一种受限空间气体燃爆扰流测试装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种受限空间气体燃爆扰流测试装置，其特征在于：由若干截面为矩形的板管构成一个密封的测试腔体，内部设置脉冲点火装置，腔壁上设置有进气管，预混燃气储罐，板管顶部开设有障碍插槽其中设置有扰流障碍物，在板管顶部还设置有传感器插口，传感器插口中安装有动压传感器、动温传感器或火焰传感器，均通过信号处理装置与PLC控制系统连接。本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型提供了一种便于拆卸的用于测试在受限空间中障碍物对气体燃爆扰流的影响的装置，通过对板管数量的控制和对扰流障碍物的更换，能够测试多种情况下的受限空间内气体燃爆扰流情况，可对管道结构设计和抑爆措施的提出提供技术支持和参考。
【专利说明】
一种受限空间气体燃爆扰流测试装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及安全科学与工程实验设备技术领域，尤其涉及的是受限空间气体燃爆扰流测试装置。
【背景技术】
[0002]在城市暗渠和油气管道中存在各类不同形状的障碍物，它们的存在对管道内可燃气体的燃爆具有加速及扰流影响，在严重的情况下甚至会导致爆轰，产生极其严重的破坏，使人身、财产安全受到极大损失。构建受限空间气体燃爆扰流测试装置，研究各类障碍物对可燃气体燃爆特性及火焰传播过程的影响，为燃爆机理认识、事故调查、破坏效应分析、管道结构改进及抑爆措施的提出具有十分重要的意义。中国专利申请号201120399242.4的“一种可燃气体和蒸汽在高温高压下爆炸性测试装置”是为球形容器，结构简单，只能测定可燃气体的爆炸极限，并不能实际模拟管道中可燃气体的爆炸反应及传播过程。中国专利申请号201010278947.0的“可燃引爆混合气体自动配气及引爆测试装置”虽然提出了一种可燃混合气体配气引爆测试理念，但具体储气室构造，压力、温度测点分布及配气原理并无涉及。中国专利申请号201110370604.1的“一种狭长受限空间的火灾实验模拟装置”虽然构建了一种截面为方形的长方体装置来研究火灾轰燃，但装置耐压差，缺乏动态压力测量，无相应配气及泄压系统，并不适用于会产生压力波的气体爆炸研究。中国专利申请号200810246230.0的“一种采用细水雾抑制气体及粉尘爆炸的实验装置”采用长方柱体进行火灾燃烧试验，器壁采用有机玻璃材质，难以承受超压，并且未考虑障碍物存在情况下的火焰传播规律。
[0003]本实用新型的目的是提供一种用于测试受限空间中障碍物对气体爆炸特性和火焰传播过程影响的实验装置，通过障碍物设置、配气、点火、测量、采集、分析系统的集成，研究各类可燃气体在不同障碍物特性下的爆炸特性和反应过程机理，为管道设计、布置、抑爆设计及安全评价提供技术参考。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种一种受限空间气体燃爆扰流测试装置。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种受限空间气体燃爆扰流测试装置，其特征在于:受限空间气体燃爆扰流测试装置由若干截面为矩形的板管构成，板管之间通过法兰、螺栓和橡胶垫片密封连接，位于两端的板管朝外的一侧密封，构成一个密封的测试腔体，在测试腔体的首部设置脉冲点火装置，在测试腔体首部的腔壁上设置有进气管，进气管一端连接预混燃气储罐，另一端贯穿腔壁伸入测试腔体内，在进气管上设置有进气阀，板管顶部开设有障碍插槽，障碍插槽中设置有扰流障碍物，在板管顶部还设置有传感器插口，传感器插口设置在障碍插槽远离脉冲点火装置一侧，传感器插口中安装有动压传感器、动温传感器或火焰传感器，动压传感器、动温传感器或火焰传感器均通过信号处理装置与PLC控制系统连接。
[0006]作为对上述方案的进一步改进，在测试腔体尾部的腔壁上设置有抽气管和真空栗，抽气管一端插入测试腔体内另一侧与真空栗连接，在抽气管上还设置有真空阀。
[0007]作为对上述方案的进一步改进，在测试腔体尾部的腔壁上还设置有排气管，排气管上设置有排气阀。
[0008]作为对上述方案的进一步改进，扰流障碍物的截面外轮廓形状与尺寸与板管的截面形状与尺寸相一致。
[0009]作为对上述方案的进一步改进，在板管的侧面开设有防爆观察窗，防爆观察窗上安装有耐压防爆钢化玻璃，在防爆观察窗外部设置有高速摄像机，高速摄像机对准防爆观察窗拍摄。
[0010]作为对上述方案的进一步改进，扰流障碍物的截面形状呈中空形、栅栏形或网格形。
[0011]本实用新型相比现有技术具有以下优点:本实用新型提供了一种便于拆卸的用于测试在受限空间中障碍物对气体燃爆扰流的影响的装置，通过对板管数量的控制和对扰流障碍物的更换，能够测试多种情况下的受限空间内气体燃爆扰流情况，可对管道结构设计和抑爆措施的提出提供技术支持和参考。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型结构不意图。
[0013]图2是截面为中空形的扰流障碍物的示意图。
[0014]图3是截面为栅栏形的扰流障碍物的示意图。
[0015]图4是截面为网格形的扰流障碍物的示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0017]—种受限空间气体燃爆扰流测试装置，由若干截面为矩形的板管14构成，板管14之间通过法兰10、螺栓16和橡胶垫片17密封连接，位于两端的板管14朝外的一侧密封，构成一个密封的测试腔体，在测试腔体的首部设置脉冲点火装置3，在测试腔体首部的腔壁上设置有进气管2，进气管2—端连接预混燃气储罐I另一端贯穿腔壁伸入测试腔体内，在进气管2上设置有进气阀21，板管14顶部开设有障碍插槽4，障碍插槽4中设置有扰流障碍物5，在板管14顶部还设置有传感器插口 7，传感器插口 7设置在障碍插槽4远离脉冲点火装置3—侧，传感器插口 7中安装有动压传感器、动温传感器或火焰传感器，动压传感器、动温传感器或火焰传感器均通过信号处理装置8与PLC控制系统9连接。通过使用若干个板管14组合的设计，方便装置的调整，使之能够模拟多种情况下的气体燃爆扰流情况;通过设置障碍插槽4，并在其中插入扰流障碍物5，能够方便对于各种复杂情况的模拟;动压传感器、动温传感器或火焰传感器用于记录爆炸过程中各位置的压力、温度、火焰速度;配气、点火、测量、采集、分析系统的集成，能够研究各类可燃气体在不同障碍物特性下的爆炸特性和反应过程机理，为管道设计、布置、抑爆设计及安全评价提供技术参考。
[0018]在测试腔体尾部的腔壁上设置有抽气管11和真空栗12，抽气管11一端插入测试腔体内另一侧与真空栗12连接，在抽气管11上还设置有真空阀111。抽气管11和真空栗12的设计，能够将测试腔体内的气体抽干，减小测试误差，尽可能的提供精确地测试数据。
[0019]在测试腔体尾部的腔壁上还设置有排气管15，排气管15上设置有排气阀151。排气管15的设计能够在一次试验后快速排放废气，使装置能够尽快进入下一次测试。
[0020]扰流障碍物5的截面外轮廓形状与尺寸与板管14的截面形状与尺寸相一致。
[0021]在板管14的侧面开设有防爆观察窗6，防爆观察窗6上安装有耐压防爆钢化玻璃，在防爆观察窗6外部设置有高速摄像机13，高速摄像机13对准防爆观察窗6拍摄。火焰在障碍物前后的高速摄像图片和流场测定结果进行分析，能够研究障碍物对气体燃爆的扰流影响。
[0022]扰流障碍物5的截面形状呈中空形、栅栏形或网格形。为了测试的需要，可根据需要更改中空形扰流障碍物5的尺寸研究不同阻塞面积的扰流影响，改变栅栏形扰流障碍物5的栅栏数量和宽度来进行扰流研究，还可以根据需要改变网格形扰流障碍物5的网格大小来进行扰流研究。
[0023]扰流实验主要分为两个阶段。第一阶段主要测量无扰流障碍物5时的动压、动温及火焰传播变化。首先根据示意图连接各仪器设备，检查各管道法兰10接口、进气阀21、排气阀151、真空阀111、传感器插口 7、防爆观察窗6与器壁连接处等位置的密封性，查看是否存在破损。封堵障碍物安装槽后检查封堵效果，关闭进气阀21和排气阀151，打开真空阀111，启动真空栗12将管道内气体抽真空，之后关闭真空栗12和真空阀111，打开进气阀21，将预混气冲入管道达到指定压力后关闭阀门。启动脉冲点火装置3、高速摄像机13和信号处理装置8，待燃爆结束后，打开排气阀151将尾气排入回收装置，等压力降到大气压后关闭排气阀151，打开真空阀111和真空栗12抽真空，待测试腔体内气体排空后关闭真空栗12和真空阀111，打开排气阀151，让管道恢复到大气压力，同时做好数据及高速影像的记录存储。
[0024]第二阶段主要测量插入扰流障碍物5时的动压、动温及火焰传播变化。根据需要从三类扰流障碍物5中选择合适的障碍物插入障碍插槽4并固定好，其他步骤同第一阶段，分别记录不同障碍物条件下的压力、温度、火焰数据及高速影像。同未插入扰流障碍物5时的数据进行对比分析，即可得到障碍物对预混可燃气的爆炸特性及火焰传播过程的影响。
[0025]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种受限空间气体燃爆扰流测试装置，其特征在于:所述受限空间气体燃爆扰流测试装置由若干截面为矩形的板管构成，所述板管之间通过法兰、螺栓和橡胶垫片密封连接，位于两端的板管朝外的一侧密封，构成一个密封的测试腔体，在测试腔体的首部设置脉冲点火装置，在测试腔体首部的腔壁上设置有进气管，进气管一端连接预混燃气储罐另一端贯穿腔壁伸入测试腔体内，在进气管上设置有进气阀，所述板管顶部开设有障碍插槽，所述障碍插槽中设置有扰流障碍物，在板管顶部还设置有传感器插口，所述传感器插口设置在障碍插槽远离脉冲点火装置一侧，所述传感器插口中安装有动压传感器、动温传感器或火焰传感器，所述动压传感器、动温传感器或火焰传感器均通过信号处理装置与PLC控制系统连接。2.如权利要求1所述一种受限空间气体燃爆扰流测试装置，其特征在于:在测试腔体尾部的腔壁上设置有抽气管和真空栗，所述抽气管一端插入测试腔体内另一侧与真空栗连接，在抽气管上还设置有真空阀。3.如权利要求2所述一种受限空间气体燃爆扰流测试装置，其特征在于:在测试腔体尾部的腔壁上还设置有排气管，所述排气管上设置有排气阀。4.如权利要求1所述一种受限空间气体燃爆扰流测试装置，其特征在于:所述扰流障碍物的截面外轮廓形状与尺寸与所述板管的截面形状与尺寸相一致。5.如权利要求1所述一种受限空间气体燃爆扰流测试装置，其特征在于:在板管的侧面开设有防爆观察窗，防爆观察窗上安装有耐压防爆钢化玻璃，在防爆观察窗外部设置有高速摄像机，所述高速摄像机对准防爆观察窗拍摄。6.如权利要求1所述一种受限空间气体燃爆扰流测试装置，其特征在于:所述扰流障碍物的截面形状呈中空形、栅栏形或网格形。
【文档编号】G01M9/00GK205643223SQ201620319741
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】陈国鑫, 王正, 赵祥迪, 袁纪武, 李磊
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院