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原文传递一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置及使用方法

专利名称：	一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置及使用方法
摘要：	本发明涉及一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置及使用方法，该装置包括试验管道、阻隔装置、进气装置、点火装置、动态数据采集装置、数据处理分析系统。试验管道由预混燃烧管道和冲击感应管道组成，甲烷气瓶和空气瓶提供试验瓦斯所需浓度；由电火花点火器控制点火探针引爆预混燃烧管道内预混气体；由动态数据采集装置采集通过阻隔装置前后的压力、温度试验数据和火焰传播图像，并传入数据处理分析系统进行定量研究。本发明通过更换阻隔装置中不同缠绕数目和材质的金属丝网，分析阻隔装置对瓦斯爆炸冲击波衰减情况和火焰减弱效果，验证阻隔装置抑制瓦斯爆炸冲击波和火焰传播的性能，为提高瓦斯爆炸阻隔爆能力，解决效率低下提供新方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	辽宁工程技术大学
发明人：	张春;张馨尹
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-20T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311213785.6
公开号：	CN117110097A
分类号：	G01N3/313;G01M7/08;G;G01;G01N;G01M;G01N3;G01M7;G01N3/313;G01M7/08
申请人地址：	123000 辽宁省阜新市细河区中华路47号
主权项：	1.一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置，其特征在于，包括试验管道、阻隔装置、进气装置、点火装置、动态数据采集装置、数据处理分析系统，所述的试验管道由高密度钢化玻璃制成，内表面涂有防爆涂料，在管道内部通过法兰盘固定安装有塑料薄膜；所述的塑料薄膜将试验管道分隔为预混燃烧管道和冲击感应管道。 2.根据权利要求1所述的一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置，其特征在于，所述的阻隔装置安装在冲击感应管道中心位置，由金属丝网、支撑杆、固定支架和底座组成；所述的金属丝网呈螺旋状紧密缠绕在支撑杆表面；通过改变所述阻隔装置中金属丝网缠绕的圈数(100圈/200圈/300圈)和金属丝网的材质(铝/镍/铜)，使阻隔装置对瓦斯爆炸产生的冲击波和火焰呈现不同的减弱效果，便于研究分析阻隔装置对瓦斯爆炸冲击波衰减和火焰减弱效果的影响。 3.根据权利要求1所述的一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置，其特征在于，所述的进气装置由甲烷气瓶、空气瓶、供气管道、进气阀门、流量计和压力表组成；所述的甲烷气瓶和空气瓶提供试验瓦斯所需浓度；所述的流量计、压力表和进气阀门用于控制进气口处气体流量大小。 4.根据权利要求1所述的一种快速减弱管道瓦斯爆炸冲击波的装置，其特征在于，所述的点火装置包括点火探针和电火花点火器；点火探针安装于预混燃烧管道顶部中心位置，且针尖位于管道截面的中心位置，这样可以保证混合气体充分燃烧，便于观察火焰燃烧情况；当瓦斯浓度达到实验要求后，由电火花点火器控制点火探针点火，引导预混燃烧管道内的混合气体发生爆炸。 5.根据权利要求1所述的一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置，其特征在于，所述的动态数据采集装置包括压力传感器、温度传感器和高速摄像机；所述的压力传感器和温度传感器，串联安装在在冲击感应管道的顶部和底部；所述的高速摄像机置于冲击感应管道外部，用于拍摄通过阻隔装置前后的火焰变化图像；所述的动态数据采集装置采集实验数据，并将数据存入数据处理分析系统中。 6.根据权利要求1所述的一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置，其特征在于，所述的数据处理分析系统包括数据转换器和数据处理器，用于对动态数据采集装置采集到的温度、压力数据及火焰图像进行定量研究，得出阻隔装置中金属丝网最佳的缠绕数目和材质，可以使瓦斯爆炸产生的冲击波快速衰减、火焰温度快速下降。 7.一种检测管道瓦斯爆炸阻隔装置性能的实验装置，其具体步骤如下：步骤一、确定实验方案，包括确定瓦斯爆炸的浓度范围，评估阻隔装置的响应时间，并确定需要采集哪些试验参数进行数据分析；步骤二、调试测试软件，并标定安装传感器和高速摄像机，以确保测试动态数据采集装置能够准确地记录实验数据；在冲击感应管道内安装调试阻隔装置；步骤三、向试验管道通入管道4倍体积的甲烷和空气的混合气体，从而排尽管道内原有的空气并检查装置气密性；开启真空泵对试验管道进行抽真空，达到所需真空度后关闭真空泵，用塑料薄膜将试验管道分为预混燃烧管道和冲击感应管道，并用法兰盘进行固定；步骤四、将试验管道与进气装置连接，打开进气阀门，向预混燃烧管道内充入所需体积分数的甲烷-空气预混气体后，按顺序关闭甲烷气瓶、空气瓶和进气阀门；开启电动搅拌泵对预混燃烧管道内的预混气体进行充分搅拌，工作15min后关闭电动搅拌泵；步骤五、启动动态数据采集装置，使动态数据采集装置处于采集待触发状态；启动电火花点火器，控制点火探针将混合气体点燃；步骤六、混合气体发生爆炸后产生的冲击波冲破塑料薄膜，并在冲击感应管道内快速传播，期间触发动态数据采集装置进行压力、温度信号采集，并拍摄火焰图像，将数据输送至数据处理分析系统；步骤七、保存温度数据、压力数据和摄像机拍摄的爆炸火焰图片；打开出口泄压阀门，启动真空泵，进行高压通风换气并将管道内有毒有害气体和废物排出；步骤八、切断所有电源，改变金属丝网缠绕的数目(100圈/200圈/300圈)和金属丝网的材质(铝/镍/铜)，按上述步骤三至步骤七进行下一次实验；步骤九、按照设计目的，分析瓦斯爆炸阻隔装置前后传感器的数据及拍摄获得的图像信息，判断阻隔装置中不同缠绕数目和材质的金属丝网对瓦斯爆炸冲击波衰减情况和火焰减弱效果，验证阻隔装置抑制瓦斯爆炸冲击波和火焰传播的性能。
所属类别：	发明专利