[发明专利]混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置及方法

说明书

本发明公开了混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置及方法，爆炸测试装置包括爆炸仓、储粉罐、清洗置换气气瓶、压缩气气瓶以及真空泵，真空泵通过管道与爆炸仓连通，清洗置换气气瓶通过管道与爆炸仓连通，清洗置换气气瓶通过管道与储粉罐连通，储粉罐通过气粉两相阀与爆炸仓连通，各管道上布置有控制通断的电磁阀，储粉罐和爆炸仓分别通过管道连通有气体无害化处理装置。在爆炸前通过清洗置换气气瓶使爆炸仓和储粉罐中获得可燃气体或惰性气体与氧化性气体均匀混合的环境，通过粉尘分散喷嘴获得空间分布均匀的粉尘云，从而模拟出粉尘爆炸特征参数的精准测试环境。本发明结构合理、步骤严谨，可广泛应用于粉尘爆炸研究技术领域。

技术领域

本发明涉及粉尘爆炸研究技术领域，特别是混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置及方法。

背景技术

工业生产中，经常会遇到飞扬的粉尘与可燃气混合，遇到明火而发生爆炸，如煤粉和甲烷的混合。同时，为了降低粉尘的爆炸风险，也通常采用惰性气体对粉尘环境进行惰化，降低爆炸风险，为此，需要对以上复杂工况条件下粉尘爆炸特征参数进行定量研究。然而，传统的20L爆炸测试装置存在以下明显的不足：一、没有提出分散环境中气体清洗置换功能，无法有效开展在可燃气体或惰化气体与氧化性气体均匀预混条件下粉尘爆炸特征参数的测试试验；二、基于传统反弹喷嘴的粉尘分散的空间分布具有明显不均匀的特点，对于不同物化性质粉尘，存在不同的偏好路径，与形式浓度存在较大的偏差，导致粉尘爆炸特征参数，如最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率以及最小爆炸浓度等测试结果的置信度降低，给工贸行业中粉尘爆炸风险评估、爆炸防护装置的设计及应用带来了严重的潜在安全风险。

发明内容

本发明的目的，在于提供混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置及方法，基于以上不足，本发明实现了在粉尘分散前爆炸仓和储粉罐内的可燃气体或惰性气体与氧化性气体均匀混合的环境，形成了均匀的粉尘云，提高了可燃爆粉尘爆炸特征参数测试的置信度。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

混合气环境中均匀分布粉尘云的爆炸测试装置，包括爆炸仓、储粉罐、清洗置换气气瓶、压缩气气瓶以及真空泵，真空泵通过管道与爆炸仓连通，清洗置换气气瓶通过管道与爆炸仓连通，清洗置换气气瓶通过管道与储粉罐连通，储粉罐通过气粉两相阀与爆炸仓连通，各管道上布置有控制通断的电磁阀，储粉罐和爆炸仓分别通过管道连通有气体无害化处理装置。

进一步，所述爆炸仓的底部安装有粉尘分散喷嘴，储粉罐经气粉两相阀通向粉尘分散喷嘴，粉尘分散喷嘴包括碗形反弹结构和喷嘴结构，喷嘴结构包括导通结构和分散结构，分散结构位于导通结构的上方，导通结构位于碗形反弹结构底部的中部，分散结构位于碗形反弹结构内，导通结构的上部布置有用于安装分散结构的支架，支架将导通结构的出口分成多个气粉分散出口，气粉从各气粉分散出口喷至分散结构的外表面。

进一步，所述分散结构包括反弹板和锥形嘴，锥形嘴上大下小，锥形嘴与导通结构相通，反弹板为一环形板，反弹板布置在锥形嘴的上部。

进一步，所述锥形嘴的尖部安装在支架的中部，支架的中部成型有第三气孔，气粉经第三气孔从锥形嘴进入爆炸仓。

进一步，所述碗形反弹结构包括左半部结构和右半部结构，左半部结构上用于与右半部结构拼接处成型有条形凸起，右半部结构上用于与左半部结构拼接处成型有条形凹槽，左半部结构上成型有左半圆形腔，右半部结构上成型有右半圆形腔，导通结构的上部位于左半圆形腔和右半圆形腔组成的圆形腔中，左半圆形腔和右半圆形腔的侧壁均成型有环形凸起，导通结构的上部成型有环形凹槽。

进一步，所述左半部结构的外壁具有两个左卡块，两个左卡块分别位于左半部结构外壁相对的位置上，右半部结构的外壁具有两个右卡块，两个右卡块分别位于右半部结构外壁相对的位置上，拼接时，两个左卡块分别对应两个右卡块，对应的左卡块和右卡块拼接成燕尾型凸起，并通过两个燕尾槽卡块分别将两个燕尾型凸起固定。