专利名称：气体爆炸极限与阻火演示测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种可燃气体爆炸浓度极限与阻火材料隔爆、阻火性能的演示测试装置。
在现有技术中，可燃气体爆炸浓度极限及阻火材料的隔爆阻火测试是在静态条件下，在两个不同装置上进行的。气体爆炸浓度极限的测试装置，有美国人H·F·Coward在1952年提出的美国矿山局型〔U·S·Bur.of Mines.Bull.，503(1953)〕、日本北川研究室型和中国天津消防研究所型(防火防爆工学，沈阳航空学院，1985年)，后两者是以美国矿山局型测试装置为基础发展起来的。其结构由充气室、点火系统、抽真空系统、可燃气供应系统和助燃气供应系统组成。此类气体爆炸极限测试装置，测试精度相对较高，但直观效果较差，测试工作复杂，且是在静态条件下进行，与实际气体流动的动态条件不相符。
阻火材料的阻火测试装置，一般采用原理性的消焰距离与最大安全缝隙加以衡量。最大安全缝隙(根据IEC STANDARD Publicat－ion 79－1A 1975，国际电工委员会1975－1A号文件)适用于防爆设备设计使用，而消焰距离则难以反映生产装置中使用的各种阻火装置的实际阻火性能。
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有动态的气体爆炸浓度极限测试、阻火材料的隔爆、阻火性能测试的演示测试装置。
本实用新型的特点是在常温常压下，采用动态连续供气，正向激爆测试可燃气体爆炸浓度极限和阻火材料隔爆性能，及管口点燃反向燃烧测量阻火材料阻火性能，并且具有直观的声、响和光形态。
本实用新型由演示测试管1、隔爆阻火系统2、混合器3、控制箱4、可燃气供应系统5、助燃气供应系统6、声级计7七个部分组成。
图1为本实用新型的系统布置图。
演示测试管1由激爆管盖18、激爆管19、火花塞20、稳压板21、测试孔螺丝22、接箍23、传爆管24、阻火测试器25、燃烧管26组成。激爆管盖18与激爆管19用螺纹连接，激爆管19与传爆管24通过接箍23螺纹连接在一起，稳压板21安置在接箍23内、激爆管19和传爆管24之间；传爆管24与阻火测试器25、阻火测试器25与燃烧管26分别通过螺纹连接。激爆管盖18的中心有螺纹园孔，用以和进气管道螺纹连接。火花塞20有两个，一个安装在激爆管19的进气口端部，离管口30mm－50mm处，进行正向点火，这是根据低能爆炸波端部刚性壁面反射导致反射爆压成倍提高的原理，以增加激爆可靠性；另一个火花塞20安装在燃烧管26出气口端部，离管口30mm－50mm处，进行反向点火，利用混合气体反向燃速大于管内可燃气体正向流速的特点，形成由管口向管内反向燃烧。激爆管19、传爆管24和燃烧管26均采用外径76mm、内径68mm的镀锌有缝钢管或无缝钢管制成，长度分别为300mm、200mm、500mm。在激爆管19、传爆管24与燃烧管26上，两个火花塞20之间，设置了七个测试螺丝孔，以测量各处温度、爆速、流速，螺丝孔间间隔为100mm左右，不使用时，则用测试孔螺丝22密闭。稳压板21为中心有一园孔的钢片，厚10mm，孔径为激爆管19内径的1／2，可使激爆管19内的混合气体在激爆后反应更完全。
图2为阻火测试器25纵向剖面图阻火测试器25由盖、底与两侧四块挡板29，两端的端板27，观察窗体32，观察窗盖31，阻火片30以及螺钉28组成。端板27为中心带螺纹园孔的正方形钢板，端板27有两块，分别用螺纹连接传爆管24和燃烧管26，端板27厚15mm，长宽都为90mm。挡板29为内面均匀刻有阻火片槽的钢板，厚10mm，四角用螺钉28固定在两块端板27上；形成长方形空腔，阻火片槽宽7mm，深5mm，有10个槽。盖、两侧三块挡板29上各有一园孔，作为观察窗孔，距离传爆管24出口30mm处，孔径为20mm，观察窗体32有三个，为中通园柱体，两端刻有螺纹，柱体高10mm，与挡板29螺纹连接。观察窗盖31有三个，为带螺纹中通的园形帽，与观察窗体32螺纹连接，两者中间安置一透明防爆玻璃。通过玻璃，可以观察空腔内燃烧爆炸状况。阻火片30由两片阻火夹和一待测阻火材料如铜丝网或钢丝网等组成。阻火夹为中间有园孔的方形钢片，长宽都为95mm，园孔直径68mm，两片阻火夹夹住一待测钢丝网或铜丝网，四角分别用螺钉28紧固，然后四周再用锡焊牢。阻火片30有多个。测试时，把阻火片30插在阻火测试器25中的阻火片槽中，当测试其他阻火材料时，则设置相应夹具。阻火测试器25长170mm，宽高都为110mm。
隔爆阻火系统2由隔爆阻火器15、三通16、堵头17和止逆阀14及多段连接管组成。三通16有两个，分别经连接管与激爆管盖18和隔爆阻火器15螺纹连接。止逆阀14经连接管螺纹连接在2个三通16之间，堵头有两个，分别通过连接管螺纹连接在2个三通16的一端。与激爆管盖18连接的三通16、堵头17与演示测试管1在一直线上，止逆阀14和另一个三通16、堵头17在一直线上，与演示测试管1轴线垂直。隔爆阻火系统2用以防止回火、回爆，确保测试安全。
控制箱4由压力表33、控制装置12组成。控制装置12包括蓄电池、点火线圈、断电器、点火开关以及控制定时器。控制装置12控制火花塞20点火的时间或点火间隔时间长短，可以手控也可以自控。
可燃气供应系统5按连接顺序由可燃气源8、减压阀9、流量计11、阻火器13、止逆阀14经连接管连接而成。
助燃气供应系统6按连接顺序由助燃气源10、(或空气压缩机)、流量计11、阻火器13、止逆阀14经连接管连接而成。
可燃气供应系统5和助燃气供应系统6分别经连接管与混合器3相连。
声级计7采用常规型号，设置在演示测试管1管口垂直平面侧方3m处，测量爆炸产物喷出管口时的噪声等级，这可以反映可燃 气体爆炸的上下限及在上下限范围内，可燃气体与助燃气体不同混合比时的爆炸强度。
本实用新型的演示测试管1中，火花塞的安置位置合理，且选用了两个火花塞，以及激爆管、稳压板、传爆管、阻火测试器、燃烧管的长度比、内径比等参数选择适当，在工作过程中，混合气体反应稳定，化学反应更完全，可以提高测试精度，也可以降低可燃气的消耗；并且在装置中安装隔爆阻火系统、止逆阀和阻火器，严格保证工作过程的安全。本实用新型可以作为可燃气体的爆炸极限和爆炸强度的测试装置，作为隔爆、阻火材料的隔爆性能、阻火性能的测试装置，还可以用作气体爆炸极限、隔爆、阻火测试的教学演示装置。
本实用新型的演示测试管1，根据需要，其激爆管19、传爆管24、燃烧管26长度分别设计为300mm、200mm、500mm，均采用外径为76mm、内径为68mm的镀锌有缝钢管；阻火测试器25长设计为170mm、宽、高都分别为110mm，阻火材料选用50目、80目、200目的钢丝网和铜丝网。其余组成系统的部件则采用常规元器件。本实用新型所述结构工作时，可燃气供应系统5和助燃气供应系统6连续输出可燃气和助燃气，通过连接管进入混合器3，流量计11则可控制两种气体的比例；混合器3中混合气体经连接管，通过隔爆阻火系统2，尔后进入演示测试管1，火花塞20正向点火激爆，声级计7可以测量可燃气体爆炸极限、反映爆炸上下极限范围内可燃气体及助燃气体不同混合比时的爆炸强度；在阻火测试器25内插入阻火片30，正向点火激爆，可以测试阻火材料的隔爆性能，通过观察窗和声级计7则可以观察隔爆阻火材料的隔爆状态和测量气体爆炸强度；在阻火测试器25中插入阻火片30，反向点火燃烧，可以测试阻火材料的阻火性能，通过观察窗则可以观察阻火状态。
权利要求1.一种气体爆炸极限与阻火演示测试装置，包括混合器3、控制箱4、可燃气供应系统5、助燃气供应系统6，控制箱4由压力表33、控制装置12组成；可燃气供应系统5包括可燃气源8、减压阀9、流量计11；助燃气供应系统6包括助燃气源10(或空气压缩机)、流量计11，其特征是还包括演示测试管1、隔爆阻火系统2和声级计7；可燃气供应系统5还包括阻火器13、止逆阀14；助燃气供应系统6还包括阻火器13、止逆阀14；演示测试管1由激爆管盖18、激爆管19、火花塞20、稳压板21、测试孔螺丝22、接箍23、传爆管24、阻火测试器25、燃烧管26组成，激爆管盖18与激爆管19螺纹连接，激爆管19与传爆管24通过接箍23螺纹连接在一起，稳压板21安置在接箍23内、激爆管19和传爆管24之间，传爆管24与阻火测试器25、阻火测试器25与燃烧管26螺纹连接，激爆管盖18通过连接管与三通16螺纹相连，两个火花塞20分别安装在激爆管19和燃烧管26上；隔爆阻火系统2由隔爆阻火器15、三通16、止逆阀14、堵头17组成，三通16有两个，分别经连接管与激爆管盖18和隔爆阻火器15螺纹连接；止逆阀14经连接管螺纹连接在两个三通16之间；堵头17有两个，通过连接管分别螺纹连接在两个三通16的一端；与激爆管盖18连接的三通16、堵头17与演示测试管1在一直线上；止逆阀14、另一个三通16和堵头17相连在一直线上，并与演示测试管1轴线垂直；隔爆阻火器15通过连接管与混合器3螺纹连接；声级计7设置在演示测试管1管口垂直平面侧方3m处；阻火测试器25由盖、底与两侧四块挡板29、两块端板27、观察窗体32、观察窗盖31、阻火片30、螺钉28组成，端板27置于两端分别螺纹连接传爆管24和燃烧管26，盖、底及两侧挡板29用螺钉28固定在两块端板27上，在盖、两侧三块挡板29上各有一个园孔，观察窗体32螺纹连接在挡板29的园孔上，观察窗盖31与观察窗体32螺纹连接，阻火片30为两个阻火夹夹住一待测钢丝网，四角分别用螺钉28紧固，然后再用锡焊牢，阻火片30可插在阻火测试器25内的阻火片槽中。
2.根据权利要求1所述的气体爆炸极限与阻火演示测试装置，其特征是火花塞20有两个，一个安装在激爆管19的进气口端部，离管口30mm－50mm处，一个安置在燃烧管26出气口端部，离管口30mm－50mm处，稳压板21为中心有一园孔的钢片，园孔直径为激爆管19内径的1／2；挡板29为内面均匀刻有10个阻火片槽的钢板，厚10mm，阻火片槽宽7mm，槽深5mm。
3.根据权利要求1或2所述的气体爆炸极限与阻火演示测试装置，其特征是激爆管19、传爆管24、燃烧管26均采用外径76mm、内径为68mm的镀锌有缝钢管或无缝钢管，长度分别为300mm、200mm、500mm，阻火测试器25长170mm，宽、高都为110mm。
专利摘要本实用新型是一种在常温常压下，测定气体爆炸极限和阻火材料隔爆，阻火性能的演示测试装置，它采用向演示测试管连续供气，正向点火激爆，测试气体爆炸极限及阻火材料隔爆性能，反向点火燃烧，测定阻火材料阻火性能；声级计可以测定可燃气体与助燃气体在爆炸上下极限内不同混合比时的爆炸强度。演示测试管上安置观察窗，可以观察到爆炸阻火测试时的状态，效果直观，而且设置隔火阻火系统，可以防止回火、回爆，确保安全性。
文档编号G01D21/02GK2062825SQ8921762
公开日1990年9月26日 申请日期1989年9月25日 优先权日1989年9月25日
发明者陈灿昌, 魏伴云, 孙国才, 刘若民, 陈爱平, 周劲松 申请人:中国地质大学(武汉)