一种全自动粉尘爆炸演示仪的制作方法

本发明属于粉尘爆炸技术领域，具体涉及一种全自动粉尘爆炸演示仪。

背景技术：

粉尘爆炸：指可燃性粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源(明火或高温)火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和压力，系统的能量转化为机械能以及光和热辐射，具有很强的破坏力。因此粉尘爆炸是工业安全生产的重要危险源之一。

1987年哈尔滨亚麻厂，亚麻粉尘爆炸，58人死亡，受伤177人，直接经济损失882万元。

2010年2月秦皇岛发生玉米淀粉爆炸，19人死亡，49人受伤。

2012年8月浙江瓯海在生产作业时铝粉尘爆炸，13人死亡，15人受伤。

2014年4月江苏如皋市发生硬脂酸粉尘爆炸，8人死亡，9人受伤。

2014年8月江苏昆山市铝粉尘爆炸，146人死亡,91人受伤。直接经济损失3.51亿元。

2015年6月台湾游乐园演出过程中因抛洒玉米淀粉，遇高温照明灯发生爆炸，12人死亡，516人受伤，其中有4名大陆女游客。

这些粉尘爆炸事故，使我们再次认识到现代工业粉尘爆炸的危险性，因此，如何正确认识所处理的工业粉尘是否会发生粉尘爆炸，对企业加强防范具有重要的现实意义。

现有技术中，粉尘爆炸演示仪大多数都是采用手动控制来操作粉尘爆炸演示，手动操作因速度较慢，瞬时速度较小，不能够及时出发粉尘着火点，成功率较低。经过调研发现，目前粉尘爆炸演示仪的演示效果均不太理想，有的演示仪演示效果成功率较低，市场上也很难找到一款较理想的产品。本发明专利正是基于这一思想和现状研发的。它通过专门设计和近百次的试验，可以直观的演示粉尘爆炸的场景和危险性，同时具有非常高的安全、可靠性，已广泛的应用到教学和企业的安全培训中，已得到了有关部门的关注和认可。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中粉尘爆炸演示仪的自动化低，演示时成功率比较低，而且效果不理想的缺点，而提出的一种全自动粉尘爆炸演示仪。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种全自动粉尘爆炸演示仪，包括不间断电源、空压机、储气瓶、亚克力演示器筒体、泄压盖板、箱体支架和总电源开关，所述不间断电源通过导线与总电源开关电性连接，所述空压机上安装有压力继电器，压力继电器与总电源开关电性连接，所述空压机安装在箱体支架的内部，且空压机通过连接管路与单向阀的进气端连通，所述单向阀的出气口通过连接管路分别与常闭电磁阀的进气口和储气瓶的输气端连通，所述常闭电磁阀通过连接管路与演示器喷嘴连通，所述演示器喷嘴设置在亚克力演示器筒体的底部，所述亚克力演示器筒体的上端安装有高压脉冲点火器，高压脉冲点火器与芯片电性连接，芯片与总电源开关电性连接，所述泄压盖板盖在亚克力演示器筒体的上端，且所述泄压盖板通过纤维绳越过箱体支架与配重块连接，所述泄压盖板上安装有水银式触点开关，所述水银式触点开关通过导线与声光报警器电性连接，所述声光报警器和语音播报器安装在箱体支架的上端。

优选的，所述水银式触点开关通过导线与语音播报器电性连接。

优选的，所述空压机上安装有压力继电器，压力继电器与总电源开关电性连接。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种全自动粉尘爆炸演示仪，与现有技术相比，本发明通过压力继电器控制空压机快速空压空气，而且储气瓶能够存储已经具有一定压力的空气，因此，能够满足粉尘爆炸的要求，使亚克力演示器筒体内部的粉尘能够快速均匀的向亚克力演示器筒体内扩散，当高压脉冲点火器点火时，粉尘能够聚集着火达到爆炸的目的；同时，由于热量动力学原理得知，该设置有配重块的泄压盖板能够迅速掀起来，通过水银式触点开关能够使其声光报警器报警，得知该演示成功，因此，本发明自动化以及智能化程度高，演示成功率高，能够时刻播报粉尘爆炸的原理以及如何预防粉尘爆炸等安全知识。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的电路控制原理图；

图4为本发明的不间断电源电路图；

图5为本发明的空压机控制原理图；

图6为本发明的高压脉冲点火器控制原理图；

图7为本发明的语音播报器电路图。

图中：1不间断电源、2空压机、3压力继电器、4单向阀、5常闭电磁阀、6储气瓶、7连接管路、8演示器喷嘴、9亚克力演示器筒体、10高压脉冲点火器、11泄压盖板、12水银式触点开关、13配重块、14声光报警器、15语音播报器、16箱体支架、17总电源开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-7所示的一种全自动粉尘爆炸演示仪，包括不间断电源1、空压机2、储气瓶6、亚克力演示器筒体9、泄压盖板11、箱体支架16和总电源开关17，所述不间断电源1通过导线与总电源开关17电性连接，所述空压机2上安装有压力继电器3，压力继电器3与总电源开关17电性连接，所述空压机2安装在箱体支架16的内部，且空压机2通过连接管路7与单向阀4的进气端连通，所述单向阀4的出气口通过连接管路7分别与常闭电磁阀5的进气口和储气瓶6的输气端连通，所述常闭电磁阀5通过连接管路7与演示器喷嘴8连通，所述演示器喷嘴8设置在亚克力演示器筒体9的底部，所述亚克力演示器筒体9的上端安装有高压脉冲点火器10，高压脉冲点火器10与555芯片电性连接，555芯片与总电源开关17电性连接，所述泄压盖板11盖在亚克力演示器筒体9的上端，且所述泄压盖板11通过纤维绳越过箱体支架16与配重块13连接，所述泄压盖板11上安装有水银式触点开关12，所述水银式触点开关12通过导线与声光报警器14电性连接，所述水银式触点开关通过导线与语音播报器电性连接，所述声光报警器14和语音播报器15安装在箱体支架16的上端。

工作过程：演示前先将200g干燥淀粉倒入亚克力演示器筒体9下部并将演示器喷嘴8覆盖。本发明由不间断电源1供电，当需要演示时，按下总电源开关17由不间断电源1供电，启动空压机2，空压机2输出的气体经管路给储气瓶6供气，当压力值达到预设值后，压力继电器3自动断开，空压机2工作停止；内部以555芯片为核心的逻辑控制电路自动启动接通高压脉冲点火器10点火放电，产生高压火花，逻辑控制电路会自动开启常闭电磁阀51秒，后自动关闭；储气瓶6内的压缩气体经连接管道7输送到亚克力演示器筒体9的下部入口处的演示器喷嘴8内喷出气体，气体压力将桶内干燥面粉吹起形成浓度极高的粉尘云，与高压脉冲点火器10释放的电火花接触引发爆炸；气体迅速膨胀推动演示器筒体9上部的泄压盖板11向上运动；泄压盖板11尾部预安装的水银式触电开关12内部的水银在配重块13拉动流动，泄压盖板11翻起水银式触点开关12内的水银将电路接通，触发声光报警器14发出报警信号，同时触发语音播报器15播报器播报粉尘爆炸的形成、原理及如何预防、消除事故发生等的语音课件，本发明的演示过程全部实现自动化，达到模拟演示之目的。

如图4-7所示，本发明的电气控制原理：该智能程控粉尘爆炸演示仪，为确保动作的准确无误，因此其电气控制部分采用了以原始的高压脉冲点火器10并对脉冲进行0-99的计数，并从其计数中解码，取出需要的程序数。用以驱动直流放大器，带动继电器并由单稳态电路保持继电器的动作。其精准在于：当启动后数字程序到位后，并不进行下一步点火动作，而由空气储罐的压力信号和时序信号同时到达后由“与”门掌控。

其具体描述：总电源送电后由电源模块向系统送电，仪器处于“准备”程序。按“启动”后，同时也是“置0”，仪器即启动了“计数”程序。也同时启动了单稳态触发器的延时程序并启动空压机2开始泵气加压。该延时设计为50-60s(可调)，当达到需要的设定压力0.05mpa时，发出电讯号，送入“与”门，即：压力，时序“50”到达时启动电磁阀，由单稳态延时1秒，电磁阀的启动“1秒”，向仪器内吹入空气，被空气吹起的淀粉与空气的混合物遇到高压放电的明火，此时即发生了爆燃，达到了本仪器演示的目的。爆燃时喷出的火焰将仪器的泄压盖板11掀翻，联动了电信号，传出电信号送入下一程序，并与时序信号“56”汇合，“与”门启动语音播报。当时序99到来时周期结束。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。