本發(fā)明屬于演示裝置，具體是一種組合式工業(yè)粉塵爆炸模擬演示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、組合式工業(yè)粉塵爆炸模擬演示系統(tǒng)是一種用于模擬粉塵爆炸過(guò)程的實(shí)驗(yàn)裝置，它能夠幫助用戶理解粉塵爆炸的形成過(guò)程、危險(xiǎn)性以及破壞力等方面的知識(shí)。這種系統(tǒng)通常包括密閉的器皿、點(diǎn)火系統(tǒng)、測(cè)量和監(jiān)控設(shè)備等部分，通過(guò)模擬粉塵爆炸的過(guò)程，讓參與者親身體驗(yàn)爆炸的過(guò)程，并學(xué)習(xí)如何正確應(yīng)對(duì)。

2、組合式工業(yè)粉塵爆炸模擬演示系統(tǒng)在安全培訓(xùn)中扮演著重要角色，它通過(guò)模擬真實(shí)的粉塵爆炸場(chǎng)景，使參與者能夠直觀地感受到粉塵爆炸的威力和破壞力。這種系統(tǒng)通常包括精確的模擬裝置，能夠在一定距離內(nèi)重現(xiàn)爆炸過(guò)程，讓體驗(yàn)者深刻認(rèn)識(shí)到粉塵爆炸的嚴(yán)重性。

3、組合式工業(yè)粉塵爆炸模擬演示系統(tǒng)適用于各種工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，特別是那些容易產(chǎn)生粉塵的場(chǎng)所，如礦山、冶金、木材加工、糧食加工等行業(yè)。通過(guò)這種系統(tǒng)的培訓(xùn)，可以提高工人和管理人員對(duì)粉塵爆炸的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)安全意識(shí)，減少事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

4、但是目前傳統(tǒng)的組合式工業(yè)粉塵爆炸模擬演示系統(tǒng)存在著無(wú)法實(shí)時(shí)制備熱成像的三維圖像得到爆炸極限值，導(dǎo)致了粉塵爆炸控制精度低的問(wèn)題。為此有必要提出一種組合式工業(yè)粉塵爆炸模擬演示系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述粉塵爆炸控制精度低問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種組合式工業(yè)粉塵爆炸模擬演示系統(tǒng)，通過(guò)噴粉模塊和處理模塊的協(xié)同配合，產(chǎn)生粉塵爆炸，然后通過(guò)透明觀察管直觀觀察粉塵爆炸，再通過(guò)兩側(cè)的熱成像儀構(gòu)建粉塵爆炸的熱成像三維圖像，得到了粉塵爆炸極限值。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種組合式工業(yè)粉塵爆炸模擬演示系統(tǒng)，包括用于提供封閉模擬環(huán)境的第一反應(yīng)箱和第二反應(yīng)箱，第一反應(yīng)箱和第二反應(yīng)箱之間固定連接有用于直觀觀察和采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的透明觀察管，第一反應(yīng)箱內(nèi)頂壁設(shè)有粉塵箱，粉塵箱頂部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有粉塵箱蓋，粉塵箱底部設(shè)有用于控制粉塵濃度、濕度、溫度和裝置點(diǎn)火的噴粉模塊；

3、第二反應(yīng)箱中設(shè)有用于收集和處理爆炸后殘留粉塵和氣體的處理模塊，處理模塊與透明觀察管連通，噴粉模塊貫穿第一反應(yīng)箱通過(guò)透明觀察管與第二反應(yīng)箱連通，第一反應(yīng)箱和第二反應(yīng)箱內(nèi)頂壁靠近透明觀察管的一側(cè)均固定連接有用于捕捉爆炸過(guò)程中產(chǎn)生的熱量分布并將熱量分布轉(zhuǎn)化為可視化圖像的熱成像儀。

4、基礎(chǔ)方案的原理是：

5、第一反應(yīng)箱和第二反應(yīng)箱通過(guò)透明觀察管連接，形成了一個(gè)封閉的模擬環(huán)境。當(dāng)噴粉模塊啟動(dòng)并釋放粉塵到第一反應(yīng)箱時(shí)，隨著粉塵的擴(kuò)散和濃度的增加，點(diǎn)火后引發(fā)粉塵爆炸。爆炸產(chǎn)生的沖擊波、火焰和熱量會(huì)沿著透明觀察管傳播到第二反應(yīng)箱，從而模擬了真實(shí)的工業(yè)環(huán)境中粉塵爆炸的傳播過(guò)程。熱成像儀安裝在第一反應(yīng)箱和第二反應(yīng)箱內(nèi)頂壁靠近透明觀察管的一側(cè)，它們能夠捕捉爆炸過(guò)程中產(chǎn)生的熱量分布，并通過(guò)熱成像技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為可視化的圖像。處理模塊與透明觀察管連通，確保爆炸產(chǎn)生的物質(zhì)都能被有效地收集和處理，爆炸產(chǎn)生的物質(zhì)包括粉塵、氣體和熱量。

6、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

7、1、透明觀察管允許研究人員直觀地觀察粉塵爆炸的全過(guò)程，包括火焰的蔓延、沖擊波的傳播等。這種直接觀察方式有助于研究人員更好地理解粉塵爆炸的機(jī)理和特性。通過(guò)噴粉模塊精確控制粉塵的濃度、濕度和溫度，以及點(diǎn)火操作，能夠模擬出更接近實(shí)際工業(yè)環(huán)境的粉塵爆炸條件。這種精確控制有助于研究人員更準(zhǔn)確地分析粉塵爆炸的特性，從而提高對(duì)粉塵爆炸控制精度的研究水平。

8、2、兩側(cè)的熱成像儀能夠捕捉爆炸過(guò)程中產(chǎn)生的熱量分布，并通過(guò)熱成像技術(shù)構(gòu)建出三維圖像。這種圖像可以清晰地顯示爆炸過(guò)程中熱量的分布和變化，為研究人員提供豐富的數(shù)據(jù)支持來(lái)得到爆炸極限值，幫助他們更深入地分析粉塵爆炸的特性和規(guī)律。

9、3、整個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)封閉的模擬環(huán)境中進(jìn)行，可以有效防止粉塵擴(kuò)散和火災(zāi)事故的發(fā)生，保證了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性。處理模塊的設(shè)置確保了爆炸產(chǎn)生的物質(zhì)能夠被有效地收集和處理，避免了粉塵殘留對(duì)環(huán)境和設(shè)備造成的污染和損害。這不僅提高了實(shí)驗(yàn)環(huán)境的清潔度，也延長(zhǎng)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用壽命。

10、進(jìn)一步，噴粉模塊包括噴粉機(jī)，噴粉機(jī)固定連接在粉塵箱底部，噴粉機(jī)靠近透明觀察管的一側(cè)固定連接有霧化機(jī)，霧化機(jī)靠近透明觀察管的一側(cè)固定連接有加熱機(jī)，加熱機(jī)靠近透明觀察管的一側(cè)固定連接有電磁發(fā)生器，噴粉機(jī)內(nèi)部固定連接有入粉管，入粉管遠(yuǎn)離噴粉機(jī)的一端依次貫穿霧化機(jī)、加熱機(jī)和電磁發(fā)生器的輸出口與透明觀察管連通，入粉管與透明觀察管的連通處設(shè)有與噴粉機(jī)連通的噴粉旋轉(zhuǎn)頭。

11、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

12、霧化機(jī)可以將粉塵顆粒細(xì)化，增加粉塵的懸浮性和擴(kuò)散性，使得粉塵爆炸的模擬更加接近真實(shí)情況。加熱機(jī)可以調(diào)節(jié)粉塵的溫度，模擬不同溫度下的粉塵爆炸情況，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。電磁發(fā)生器可以控制粉塵的帶電狀態(tài)，模擬粉塵在靜電作用下的爆炸特性，進(jìn)一步擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)的研究范圍。通過(guò)噴粉機(jī)、霧化機(jī)、加熱機(jī)和電磁發(fā)生器的組合，可以精確地控制粉塵的粒度、濕度、溫度和帶電狀態(tài)。這對(duì)于模擬和研究不同條件下的粉塵爆炸特性至關(guān)重要。噴粉旋轉(zhuǎn)頭，可以控制粉塵在管道內(nèi)的噴灑角度，便于研究人員直觀地觀察粉塵噴灑角度對(duì)于爆炸的影響，再配合兩側(cè)的熱成像儀，研究人員可以實(shí)時(shí)獲取爆炸過(guò)程中的熱量分布和變化，為分析提供豐富的數(shù)據(jù)支持。

13、進(jìn)一步，第一反應(yīng)箱外壁上固定連接有控制器，控制器用于控制噴粉機(jī)、霧化機(jī)、加熱機(jī)和電磁發(fā)生器的啟閉，入粉管內(nèi)壁上固定連接有第一點(diǎn)火器和第一防火閥。

14、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

15、控制器能夠精確控制噴粉機(jī)、霧化機(jī)、加熱機(jī)和電磁發(fā)生器的運(yùn)行參數(shù)，如噴粉速度、霧化程度、加熱溫度和電磁強(qiáng)度等。這種精確控制確保了實(shí)驗(yàn)條件的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，從而提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。第一防火閥的設(shè)置可以在檢測(cè)到異常情況時(shí)迅速關(guān)閉，切斷粉塵的供應(yīng)，防止粉塵爆炸的進(jìn)一步擴(kuò)散。這大大提高了系統(tǒng)的安全性能，降低了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能發(fā)生的危險(xiǎn)。第一點(diǎn)火器的設(shè)置使得點(diǎn)火操作更加精確和可控。研究人員可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和位置進(jìn)行點(diǎn)火，從而更準(zhǔn)確地模擬粉塵爆炸的觸發(fā)條件。

16、進(jìn)一步，入粉管遠(yuǎn)離透明觀察管的一端固定連通有軸流風(fēng)機(jī)。

17、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

18、軸流風(fēng)機(jī)以其特定的流體力學(xué)設(shè)計(jì)，能夠高效地輸送粉塵。通過(guò)軸流風(fēng)機(jī)與入粉管的固定連通，可以確保粉塵在管道中穩(wěn)定、快速地流動(dòng)，從而提高粉塵的輸送效率。軸流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制粉塵的流量和速度。這種可調(diào)節(jié)性使得系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，精確地控制粉塵的輸送量，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可控性。

19、進(jìn)一步，處理模塊包括集塵箱和冷卻管，冷卻管與透明觀察管連通，集塵箱固定連接在第二反應(yīng)箱的外壁上，集塵箱頂部固定連通有圓弧形的導(dǎo)流管，導(dǎo)流管與冷卻管連通，導(dǎo)流管側(cè)壁上設(shè)有泄爆閥，導(dǎo)流管頂部固定連通有尾氣凈化器。

20、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

21、圓弧形的導(dǎo)流管設(shè)計(jì)有利于粉塵顆粒的聚集和沉降，進(jìn)一步提高了集塵效率。導(dǎo)流管外壁上開有泄爆閥，當(dāng)集塵箱內(nèi)粉塵濃度過(guò)高或內(nèi)部壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，泄爆閥可以自動(dòng)打開，釋放內(nèi)部壓力，避免發(fā)生爆炸事故，保障實(shí)驗(yàn)安全。通過(guò)集塵箱、導(dǎo)流管和尾氣凈化器的組合使用，整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠有效地控制粉塵的擴(kuò)散和尾氣的排放，保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境的穩(wěn)定和安全，同時(shí)減少了對(duì)實(shí)驗(yàn)人員和環(huán)境的影響。

22、進(jìn)一步，導(dǎo)流管與尾氣凈化器的連通處設(shè)有排風(fēng)扇，冷卻管與透明觀察管的連接處固定連接有第二點(diǎn)火器和第二防火閥。

23、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

24、導(dǎo)流管與尾氣凈化器的連通處設(shè)置的排風(fēng)扇能夠有效地提升尾氣的排放效率。排風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流可以確保尾氣順暢地進(jìn)入尾氣凈化器，經(jīng)過(guò)凈化處理后排出，從而避免了尾氣在管道中的滯留和積聚。第二防火閥的設(shè)置進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。在發(fā)生異常情況或需要緊急停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，第二防火閥可以迅速關(guān)閉，切斷冷卻管與透明觀察管之間的連接，防止粉塵進(jìn)一步擴(kuò)散和進(jìn)入尾氣凈化器，避免了潛在的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。第二點(diǎn)火器的安裝使得點(diǎn)火過(guò)程更加精確和可控。研究人員可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和位置進(jìn)行點(diǎn)火，以模擬真實(shí)的粉塵爆炸過(guò)程。這種精確控制有助于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。

25、進(jìn)一步，冷卻管外壁固定連接有冷卻器，冷卻管與透明觀察管的連接處固定連接有溫濕度傳感器和粉塵濃度傳感器。

26、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

27、溫濕度傳感器和粉塵濃度傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)冷卻管與透明觀察管連接處的環(huán)境參數(shù)，包括溫度、濕度和粉塵濃度。這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)人員提供了重要的參考信息，有助于他們更準(zhǔn)確地了解實(shí)驗(yàn)環(huán)境的狀態(tài)。

28、進(jìn)一步，透明觀察管外壁上固定連接有透明防爆層。

29、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

30、透明防爆層能夠有效地防止透明觀察管在高壓或高溫等極端條件下發(fā)生破裂或爆炸，從而保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員和設(shè)備的安全。這種設(shè)計(jì)顯著提高了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性。同時(shí)也保持了良好的透明度，使得人員能夠清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中粉塵的聚集、流動(dòng)和反應(yīng)情況。

31、進(jìn)一步，第一反應(yīng)箱內(nèi)底壁固定連接有蓄電池。

32、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

33、蓄電池為整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供了獨(dú)立的供電能力，即使在外部電源中斷的情況下，系統(tǒng)也能繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程不受影響。由于蓄電池提供的穩(wěn)定電流，可以確保實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中各設(shè)備在穩(wěn)定的電力供應(yīng)下運(yùn)行，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

34、進(jìn)一步，第一反應(yīng)箱和第二反應(yīng)箱底部均固定連接有若干車輪。

35、基礎(chǔ)方案的有益效果是：

36、車輪的引入使得第一反應(yīng)箱和第二反應(yīng)箱具備了移動(dòng)能力，這大大增強(qiáng)了整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的靈活性。實(shí)驗(yàn)人員可以方便地將反應(yīng)箱移動(dòng)到需要的位置，無(wú)論是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作還是進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，都能極大地提高工作效率。