[发明专利]一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置，其特征在于，包括煤尘喷射装置、点火装置、管体吹扫装置、弯管接头及分叉管接头，所述煤尘喷射装置通过管体与分叉管接头Ⅰ的第一接头连接，分叉管接头Ⅰ与煤尘喷射装置之间的管体上安装有点火装置，分叉管接头Ⅰ的第二接头和第三接头分别通过管体与弯管接头Ⅰ和弯管接头Ⅱ一端连接，另一端通过中间管体分别与弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ一端连接，弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ另一端分叉管接头Ⅱ的第二接头和第三接头连接，分叉管接头Ⅱ第一接头通过管体与管体吹扫装置连接，点火装置至管体吹扫装置之间的管体及中间管体上设置有传感器组。

2.根据权利要求1所述的一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置，其特征在于：两个所述中间管体之间设置有角联分支管，角联分支管通过支架导轨固定。

3.根据权利要求1所述的一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置，其特征在于：所述煤尘喷射装置包括煤尘扩散叶片、罩体、煤尘进料箱、煤尘进料控制阀、固定支架、电机、螺旋输送器、驱动轴及驱动轴支撑架，所述驱动轴支撑架底端设置有固定支架，驱动轴支撑架一端固定安装有电机，电机驱动轴贯穿驱动轴支撑架与螺旋输送器一端连接，驱动轴支撑架另一端与罩体连接，罩体内设置有煤尘扩散叶片，煤尘扩散叶片的旋转轴穿过驱动轴支撑架与螺旋输送器另一端连接，驱动轴支撑架空心圆柱段顶端设置有与其贯通连接的煤尘进料箱，煤尘进料箱外侧壁底端设置有煤尘进量控制阀，煤尘喷射装置的罩体另一端与管体连接，煤尘喷射装置用于向管道内以一定压力喷射煤尘，从而在点火装置作用下形成一次爆炸。

4.根据权利要求1所述的一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置，其特征在于：所述点火装置包括不锈钢套和点火电极，所述不锈钢套对称设置于管体顶端和管体底端，且在不锈钢套内孔安装有点火电极，点火电极的端部位于管体内，且两个点火电极正对设置。

5.根据权利要求1所述的一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置，其特征在于：所述管体吹扫装置包括第一隔膜阀、压力表、第二隔膜阀、煤尘收集罐、第三隔膜阀、分支管路及真空泵，所述分支管路分别与第一隔膜阀、第二隔膜阀及第三隔膜阀一端连接连接，且在分支管路上设置有压力表，第二隔膜阀另一端与煤尘收集罐连接，第三隔膜阀另一端与真空泵，第一隔膜阀另一端通过管体与分叉管接头Ⅱ第一接头连接，管体吹扫装置通过负压吸尘原理可收集角联管道内的残余煤尘。

6.根据权利要求1所述的一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置，其特征在于：所述传感器组包括压力传感器、火焰温度传感器及CO浓度传感器，所述压力传感器位于管体内壁顶部设置，CO浓度传感器位于管体内壁底部设置，且压力传感器与CO浓度传感器正对设置，压力传感器与CO浓度传感器之间设置有火焰温度传感器，火焰温度传感器、CO浓度传感器及压力传感器位于同一平面内。

7.根据权利要求1所述的一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在煤尘喷射装置的煤尘进料箱内加入试验需要的煤尘；启动煤尘喷射装置后，电机带动驱动轴、螺旋输送器、煤尘扩散叶片开始工作，打开煤尘进料箱的煤尘进量控制阀，煤尘从煤尘进料箱底部出口呈线状流到螺旋输送器上，并随着螺旋输送器被送入罩体，煤尘扩散叶片给罩体内的煤尘提供额外的动力并从罩体出口飞出，可在一定空间内形成具有一定浓度的悬浮煤尘云，通过点火装置提供足够的点火能，将形成的悬浮煤尘云点爆，从而让爆炸沿角联管道或并联管道传播下去；对于角联管道中分叉管接头Ⅰ分叉管接头Ⅱ、弯管接头Ⅰ、弯管接头Ⅱ、弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ的设计可实现煤尘爆炸沿分叉管接头Ⅰ分叉管接头Ⅱ、弯管接头Ⅰ、弯管接头Ⅱ、弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ传播；角联分支管是角联结构爆炸装置的标志性管道，将上下两条中间管体连通，由于角联分支管内气流的流动方向具有不确定性，因此可以在使用装置测试煤尘爆炸传播特性过程中，在角联分支管中铺设沉积煤尘，以此实现角联空间煤尘二次爆炸传播特性研究；对于并联管道中分叉管接头Ⅰ分叉管接头Ⅱ、弯管接头Ⅰ、弯管接头Ⅱ、弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ的设计可实现粉尘爆炸沿分叉管接头Ⅰ分叉管接头Ⅱ、弯管接头Ⅰ、弯管接头Ⅱ、弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ传播；并联分支管是上下两条互相连通的管道，因此可以在使用装置测试粉尘爆炸传播特性过程中，在并联中间管体中铺设沉积粉尘，以此实现并联空间粉尘二次爆炸传播特性研究；

步骤2，测试过程结束后，通过管体吹扫装置对管道内的残余煤尘进行清理；先关闭第一隔膜阀，打开第二隔膜阀和第三隔膜阀，然后启动真空泵；观察压力表的压力值，当压力表的压力值稳定时，先关闭第三隔膜阀，后打开第一隔膜阀，使残余煤尘充入煤尘收集罐。