上取下，将待测粉体均匀布于扩散器11内部。
3、组装障碍物。用螺母与支架螺杆2将障碍物10按设计的距离固定在相应的位置，障碍物数量以及阻塞率可以根据需要进行调整。
4、组装管道。将带有障碍物的支架螺杆2放入石英管6中，将石英管6的底部与扩散气11相对应，并用螺母将其固定，石英管6的上部用固定架7固定，并将电极固定在石英管的下部。
5、打开氧气瓶。将氧气瓶1中的氧气通过管道与控制系统5相连，并与扩散器11相连，使得氧气通过扩散器11喷出与粉体相接处并形成粉尘云。
6、设置点火参数。设置一定的点火能量、点火延迟时间等。
7、通过自动控制系统启动。通过扩散器11使其上部覆盖的待测粉体扬起在石英管中形成粉尘云，然后启动点火系统，在特定点火延迟时间下放电点火。
8、记录数据。通过电脑8和高速摄像机9对于石英管6中管道内火焰的喷射情况进行收集记录和保存。
9、数据分析。通过电脑8的记录的照片数据进行整理和分析。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920026887.X
申请日:2019-01-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209707426U
授权时间:20191129
主分类号:G01N25/54
专利分类号:G01N25/54
范畴分类:31E;
申请人:北京石油化工学院
第一申请人:北京石油化工学院
申请人地址:102600 北京市大兴区黄村清源北路19号
发明人:杨凯;任佳奇;李思刚;刘文帅;赵钰;庞磊
第一发明人:杨凯
当前权利人:北京石油化工学院
代理人:郑立明;赵镇勇
代理机构:11260
代理机构编号:北京凯特来知识产权代理有限公司 11260
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计