测定蓄热氧化高温条件下瓦斯爆炸下限的装置及方法与流程

本发明涉及煤矿安全领域，特别涉及一种测定蓄热氧化高温条件下瓦斯爆炸下限的装置及方法。

背景技术：

目前国内外测定高温条件下瓦斯爆炸下限的方法一般是升温密闭容器内的瓦斯后，用点火花点火，然后通过“观察火焰”或“点火前后压力差”来判断爆炸与否。然而采用这种传统的方法不能测得700℃以上高温条件下瓦斯的爆炸下限，无法保证测验的精确性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种测定蓄热氧化高温条件下瓦斯爆炸下限的装置及方法，能测得900℃以上高温条件下瓦斯的爆炸下限，提高测定范围，保证测验的精确性。

本发明的测定蓄热氧化高温条件下瓦斯爆炸下限的装置，包括用于对空气或瓦斯加热的加热装置和设置在加热装置上的传感器组件，所述加热装置包括外墙和设置在外墙内的加热组件，所述外墙中心设有供空气或瓦斯流通且贯穿的流道，所述流道中部具有直径大于流道的扩径段形成加热腔，所述加热组件位于加热腔内，所述加热组件包括自外向内依次设置的内墙和蓄热陶瓷，所述内墙内壁上设置有用于对蓄热陶瓷加热的电加热器，所述蓄热陶瓷中心设有与流道连通的通气孔，所述传感器组件包括用于对加热腔内压力进行检测的压力传感器和用于对加热腔内温度进行检测的温度传感器。

进一步，所述内墙外壁与加热腔内壁之间设置有保温层。

进一步，所述保温层为由陶瓷纤维板层和高铝陶瓷纤维板层构成的双层结构。

进一步，所述蓄热陶瓷位于加热腔中心，且蓄热陶瓷外壁与内墙之间通过耐火胶泥密封。

进一步，所述蓄热陶瓷为两个，且两个蓄热陶瓷沿加热腔轴向并排设置，两个蓄热陶瓷之间通过耐火胶泥密封固定。

进一步，所述通气孔的轴线与流道的轴线重叠。

进一步，所述外墙外表面设置有外壳，所述外壳采用钢材制成，所述外墙和内墙均为耐火砖。

进一步，所述压力传感器和温度传感器均垂直设置在外墙上，且压力传感器和温度传感器分别位于外墙两侧，所述压力传感器为两个，两个压力传感器沿轴向对称设置在加热腔轴向两端处，所述蓄热陶瓷位于两个压力传感器之间；所述温度传感器为七个，且所述温度传感器为s分度号温度传感器。

本发明还提供了一种测定蓄热氧化高温条件下瓦斯爆炸下限的方法，包括以下步骤：

a.预热加热装置内的蓄热陶瓷到指定的温度，对加热腔抽真空，抽完真空后向加热腔内通入空气，空气从蓄热陶瓷的通气孔通过，被高温的通气孔孔壁加热到试验温度，同步记录空气进入蓄热陶瓷的通气孔前的压力p0和空气通过蓄热陶瓷的通气孔后的压力p1；

b.预热加热装置内的蓄热陶瓷到指定的温度，对加热腔抽真空，抽完真空后向加热腔内通入瓦斯，瓦斯从蓄热陶瓷的通气孔通过，被高温的通气孔孔壁加热到试验温度，同步记录瓦斯进入蓄热陶瓷的通气孔前的压力p0’和瓦斯通过蓄热陶瓷的通气孔后的压力p2；

c.对比p1和p2，并结合软密封端破裂与否，判定是否爆炸，若判定为不爆炸，则温度不变，提升通入瓦斯的浓度，重复试验；若判定为爆炸，则改变温度，进行下次试验。

进一步，步骤a中空气进入蓄热陶瓷的通气孔前的压力p0和步骤b中瓦斯进入蓄热陶瓷的通气孔前的压力p0’相等；步骤c中瓦斯浓度的提升量为0.1％。

本发明的有益效果：本发明的测定蓄热氧化高温条件下瓦斯爆炸下限的装置及方法，通过设置加热装置和传感器组件，使用时，首先，预热加热装置内的蓄热陶瓷到指定的温度，对加热腔抽真空，抽完真空后向加热腔内通入空气，空气从蓄热陶瓷的通气孔通过，被高温的通气孔孔壁加热到试验温度，同步记录空气进入蓄热陶瓷的通气孔前的压力p0和空气通过蓄热陶瓷的通气孔后的压力p1；其次，预热加热装置内的蓄热陶瓷到指定的温度，对加热腔抽真空，抽完真空后向加热腔内通入瓦斯，瓦斯从蓄热陶瓷的通气孔通过，被高温的通气孔孔壁加热到试验温度，同步记录瓦斯进入蓄热陶瓷的通气孔前的压力p0’和瓦斯通过蓄热陶瓷的通气孔后的压力p2；最后，对比p1和p2，并结合软密封端破裂与否，判定是否爆炸，若判定为不爆炸，则温度不变，提升通入瓦斯的浓度，重复试验；若判定为爆炸，则改变温度，进行下次试验，从而使本发明能够测定900℃以上高温条件下瓦斯的爆炸下限，提高测定范围，保证测验的精确性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的试验流程图。

具体实施方式

如图1和图2所示，图1中箭头所示方向为流体流动方向：本实施例的测定蓄热氧化高温条件下瓦斯爆炸下限的装置，包括用于对空气或瓦斯加热的加热装置和设置在加热装置上的传感器组件，所述加热装置包括外墙1和设置在外墙1内的加热组件，所述外墙1中心设有供空气或瓦斯流通且贯穿的流道3，所述流道3中部具有直径大于流道3的扩径段形成加热腔，所述加热组件位于加热腔内，所述加热组件包括自外向内依次设置的内墙4和蓄热陶瓷5，所述内墙4内壁上设置有用于对蓄热陶瓷5加热的电加热器6，所述蓄热陶瓷5中心设有与流道3连通的通气孔，所述传感器组件包括用于对加热腔内压力进行检测的压力传感器7和用于对加热腔内温度进行检测的温度传感器8，通过设置外墙1、内墙4以及加热组件，能够测定900℃以上高温条件下瓦斯的爆炸下限，使用时，首先，预热加热装置内的蓄热陶瓷到指定的温度，对加热腔抽真空，抽完真空后向加热腔内通入空气，空气从蓄热陶瓷的通气孔通过，被高温的通气孔孔壁加热到试验温度，同步记录空气进入蓄热陶瓷的通气孔前的压力p0和空气通过蓄热陶瓷的通气孔后的压力p1；其次，预热加热装置内的蓄热陶瓷到指定的温度，对加热腔抽真空，抽完真空后向加热腔内通入瓦斯，瓦斯从蓄热陶瓷的通气孔通过，被高温的通气孔孔壁加热到试验温度，同步记录瓦斯进入蓄热陶瓷的通气孔前的压力p0’和瓦斯通过蓄热陶瓷的通气孔后的压力p2；最后，对比p1和p2，并结合软密封端破裂与否，判定是否爆炸，若判定为不爆炸，则温度不变，提升通入瓦斯的浓度，重复试验；若判定为爆炸，则改变温度，进行下次试验。本实施例中，外墙1的流道3的进口端内设置有封堵块12，所述封堵块12的中心沿轴向设有与流道3连通的进气孔2，通过设置进气孔2，以限制空气或瓦斯的通入量，保证流体稳定的通入，且封堵块采用陶瓷纤维或高铝陶瓷纤维材料制成，具有良好的保温效果且耐热性好；流道3的出口端设置有用于与外部仪器连接的连接接头，以便于与外部仪器连接，方便使用。

本实施例中，所述内墙4外壁与加热腔内壁之间设置有保温层，以保证加热腔内具有恒定的温度。

本实施例中，所述保温层为由陶瓷纤维板层9和高铝陶瓷纤维板层10构成的双层结构，隔热保温性能好，且支撑强度高，使用安全可靠。

本实施例中，所述蓄热陶瓷5位于加热腔中心，且蓄热陶瓷5外壁与内墙4之间通过耐火胶泥密封，使流体只能从通气孔中流过，保证气密封性能，提高测验精确性。

本实施例中，所述蓄热陶瓷5为两个，且两个蓄热陶瓷5沿加热腔轴向并排设置，两个蓄热陶瓷5之间通过耐火胶泥密封固定，以保证流体具有足够的加热温度，提高测验准确性。

本实施例中，所述通气孔的轴线与流道3的轴线重叠，以保证流体流动的一致性，便于气体流动，保证测验效果。

本实施例中，所述外墙1外表面设置有外壳2，所述外壳11采用钢材制成，提高防护效果；所述外墙1和内墙4均为耐火砖，耐热性能好，支撑强度高，以满足测验需求。

本实施例中，所述压力传感器7和温度传感器8均垂直设置在外墙1上，且压力传感器7和温度传感器8分别位于外墙1两侧，所述压力传感器7为两个，两个压力传感器7沿轴向对称设置在加热腔轴向两端处，所述蓄热陶瓷5位于两个压力传感器7之间，通过设置两个压力传感器7，能够分别检测流体进入蓄热陶瓷5前和经蓄热陶瓷5加热后的压力；所述温度传感器8为七个，且所述温度传感器8为s分度号温度传感器8，用于实时检测加热腔内温度，且精确度高，保证了检测准确性。

本发明还提供了一种测定蓄热氧化高温条件下瓦斯爆炸下限的方法，包括以下步骤：

a.预热加热装置内的蓄热陶瓷5到指定的温度，对加热腔抽真空，抽完真空后向加热腔内通入空气，空气从蓄热陶瓷5的通气孔通过，被高温的通气孔孔壁加热到试验温度，同步记录空气进入蓄热陶瓷5的通气孔前的压力p0和空气通过蓄热陶瓷5的通气孔后的压力p1；

b.预热加热装置内的蓄热陶瓷5到指定的温度，对加热腔抽真空，抽完真空后向加热腔内通入瓦斯，瓦斯从蓄热陶瓷5的通气孔通过，被高温的通气孔孔壁加热到试验温度，同步记录瓦斯进入蓄热陶瓷5的通气孔前的压力p0’和瓦斯通过蓄热陶瓷5的通气孔后的压力p2；

c.对比p1和p2，并结合软密封端破裂与否，判定是否爆炸，若判定为不爆炸，则温度不变，提升通入瓦斯的浓度，重复试验；若判定为爆炸，则改变温度，进行下次试验。

本实施例中，步骤a中空气进入蓄热陶瓷5的通气孔前的压力p0和步骤b中瓦斯进入蓄热陶瓷5的通气孔前的压力p0’相等；步骤c中瓦斯浓度的提升量为0.1％。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。