[发明专利]一种模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置及其控制方法，其中装置包括：爆炸反应容器，以及通过阀门与所述爆炸反应容器连通的惰性气体储气瓶、甲烷储气瓶和真空泵；所述教学装置还包括点火控制器、点火电极、多个传感器、数据采集模块和模拟效果显示屏；所述点火电极接入爆炸反应容器内部与爆炸介质接触，并且所述点火电极还与爆炸反应容器外部的点火控制器连接；所述多个传感器接入爆炸反应容器内部，并与爆炸反应容器外部的数据采集模块和模拟效果显示屏连接，用于将采集数据输送到数据采集模块并显示在模拟效果显示屏上。本发明利用抽真空的方式，可抽取爆炸反应容器内的空气，进而按照设定瓦斯浓度可快速配制瓦斯爆炸反应的瓦斯浓度。

技术领域

本发明涉及瓦斯灾害防治与利用领域，尤其涉及一种模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置及其控制方法。

背景技术

现有模拟煤矿井下巷道内瓦斯或瓦斯-煤尘爆炸的实验演示装置，满足了对模拟煤矿井下巷道内瓦斯、瓦斯-煤尘爆炸的实验演示装置的需求。向爆炸腔体内注入甲烷气体和煤尘，当爆炸腔体内的压力值与外部大气压力相等时，高能点火柜控制爆炸腔体上的点火电极点火，从而实现瓦斯、瓦斯-煤尘的爆炸实验，爆炸后的气体等通过瓦斯爆炸扩散管路、瓦斯爆炸扩散支路扩散出去。压力传感器和火焰传感器实时监测爆炸时的瓦斯爆炸扩散管路内的压力和火焰，并将压力和火焰参数发送至高速数据采集器，并储存在高能点火柜中。

现有的模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置存在以下缺点：

(1)仅能通过压力或温度传感器获取相应数据，后续分析数值；不能直接观察到瓦斯爆炸模拟效果图。

(2)现有装置配气过程繁琐，多种气体混合时，需要多次更换气源进行配气，并且配气误差较大。

(3)装置结构单一，数据采集以单一采集超压、温度、火焰为主，少见联合采集更未见噪音采集。

(4)现有装置不能分析瓦斯爆炸后爆炸容器内的残余气体组分。

(5)装置体积偏大，操作繁杂，浪费大量实验用气或其他材料，危险性偏高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中的至少一部分缺陷，提供一种模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置，包括：爆炸反应容器，以及通过阀门与所述爆炸反应容器连通的惰性气体储气瓶、甲烷储气瓶和真空泵；所述教学装置还包括点火控制器、点火电极、多个传感器、数据采集模块和模拟效果显示屏；所述点火电极接入所述爆炸反应容器内部与爆炸介质接触，并且所述点火电极还与所述爆炸反应容器外部的点火控制器连接；所述多个传感器接入所述爆炸反应容器内部，并与所述爆炸反应容器外部的数据采集模块和模拟效果显示屏连接，用于将采集数据输送到数据采集模块并显示在所述模拟效果显示屏上。

在根据本发明所述的模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置中，优选地，所述惰性气体储气瓶包括氮气储气瓶和/或二氧化碳储气瓶。

在根据本发明所述的模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置中，优选地，所述惰性气体储气瓶和甲烷储气瓶均为带有体积刻度的活塞式储气瓶，其中每个活塞式储气瓶包括：瓶体、活塞、推柄、气体阀门、密封圈和挡扣；所述活塞通过密封圈与所述瓶体内壁密闭接触，且所述活塞底端设有推柄，所述瓶体上沿轴上分布有刻度；所述挡扣设置于所述瓶体底部用于对所述活塞进行阻挡；所述气体阀门设置于所述瓶体的瓶口。

在根据本发明所述的模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置中，优选地，所述模拟效果显示屏包括：火焰变化曲线显示屏、噪声变化曲线显示屏、温度变化曲线显示屏、压力变化曲线显示屏和压力分贝数值显示屏。

在根据本发明所述的模拟瓦斯爆炸效果现代化教学装置中，优选地，所述教学装置还包括通过进样阀门与所述爆炸反应容器连通的气相色谱仪。