一種粉塵爆炸極限測(cè)試裝置及其測(cè)試方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種粉塵爆炸極限測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，所述測(cè)試裝置包括球形爆炸罐、加熱裝置、冷卻裝置和溫控裝置，所述爆炸罐的外壁為具有一空腔的雙層結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)部充滿(mǎn)導(dǎo)熱油，所述爆炸罐的外壁覆有保溫層。所述空腔內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器，用于測(cè)量導(dǎo)熱油的溫度，所述溫控裝置根據(jù)溫度傳感器測(cè)量的導(dǎo)熱油溫度控制加熱裝置或冷卻裝置對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱或冷卻。本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試裝置，不僅可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下粉塵爆炸極限的測(cè)試，還可以實(shí)現(xiàn)非常溫條件下粉塵爆炸極限的測(cè)試，從而保證非標(biāo)準(zhǔn)條件下粉塵爆炸極限測(cè)試研究工作的開(kāi)展，以指導(dǎo)化工粉體生產(chǎn)實(shí)際，為安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種粉塵爆炸極限測(cè)試裝置及其測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種粉塵爆炸極限測(cè)試裝置及其測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外各企業(yè)和各研究機(jī)構(gòu)關(guān)于粉塵爆炸極限的測(cè)試研究大多是利用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)裝置、在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下進(jìn)行。例如，名稱(chēng)為“粉塵云爆炸下限濃度測(cè)定方法”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16425 一 1996提供了一種可燃粉塵爆炸下限濃度的20L球形標(biāo)準(zhǔn)爆炸實(shí)驗(yàn)裝置。但是，與復(fù)雜的粉體生產(chǎn)實(shí)際工況相比而言，這些參數(shù)只是提供一種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的數(shù)據(jù)，而對(duì)復(fù)雜生產(chǎn)工況指導(dǎo)意義不大或無(wú)具體的指導(dǎo)意義。這是因?yàn)樵诰唧w生產(chǎn)過(guò)程中，由于粉塵粒徑分布范圍、溫(濕)度和壓力、揮發(fā)份濃度等諸多因素的變化都對(duì)粉塵的燃燒爆炸特性產(chǎn)生了不可忽視的影響。因此非常溫條件下的粉塵爆炸極限測(cè)試也是非常重要的。應(yīng)豐富相應(yīng)的測(cè)試手段，從而保證非標(biāo)準(zhǔn)條件下粉塵爆炸極限測(cè)試研究工作的開(kāi)展，以指導(dǎo)化工粉體生產(chǎn)實(shí)際，為安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在常溫和非常溫條件下測(cè)試粉塵爆炸極限的裝置及其測(cè)試方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明粉塵爆炸極限測(cè)試裝置所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種粉塵爆炸測(cè)試裝置，包括爆炸罐、加熱裝置和溫控裝置，所述溫控裝置控制所述加熱裝置對(duì)所述爆炸罐進(jìn)行加熱。
[0006]優(yōu)選地，所述爆炸罐的外壁為具有一空腔的雙層結(jié)構(gòu)，所述空腔內(nèi)部充滿(mǎn)導(dǎo)熱油，所述加熱裝置用于對(duì)所述導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱。
[0007]優(yōu)選地，所述測(cè)試裝置還包括冷卻裝置和溫度傳感器，所述溫度傳感器位于所述空腔內(nèi)部，用于測(cè)量導(dǎo)熱油溫度，所述溫控裝置根據(jù)所述導(dǎo)熱油的溫度控制所述加熱裝置或所述冷卻裝置對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱或冷卻。
[0008]優(yōu)選地，所述測(cè)試裝置還包括保溫層，所述保溫層覆在所述爆炸罐的外壁上。
[0009]優(yōu)選地，所述溫控裝置控制溫度的范圍為25°C?240°C，控制精度為±1°C。
[0010]優(yōu)選地,所述爆炸罐為20L球形爆炸罐。
[0011]本發(fā)明粉塵爆炸極限測(cè)試方法所采用的技術(shù)方案是:
[0012]一種粉塵爆炸極限的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試方法包括:
[0013]設(shè)定導(dǎo)熱油的溫度；
[0014]測(cè)量導(dǎo)熱油的溫度，將導(dǎo)熱油溫度的測(cè)量值與導(dǎo)熱油溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較，獲取比較結(jié)果；
[0015]利用所述比較結(jié)果調(diào)整導(dǎo)熱油的溫度，使所述測(cè)量值與所述設(shè)定值的差值在±l°c以?xún)?nèi)；
[0016]測(cè)試粉塵爆炸極限并記錄測(cè)試結(jié)果。
[0017]優(yōu)選地，當(dāng)所述測(cè)量值大于所述設(shè)定值時(shí)，溫控裝置控制冷卻裝置對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行冷卻；當(dāng)所述測(cè)量值小于所述設(shè)定值時(shí)，溫控裝置控制加熱裝置對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱。
[0018]本發(fā)明的粉塵爆炸極限測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，在常規(guī)的粉塵爆炸極限測(cè)試裝置的基礎(chǔ)上，增加了加熱裝置、冷卻裝置和溫控裝置。因此，不僅可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下粉塵爆炸極限的測(cè)試，還可以實(shí)現(xiàn)非常溫條件下粉塵爆炸極限的測(cè)試。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種粉塵爆炸極限測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例的一種粉塵爆炸極限測(cè)試裝置，以20L球形爆炸罐為主體。如圖1，該圖示出了本發(fā)明實(shí)施例的一種粉塵爆炸極限測(cè)試裝置，裝置的主體是20L球形爆炸罐，爆炸罐內(nèi)部上方有點(diǎn)火源5，下方有粉塵擴(kuò)散器6，用于將粉塵均勻噴射到爆炸罐內(nèi)部，粉塵擴(kuò)散器6通過(guò)管路與儲(chǔ)塵罐8相連通，儲(chǔ)塵罐8上設(shè)有壓力表9，用于測(cè)量?jī)?chǔ)塵罐8的壓力。爆炸罐上設(shè)有排氣孔4，排氣孔4穿過(guò)爆炸罐的外壁，與爆炸罐內(nèi)部相連通，用于試驗(yàn)完成后進(jìn)行內(nèi)部壓力排放。爆炸罐壁上設(shè)有壓力傳感器11，用于測(cè)量爆炸罐的內(nèi)部壓力，壓力傳感器11可以將測(cè)得的壓力傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上。
[0023]爆炸罐的外壁為雙層結(jié)構(gòu)，即分為內(nèi)層I和外層2，雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)部有一空腔，空腔內(nèi)充滿(mǎn)導(dǎo)熱油形成油浴層，導(dǎo)熱油優(yōu)選導(dǎo)熱機(jī)油，導(dǎo)熱油的溫度可在室溫(即25°C )?240°C之間調(diào)節(jié)。爆炸罐外壁的最外層覆有保溫層3，用于當(dāng)設(shè)定好油浴層的溫度后，保持爆炸罐內(nèi)部溫度的恒定，為進(jìn)行粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)穩(wěn)定的溫度條件。爆炸罐的出油口7穿過(guò)保溫層和外層2，出油口 7通過(guò)管道與電控閥門(mén)13、14的輸入端相連接，電控閥門(mén)13的輸出端與加熱裝置15的輸入端相連接，電控閥門(mén)14的輸出端與冷卻裝置16的輸入端相連接，加熱裝置15的輸出端和冷卻裝置16的輸出端通過(guò)管道與油泵12的輸入端相連接，油泵12的輸出端與爆炸罐的進(jìn)油口 17相連接，進(jìn)油口 17穿過(guò)保溫層和外層2。油浴層的導(dǎo)熱油從出油口 7進(jìn)入管道，經(jīng)過(guò)加熱裝置15或冷卻裝置16，再經(jīng)過(guò)油泵12，最終經(jīng)過(guò)進(jìn)油口 17重新回到油浴層。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例的一種粉塵爆炸測(cè)試裝置，還包括溫控裝置18、加熱裝置15和冷卻裝置16。溫度傳感器10位于爆炸罐雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)部，溫控裝置根據(jù)溫度傳感器10測(cè)量的油浴層溫度與操作人員設(shè)定溫度的差值，控制加熱裝置15和冷卻裝置16的啟停。具體控制方法如下，當(dāng)油浴層的溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)，溫控裝置18關(guān)閉電控閥門(mén)14，打開(kāi)電控閥門(mén)13，加熱裝置15對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，溫控裝置18同時(shí)啟動(dòng)油泵12，促使導(dǎo)熱油在雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)部不停的循環(huán)，從而保持整個(gè)雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的均衡，溫度傳感器10實(shí)時(shí)測(cè)量油浴層的溫度，當(dāng)導(dǎo)熱油的溫度加熱到與操作人員設(shè)定的溫度值之間的差值在土 1°C以?xún)?nèi)時(shí)，溫控裝置關(guān)閉電控閥門(mén)13、14，同時(shí)關(guān)閉油泵12。當(dāng)油浴層的溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，溫控裝置18打開(kāi)電控閥門(mén)14，關(guān)閉電控閥門(mén)13，冷卻裝置16對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行冷卻，溫控裝置18同時(shí)啟動(dòng)油泵12，促使導(dǎo)熱油在雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)部不停的循環(huán)，從而保持整個(gè)雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的均衡，溫度傳感器10實(shí)時(shí)測(cè)量油浴層的溫度，當(dāng)導(dǎo)熱油的溫度值冷卻到與操作人員設(shè)定的溫度值之間的差值在土1°C以?xún)?nèi)時(shí)，溫控裝置關(guān)閉電控閥門(mén)13、14，同時(shí)關(guān)閉油泵12。
[0025]爆炸下限濃度Cmin需通過(guò)一定范圍不同濃度粉塵的爆炸試驗(yàn)來(lái)確定。初次試驗(yàn)時(shí)按10g/m3的整數(shù)倍確定試驗(yàn)粉塵濃度，如測(cè)得的爆炸壓力等于或大于0.15MPa表壓，則以10g/m3的級(jí)差減小粉塵濃度繼續(xù)試驗(yàn)，直至連續(xù)3次同樣試驗(yàn)所測(cè)壓力值均小于0.15MPa。如測(cè)得的爆炸壓力小于0.15MPa表壓，則以10g/m3的整數(shù)倍增加粉塵濃度試驗(yàn)，至壓力值等于或大于0.15MPa表壓，然后以10g/m3的級(jí)差減小粉塵濃度繼續(xù)試驗(yàn)，直至連續(xù)3次同樣試驗(yàn)所測(cè)壓力值均小于0.15MPa表壓。所測(cè)粉塵試樣爆炸下限Cmin則介于Cl (3次連續(xù)試驗(yàn)壓力均小于0.15MPa表壓的最高粉塵)和C2濃度(3次連續(xù)試驗(yàn)壓力均等于或大于0.15MPa表壓的最低粉塵濃度)之間，即:C1 < Cmin < C2。
[0026]利用本發(fā)明實(shí)施例一種粉塵爆炸測(cè)試裝置進(jìn)行非常溫條件下粉塵爆炸極限測(cè)試的過(guò)程如下:
[0027]在儲(chǔ)塵罐中放入已知量的粉塵，例如低壓聚乙烯(d(0.5)為80.2 μ m)，然后將儲(chǔ)塵罐密閉。設(shè)定20L球形爆炸罐外壁循環(huán)油浴的溫度為30°C (也可以是25°C?240°C之間的任意數(shù)值)，啟動(dòng)溫度控制系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)溫度控制在30土TC時(shí)，把爆炸罐抽真空到0.04MPa的絕對(duì)壓力，將儲(chǔ)塵罐加壓到2.1MPa的絕對(duì)壓力。啟動(dòng)粉塵擴(kuò)散器，滯后60ms引燃點(diǎn)火源，對(duì)爆炸壓力進(jìn)行測(cè)定記錄。經(jīng)過(guò)不同濃度粉塵的爆炸試驗(yàn)確定，該低壓聚乙烯粉塵在30°C時(shí)的爆炸濃度下限為30g/m3 < Cmin < 40g/m3。
[0028]以上所有試驗(yàn)步驟可通過(guò)控制器完成，并可以通過(guò)控制器上按鍵實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能單步控制；測(cè)試數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，并且可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制器上所能實(shí)現(xiàn)的全部功能。
[0029]由于本發(fā)明實(shí)施例在爆炸罐外壁的最外層覆有保溫層，并采用加熱裝置對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，從而保證了本發(fā)明實(shí)施例的爆炸極限測(cè)試裝置的溫度范圍可以在室溫至240°C之間調(diào)節(jié)。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例的一種粉塵爆炸測(cè)試裝置，不僅可以依據(jù)“粉塵云爆炸下限濃度測(cè)定方法”(GB/T 16425 一 1996)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下粉塵云爆炸下限濃度的測(cè)試，還可以實(shí)現(xiàn)非常溫條件下粉塵云爆炸下限濃度的測(cè)試。
[0031]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種粉塵爆炸極限測(cè)試裝置，包括爆炸罐，其特征在于，還包括， 加熱裝置，用于對(duì)所述爆炸罐進(jìn)行加熱； 溫控裝置，用于控制所述加熱裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述爆炸罐的外壁為具有一空腔的雙層結(jié)構(gòu)，所述空腔內(nèi)部充滿(mǎn)導(dǎo)熱油，所述加熱裝置用于對(duì)所述導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試裝置還包括， 冷卻裝置，用于對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行冷卻； 溫度傳感器，位于所述空腔內(nèi)部，用于測(cè)量導(dǎo)熱油溫度； 溫控裝置，用于根據(jù)測(cè)量的導(dǎo)熱油溫度控制所述加熱裝置和所述冷卻裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試裝置還包括保溫層，所述保溫層覆在所述爆炸罐的外壁上。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述溫控裝置控制溫度的范圍為25°C?240°C，控制精度為±1°C。
6.如權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述爆炸罐為20L球形爆炸罐。
7.一種使用如權(quán)利要求1至6中任一所述測(cè)試裝置測(cè)試粉塵爆炸極限的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試方法包括: 設(shè)定導(dǎo)熱油的溫度； 獲取導(dǎo)熱油的溫度，將導(dǎo)熱油溫度的測(cè)量值與導(dǎo)熱油溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較，獲取比較結(jié)果； 利用所述比較結(jié)果調(diào)整導(dǎo)熱油的溫度，使所述測(cè)量值與所述設(shè)定值的差值在預(yù)置閾值范圍以?xún)?nèi)； 測(cè)試粉塵爆炸極限并記錄測(cè)試結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的測(cè)試方法，其特征在于， 所述預(yù)置閾值為±1°C。
9.如權(quán)利要求7所述的測(cè)試方法，其特征在于， 當(dāng)所述測(cè)量值大于所述設(shè)定值時(shí)，溫控裝置控制冷卻裝置對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行冷卻； 當(dāng)所述測(cè)量值小于所述設(shè)定值時(shí)，溫控裝置控制加熱裝置對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱。
10.如權(quán)利要求7、8或9所述的測(cè)試方法，其特征在于， 所述導(dǎo)熱油溫度的設(shè)定值的范圍為25°C?240°C。
【文檔編號(hào)】G01N25/54GK104407014SQ201410743493
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】韓兆輝, 宋丹青, 王學(xué)岐, 于學(xué)勝, 李智勇, 劉攀, 劉新娜 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院