一种测量铝粉尘云最低着火温度的装置及测量方法与流程

本发明属于铝粉尘云最低着火温度的测试技术领域，具体涉及一种测量铝粉尘云最低着火温度的装置及测量方法。

背景技术：

微米及纳米铝粉在工业生产中得到了广泛应用，但由于其性质活泼、燃烧率高，防护不当便会造成致命的、毁灭性的爆炸事故。随着粉尘爆炸事故逐渐增加，粉尘爆炸的危害性逐步受到重视，测量各种铝粉燃爆的参数有助于防治这种风险。

粉尘云最低着火温度是指悬浮状态下的粉尘颗粒在外界能量激发条件下，发生突变时的最低温度，粉尘燃烧爆炸敏感参数之一。目前，国际上针对粉尘云最低着火温度的测试方法已有相应的测试标准和测试装置，主要用来评价粉尘云与热表面接触时着火燃烧的难易程度，也是用来确定设备最高允许表面温度的重要参数。但这些设备内壁普采用石英内壁做成。如申请号201610372627.9公开了一种粉尘云着火温度测试装置及确定粉尘云着火温度的方法，其包括加热炉，加热炉内设有带石英盖的石英管，所述石英管通过连接管与粉室连接，粉室通过单向电磁阀与储气罐连接，储气罐通过闸阀与第一泵连接，第一泵通过橡胶管分别与带有流量表的氧气源和带有流量表的氮气源连接；连接管上设有第二泵和第一测压计；所述储气罐上设有第二测压计；石英盖上设有泄压口。由于其加热炉内部为石英内壁，石英内壁在高温下可以与铝粉反应影响实验的进行，因此，有必要对现有设备进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种测量铝粉尘云最低着火温度的装置及测量方法，通过对加热炉进行改进，使得测量铝粉尘云最低着火温度成为可能。

本发明的任务之一在于提供一种测量铝粉尘云最低着火温度的装置，其采用了如下技术方案：

一种测量铝粉尘云最低着火温度的装置，其包括温度控制单元、反应单元及原料供应单元，所述的原料供应单元包括装样室、氮气瓶及储气室，所述的储气室的底端连接有第一管路，所述的第一管路上连接有阀门，所述的氮气瓶位于所述储气室的顶端，当打开所述阀门时，所述氮气瓶内的氮气进入储气室；

所述的反应单元包括加热炉，所述的加热炉内壁采用不锈钢材质；

所述的装样室内放置有铝粉，所述的装样室的一端通过第二管路与所述的储气室连接，另一端通过第三管路与所述的加热炉的顶部连接，在所述的第二管路上还设置有电磁阀；

所述的温度控制单元用于对加热炉内的温度进行控制，并且，所述的加热炉与温度控制单元之间连接有热电偶。

作为本发明的一个优选方案，所述的温度控制单元具有升温功能和降温功能，所述的降温功能是通过向加热炉内通入液氮的方式降低其温度。

作为本发明的另一个优选方案，所述的装样室采用自动称量式设计。

本发明的另一任务在于提供一种测量铝粉云最低着火温度的方法，依次包括以下步骤：

a、通过所述的温度控制单元将加热炉内温度升高至所需温度；

b、将一定量的铝粉装入所述的装样室内，通过设定好的质量来控制每次喷入加热炉内的质量；

c、开启氮气瓶阀门通入一定压力的氮气，并控制气体压力的大小；

d、打开电磁阀按钮，将铝粉喷入加热炉，并观察铝粉是否着火。

与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：

本发明的加热炉采用不锈钢内壁，防止了铝粉与内壁反应；温度控制单元除了自动升温功能，还可以通过向加热炉内注入液氮的方式降低其温度，另外，装样室可自动称量，使实验更加准确高效。

与现有技术相比，本发明测量装置降低了实验误差，可以减少实验间歇时间。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明测量铝粉尘云最低着火温度的装置的结构示意图；

图中，1、温度控制单元，2、热电偶，3、加热炉，4、加热炉内壁，5、装样室，6、电磁阀，7、压力表，8、储气室，9、阀门，10、氮气瓶。

具体实施方式

本发明提出了一种测量铝粉尘云最低着火温度的装置及测量方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

如图1所示，本发明一种测量铝粉尘云最低着火温度的装置，包括温度控制单元1、反应单元及原料供应单元，原料供应单元包括装样室5、氮气瓶10及储气室8，储气室8的底端连接有第一管路，第一管路上连接有阀门9，氮气瓶10位于储气室8的顶端，当打开阀门9时，氮气瓶内的氮气进入储气室8；反应单元包括加热炉3，加热炉内壁4采用不锈钢材质，现有技术中的加热炉内壁通常采用石英材质，其在高温下可以与铝粉发生反应，从而影响铝粉尘云最低着火温度的测试，而将加热炉内壁设置为不锈钢材质，装样室5内放置有铝粉，测量之前，根据计算好的质量称量好相应的铝粉加入到装样室内，装样室如可以设计为自动加入，借鉴现有技术的自动称量模块，将每次加入的铝粉计算好输入相应的指令，即可实现自动加入，装样室的一端通过第二管路与储气室连接，另一端通过第三管路与加热炉的顶部连接，在第二管路上还设置有电磁阀6；温度控制单元用于对加热炉内的温度进行控制，并且，加热炉与温度控制单元之间连接有热电偶2，热电偶2可以直接测量温度。

作为本发明的一个优选方案，上述的温度控制单元具有升温功能和降温功能，升温功能通过现有技术中的加热装置对其进行升温，降温功能是通过向加热炉内通入液氮的方式降低其温度。

一种测量铝粉尘云最低着火温度的方法，其采用上述装置，具体方法包括以下步骤：

第一步、通过温度控制单元将加热炉内温度升高至所需温度；

第二步、将一定量的铝粉装入所述的装样室内，通过设定好的质量来控制每次喷入加热炉内的质量；

第三步、开启氮气瓶阀门通入一定压力的氮气，并控制气体压力的大小；

第四步、打开电磁阀按钮，将铝粉喷入加热炉，并观察铝粉是否着火。

现结合具体实施例对本发明做详细说明。

实施例1：

下面结合具体实施例对本发明进行详细地描述，实验条件为设定好的一组，这些条件可以根据实验需求进行改变。

打开温度控制单元1，将温度设置为600℃，等待温度控制单元1上示数稳定在600℃后；

将干燥好的铝粉称量10g，放置于装样室5中；设置好装样室5内喷入加热炉3内铝粉的质量1g；

打开氮气瓶的阀门，使氮气进入储气室8内，通过压力表7调节压力至0.06mpa；

按下温度控制单元1上的电磁阀6的按钮，使铝粉喷入加热炉3内，观察加热炉3内是否产生火焰来判断是否着火。

进行下次实验时，打开温度控制单元1中的自动冷却系统，使加热炉3降温，清理加热炉3内生成物即可开始进行下次实验。

本发明中未述及的部分借鉴现有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员所做出的任何等同方式，或明显变型方式均应在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种测量铝粉尘云最低着火温度的装置及测量方法，属于铝粉尘云最低着火温度的测试技术领域。其包括温度控制单元、反应单元及原料供应单元，原料供应单元包括装样室、氮气瓶及储气室，储气室的底端连接有第一管路，第一管路上连接有阀门，氮气瓶位于储气室的顶端，当打开阀门时，氮气瓶内的氮气进入储气室；反应单元包括加热炉，加热炉内壁采用不锈钢材质；装样室的一端通过第二管路与储气室连接，另一端通过第三管路与加热炉的顶部连接；温度控制单元用于对加热炉内的温度进行控制，并且，加热炉与温度控制单元之间连接有热电偶。本发明装置使用不锈钢内壁，避免了铝粉与石英反应，使测量铝粉最低着火温度成为可能。

技术研发人员：陈海燕;姚庆国;刘浩;张延松;张兴旭;孟祥豹;张新燕
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：2019.04.11
技术公布日：2019.08.06