专利名称：一种绝热式自燃测试设备的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及到煤样检测设备领域，特指一种采用绝热式设计的煤样自燃测试设备。
背景技术：
当煤产生热量的速度超过散热的速度时，可能在煤矿或储藏过程中出现自发燃烧的现象。为了避免煤的自燃，煤堆中应尽量减少煤的热量的产生并尽量加大散热量，该原理应该被应用到所有煤矿、处理、堆砌和煤的运输中。因此，需要对煤样进行自燃测试，市场上目前只有采用色谱吸氧法测煤自燃性能的设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、操作简便、自动化程度高、测试精度高的绝热式自燃测试设备。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种绝热式自燃测试设备，包括水浴组件、加热组件、预热组件、反应器、气路系统以及控制系统，所述反应器用来盛装待检测的煤样并置于水浴组件中，所述加热组件与水浴组件相连通并对水浴组件中的水环境进行加热，所述反应器通过气路系统与外部供气部件相连通，所述气路系统上设置有预热组件。作为本发明的进一步改进:
所述反应器包括杯体和密封盖，所述密封盖盖设于杯体的开口端，所述密封盖上设有进气接头和排气接头。所述杯体上还设有一螺纹盖，所述螺纹盖与杯体之间采用螺纹配合，所述螺纹盖压在密封盖的边缘处。所述进气接头处设有进气测温件，所述排气接头处设有排气测温件，在所述杯体内还设有煤中测温件，所述煤中测温件、进气测温件、排气测温件与控制系统相连。所述加热组件包括加热腔以及安装于加热腔内的加热棒、热水泵，所述加热腔上开设有过水接头，所述加热腔通过过水接头以及连接管与水浴组件相连通；所述水浴组件包括水浴腔、搅拌泵、包裹于反应器外侧的搅拌管，所述水浴腔通过过水接头以及连接管与加热腔连通，所述水浴腔充满水介质，所述反应器放置于水浴腔中；所述搅拌泵与搅拌管连通。所述搅拌泵的入口端设置混合器，所述水浴腔上设置溢水管并通过溢水管与加热腔连通。所述水浴腔内设置水浴腔测温件，在所述加热腔中设置加热腔测温件，所述水浴腔测温件、加热腔测温件均与控制系统相连。
所述气路系统包括进气管和进气导管，所述进气管经进气口与外部供气部件相连通，所述进气管的出气口与进气导管相连通，所述进气导管插设于反应器中；所述预热组件包括预热水管，所述预热水管上从预热进水口导入热源水，所述预热水管上开有朝向进气管的喷孔。所述反应器还包括一导向定位固定机构，所述导向定位固定机构包括导向机构、底架和托架，所述反应器通过导向机构置于托架内，所述托架卡入底架中。与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明的绝热式自燃测试设备，结构简单紧凑、成本低廉、操作简便，能够自动完成对煤样自燃的检测过程，整个过程十分可靠，测试精度高。
图1是本发明的立体结构示意图。图2是本发明的另一个角度的立体结构示意图。图3是本发明中反应器的结构原理示意图。图4是本发明中加热组件和水浴组件的结构原理示意图。图5是本发明中气路系统及预热组件的工作原理示意图。图6是本发明中导向定位固定机构的结构原理示意图。
图例说明:
1、气路系统;101、进气管;102、进气导管;103、进气口 ;104、出气口 ;2、外框架；
3、控制系统；4、水浴组件；401、水浴腔；402、搅拌泵；403、搅拌管；404、混合器；405、溢水管；406、水浴腔测温件；5、预热组件；501、预热水管；502、预热进水口 ；503、热源水容器；
6、反应器；601、电器接头；602、排气测温件；603、进气测温件；604、螺纹盖；605、煤中测温件；606、密封盖；607、杯体；608、待检物质；609、排气接头；610、进气接头；611、导向机构；612、底架；613、托架；7、加热组件；701、加热腔；702、加热棒；703、热水泵；704、过水接头；705、加热腔测温件。
具体实施例方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图1和图2所示，本发明的绝热式自燃测试设备，包括水浴组件4、加热组件7、预热组件5、反应器6、气路系统1、控制系统3以及外框架2，反应器6用来盛装待检测的煤样，反应器6置于水浴组件4中，加热组件7用来对水浴组件4中的水环境进行加热，使水浴组件4中水的温度与反应器6内煤样温度的温差保持在一个极小范围内。反应器6通过气路系统I与外部供气部件相连通，该外部供气部件为供氧部件和供氮部件，或者在其他实施例中将氮气替换为其他惰性气体。该气路系统I上设置有预热组件5，利用预热组件5可以让进入反应器6的氧气或氮气在进入反应器6前被预热到与煤样相同的温度，通过上述部件，保证使煤样在试验时处于一个绝热环境中。本发明主要用来对一定量的煤严格模拟自燃的物理过程，测量煤自燃倾向性的装置。将煤放入保温烧瓶中，往装有煤样的烧瓶中同入一定速度的氮气预热，当煤样达到一定温度时，将氮气切换为一定速度的氧气，通过煤样的性质不同，煤样将会自燃的升温，记录煤样从40度上升至70度所需的时间和速率来测试煤样的自燃倾向。如图3所不,本实施例中，反应器6包括杯体607和密封盖606,杯体607可米用真空保温烧瓶或者杜瓦瓶、保温杯，密封盖606采用导热系数低的材质，盖设于杯体607的开口端，以实现待检物质608 (煤样)处于一个隔热环境中。密封盖606上设有进气接头610和排气接头609，进气接头610供气路系统I的进气导管102进入。进一步，本实施例中在杯体607还加设有一螺纹盖604，螺纹盖604与杯体607之间采用螺纹配合，可以利用螺纹配合旋紧；该螺纹盖604压在密封盖606的边缘处，螺纹盖604压紧后，密封盖606将无旋转运动，进而可防止因密封盖606旋转导致其上的进气导管102等对待检物质608的搅动。进一步，本实施例在进气接头610上集成有进气测温件603，在排气接头609上集成有排气测温件602，在杯体607内还设有煤中测温件605，煤中测温件605、进气测温件603、排气测温件602通过电器·接头601及信号线与控制系统3相连，这样就可精确测量气体进出反应器6时温度以及杯体607中煤样的实时温度。当然，在其他实施例中，排气测温点也可以不放置在密封盖606上，因反应器煤样与密封盖606有一定的间隔层,排气测温点可以放置在这个间隔层内。如图6所示，本实施例中反应器6还包括一导向定位固定机构，导向定位固定机构包括导向机构611、底架612和托架613，反应器6通过导向机构611置于托架613内，托架613卡入底架612中。在使用时，旋转反应器6至托架卡入底架612卡槽内，底架612的卡槽设有定位机构和防回转机构。如图4所示，本实施例中，加热组件7包括加热腔701以及安装于加热腔701内的加热棒702、热水泵703，热水泵703也可以安装在加热腔701之外，加热腔701上开设有过水接头704，加热腔701通过过水接头704以及连接管与水浴组件4相连通。水浴组件4包括水浴腔401、搅拌泵402、包裹于反应器6外侧的搅拌管403，水浴腔401通过过水接头704以及连接管与加热腔701连通，水浴腔401充满水介质，反应器6放置于水浴腔401中。搅拌泵402与搅拌管403连通，利用搅拌泵402将热水导入搅拌管403，然后搅拌管403又将水排入水浴腔401，进而实现水温在极端时间内上升，反应器6各点任何时候温差均不超过Λ Τ，水温的上升无过冲现象；或者将会令过冲量十分有限，过冲时间很短。在搅拌泵402的入口端设置混合器404，水浴腔401上设置溢水管405，用来与加热腔701连通，进而实现水循环，保持水浴组件4和加热组件7的水量恒定。进一步，本实施例中，在水浴腔401内设置水浴腔测温件406，在加热腔701中设置加热腔测温件705，水浴腔测温件406、加热腔测温件705均通过信号线与控制系统3相连，以实时采集、控制加热以及反应器6的温度。如图5所示，本实施例中，气路系统I包括进气管101和进气导管102，进气管101经进气口 103与外部供气部件相连通，进气管101呈盘旋状布置于反应器6的外侧，进气管101的出气口 104与进气导管102相连通，进气导管102插设于反应器6的杯体607中。进气管101可以采用导热性极佳的紫铜管，以增强环境温度对进气管101内气体的热传导。预热组件5包括预热水管501，预热水管501上从预热进水口 502导入热源水，该热源水可以来源于一个热源水容器503中，预热水管501上开有按一定规律分布的细小孔，该孔形成朝向进气管101的喷孔，预热水管501内的热水从这些细小孔喷射到进气管101上，同时也将进气管101四周的水温加热。工作原理:将煤样放置于反应器6内，反应器6放置于水浴组件4内。反应器6的导热系数极低，且通过加热组件7使水浴组件4中水的温度与反应器6内煤样温度的温差保持在一个极小范围内，进入反应器6的氧气在进入反应器6前被预热组件5预热到与煤样相同的温度，通过这些措施使煤样在试验时处于一个绝热环境中。 在煤样温度由室温上升至40度前，通过气路系统1、预热组件5使煤样的温升均由外界热量所致，自身不发生氧化积热。通过控制系统3使整个实验过程实现完全自动化。以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围 。
权利要求
1.一种绝热式自燃测试设备，其特征在于，包括水浴组件(4)、加热组件(7)、预热组件(5)、反应器(6)、气路系统(I)以及控制系统(3)，所述反应器(6)用来盛装待检测的煤样并置于水浴组件(4)中，所述加热组件(7)与水浴组件(4)相连通并对水浴组件(4)中的水环境进行加热，所述反应器(6)通过气路系统(I)与外部供气部件相连通，所述气路系统(I)上设置有预热组件5。
2.根据权利要求1所述的绝热式自燃测试设备，其特征在于，所述反应器(6)包括杯体(607)和密封盖(606),所述密封盖(606)盖设于杯体(607)的开口端，所述密封盖(606)上设有进气接头(610)和排气接头(609)。
3.根据权利要求2所述的绝热式自燃测试设备，其特征在于，所述杯体(607)上还设有一螺纹盖(604)，所述螺纹盖(604)与杯体(607)之间采用螺纹配合，所述螺纹盖(604)压在密封盖(606)的边缘处。
4.根据权利要求2所述的绝热式自燃测试设备，其特征在于，所述进气接头(610)处设有进气测温件(603 )，所述排气接头(609 )处设有排气测温件(602 )，在所述杯体(607 )内还设有煤中测温件(605)，所述煤中测温件(605)、进气测温件(603)、排气测温件(602)与控制系统(3)相连。
5.根据权利要求1或2或3所述的绝热式自燃测试设备，其特征在于，所述加热组件(7)包括加热腔(701)、热水泵(703)以及安装于加热腔(701)内的加热棒(702)，所述加热腔(701)上开设有过水接头(704)，所述加热腔(701)通过过水接头(704)以及连接管与水浴组件(4)相连通；所述水浴组件(4)包括水浴腔(401)、搅拌泵(402)、包裹于反应器(6)外侧的搅拌管(403)，所述水浴腔(401)通过过水接头(704)以及连接管与加热腔(701)连通，所述水浴腔(401)充满水介质，所述反应器(6)放置于水浴腔(401)中；所述搅拌泵(402)与搅拌管(403)连通。
6.根据权利要求5所述的绝热式自燃测试设备，其特征在于，所述搅拌泵(402)的入口端设置混合器(404)，所述水浴腔(401)上设置溢水管(405)并通过溢水管(405)与加热腔(701)连通。
7.根据权利要求5所述的绝热式自燃测试设备，其特征在于，所述水浴腔(401)内设置水浴腔测温件(406)，在所述加热腔(701)中设置加热腔测温件(705)，所述水浴腔测温件(406)、加热腔测温件(705)均与控制系统(3)相连。
8.根据权利要求1或2或3所述的绝热式自燃测试设备，其特征在于，所述气路系统(I)包括进气管(101)和进气导管(102)，所述进气管(101)经进气口( 103)与外部供气部件相连通，所述进气管(101)的出气口( 104)与进气导管(102)相连通，所述进气导管(102)插设于反应器(6)中；所述预热组件(5)包括预热水管(501)，所述预热水管(501)上从预热进水口(502)导入热源水，所述预热水管(501)上开有朝向进气管(101)的喷孔。
9.根据权利要求2或3或4所述的绝热式自燃测试设备，其特征在于，所述反应器(6)还包括一导向定位固定机构，所述导向定位固定机构包括导向机构(611)、底架(612)和托架(61 3)，所述反应器(6)通过导向机构(611)置于托架(613)内，所述托架(613)卡入底架(612)中。
全文摘要
本发明公开了一种绝热式自燃测试设备，包括水浴组件、加热组件、预热组件、反应器、气路系统以及控制系统，所述反应器用来盛装待检测的煤样并置于水浴组件中，所述加热组件与水浴组件相连通并对水浴组件中的水环境进行加热，所述反应器通过气路系统与外部供气部件相连通，所述气路系统上设置有预热组件。本发明具有结构简单紧凑、成本低廉、操作简便、自动化程度高、测试精度高等优点。
文档编号G01N25/22GK103235004SQ20131014138
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者朱先德, 李冬军, 方伟, 王芹, 毛仲, 蔡敏 申请人:湖南三德科技股份有限公司