[发明专利]煤自燃发火过程中高温阶段光谱测试试验系统及方法

摘要

本发明公开了一种煤自燃发火过程中高温阶段光谱测试试验系统，包括恒温炉、煤样罐、恒温炉升降机构、供气系统和温度控制柜；恒温炉包括恒温炉炉体、恒温炉炉盖、炉膛和加热单元；煤样罐由罐体和罐盖组成，罐体的中部设置有煤样罐石英玻璃观测孔；恒温炉升降机构包括支撑框架、升降机、电机、轴转向器、第一传动轴、第二传动轴和升降座，支撑框架上安装有四根导向柱；供气系统包括空气气源、干燥管、稳压阀、气体质量流量计和预热管；本发明还公开了一种煤自燃发火过程中高温阶段光谱测试试验方法。本发明设计新颖合理，实现方便，使用操作方便，温度控制精确，能够真实地反映煤自燃高温条件下的煤样分子结构变化情况，实用性强，便于推广使用。

主权项

一种煤自燃发火过程中高温阶段光谱测试试验系统，其特征在于：包括恒温炉(1)和设置在恒温炉(1)内且用于放置煤样(13)的煤样罐(14)，以及恒温炉升降机构、供气系统和温度控制柜(21)；所述恒温炉(1)包括立方体形状的恒温炉炉体(23)和设置在所述恒温炉炉体(23)上方的恒温炉炉盖(22)，所述恒温炉炉盖(22)上设置有第一通孔(5)，所述第一通孔(5)上设置有用于密封第一通孔(5)的堵头，所述恒温炉炉盖(22)与所述恒温炉炉体(23)闭合后的所述恒温炉炉体(23)内部空间为炉膛(4)，所述炉膛(4)内四个侧面上和炉膛(4)内底部均设置有加热单元(12)，所述恒温炉炉体(23)上设置有恒温炉石英玻璃观测孔(26)，所述恒温炉炉体(23)包括位于所述炉膛(4)外侧的陶瓷纤维层(27)、位于陶瓷纤维层(27)外侧的碳钢层(2)和位于碳钢层(2)外侧的不锈钢层(3)，所述陶瓷纤维层(27)与碳钢层(2)之间设置有第一间隙(6)，所述碳钢层(2)与不锈钢层(3)之间设置有第二间隙(50)，所述第一间隙(6)为真空间隙；所述煤样罐(14)由通过螺栓密闭连接的罐体和罐盖(15)组成，所述罐体的中部设置有煤样罐石英玻璃观测孔(11)，所述罐体由内层罐体(8)和外层罐体(7)构成，所述内层罐体(8)和外层罐体(7)之间的间隙内设置有进气管(9)，所述进气管(9)的下端穿入内层罐体(8)内部，所述进气管(9)的上端伸出到内层罐体(8)和外层罐体(7)之间的间隙外部，所述罐盖(15)上设置有下端伸入内层罐体(8)内部的出气管(10)，所述进气管(9)的上端和出气管(10)的上端均从第一通孔(5)穿出到所述恒温炉炉体(23)外部；所述恒温炉升降机构包括支撑框架(28)和分别安装在支撑框架(28)下部左右两侧中间位置处的两个升降机(29)，所述支撑框架(28)的下部后侧安装有用于带动两个升降机(29)同步运动的电机(30)，所述支撑框架(28)的下部后侧左拐角处和右拐角处均安装有轴转向器(31)，两个所述升降机(29)分别通过两根第一传动轴(32)与两个轴转向器(31)连接，两个所述轴转向器(31)分别通过两根第二传动轴(33)与电机(30)的输出轴连接，两个所述升降机(29)上固定连接有升降座(34)，所述温度控制柜(21)和所述恒温炉炉体(23)均安装在升降座(34)顶部，所述恒温炉炉盖(22)悬挂设置在支撑框架(28)的顶部且位于所述恒温炉炉体(23)的正上方，所述支撑框架(28)上安装有分别位于升降座(34)的四个角位置处且用于对升降座(34)的升降进行导向的四根导向柱(35)，所述支撑框架(28)上安装有用于对升降座(34)上升到极限位置进行限位的上限位开关(36)和用于对升降座(34)下降到极限位置进行限位的下限位开关(37)；所述恒温炉升降机构上安装有观测头正对恒温炉石英玻璃观测孔(26)设置的紫外分析仪(38)；所述供气系统包括依次连接的空气气源(16)、干燥管(17)、稳压阀(18)、气体质量流量计(19)和预热管(20)，所述进气管(9)的上端与预热管(20)连接；所述温度控制柜(21)内设置有控制器(39)、煤样罐内温度温控表(40)和煤样罐外温度温控表(41)，所述控制器(39)、煤样罐内温度温控表(40)和煤样罐外温度温控表(41)均通过电源开关(42)与电源(43)连接，所述煤样罐内温度温控表(40)的输入端接有用于对所述煤样罐(14)内部温度进行实时检测的第一测温探头(24)，所述煤样罐外温度温控表(41)的输入端接有用于对所述煤样罐(14)外部温度进行实时检测的第二测温探头(25)，所述第一测温探头(24)和第二测温探头(25)均设置在所述恒温炉炉体(23)的侧壁上，所述第一测温探头(24)伸入煤样罐(14)内部，所述煤样罐内温度温控表(40)的输出端接有可控硅(44)，所述加热单元(12)与可控硅(44)的输出端连接，所述煤样罐外温度温控表(41)的输出端接有超温指示灯(45)；所述上限位开关(36)和下限位开关(37)均与控制器(39)的输入端连接，所述控制器(39)的输入端还接有上升控制按钮(46)和下降控制按钮(47)，所述控制器(39)的输出端接有电机驱动器(48)，所述电机(30)与电机驱动器(48)的输出端连接。