一种可燃气体爆炸传播规律模拟试验装置的制作方法

本发明属于可燃气体爆炸传播模拟的技术领域，具体涉及一种可燃气体爆炸传播模拟实验装置。

背景技术：

工业生产和生活中使用的天然气、液化石油气等都属于可燃气体，可燃气体使用起来清洁、方便，已普遍被应用于工业生产和家庭生活中。但同时，其火灾危险性也日益显现。在生产生活中因气体泄漏而造成可燃气体爆炸，可导致生命财产损伤严重。造成可燃气体爆炸事故的原因多数都是因为气体泄漏未被及时发现，遇到明火而发生的气体爆炸。另外，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，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射，同样具有很强的爆炸破坏力。

在火灾救援中，往往伴随着气体、粉尘的泄露和爆炸，因此，需要针对性的进行气体爆炸规律研究，提高救援水平和安全性。通过建立透明管道气体、粉尘爆炸试验装置，模拟可燃性气体、粉尘发生的管道燃烧、爆炸现象，使企业员工切身感受火灾爆炸的危险后果，提高员工安全意识；同时，可通过试验，提出防治火灾爆炸危险的安全措施，提高石油化工企业生产安全水平。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种可燃气体爆炸传播模拟实验装置，该模拟实验装置可实现爆炸过程中温度变化、压力变化、传播速度的实时监测，为有效评价爆炸规模、研究爆炸规律、提高救援效率提供依据。

本发明的技术方案是：

一种可燃气体爆炸传播规律模拟试验装置，包括带有若干透明观察窗的实验钢制管道，该钢制管道至少包括一段充气段管道、多段观察段管道和泄压段管道，该钢制管道固定设置在支架上，所述的充气段管道、观察段管道和泄压段管道相邻段之间通过密封法兰进行密封连接。

所述的充气段管道一端用封头密封，另一端通过密封法兰与观察段管道连接，所述的充气段管道上靠近封头一侧上方开有充气口，靠近封头一侧下方开有点火仓，点火仓通过管道与点火系统连接，所述充气口通过充气管与供气系统连接，所述的充气段管道上均匀分布若干个透明观察窗，所述每个透明观察窗下方固定安装有可实时拍摄爆炸过程中管道内部的场景的摄像系统。

所述的观察段管道一端通过密封法兰与充气段管道连接，另一端通过与密封法兰相同的法兰与另一个与观察段管道相同的管道连接，或者直接与泄压段管道连接，所述的观察段管道上均匀分布若干个透明观察窗，所述每个透明观察窗下方固定安装有可实时拍摄爆炸过程中管道内部的场景的摄像系统。

所述的泄压段管道一端通过与密封法兰相同的法兰和观察段管道连接，另一端由泄压阀密封，所述的泄压段管道上均匀分布若干个透明观察窗，所述每个透明观察窗下方固定安装有可实时拍摄爆炸过程中管道内部的场景的摄像系统。

所述的充气段管道上部固定安装有若干个压力传感器，所述的观察段管道上部固定安装有若干个压力传感器，所述的泄压段管道上部固定安装有若干个压力传感器，相邻的压力传感器之间间距为200mm～2000mm。

所述的充气段管道底部安装有若干个温度传感器，所述的观察段管道底部安装有若干个温度传感器，所述的泄压段管道底部安装有若干个温度传感器，相邻的温度传感器之间间距为200mm～2000mm。

所述的模拟实验装置还包括有控制系统平台，所述的供气系统、点火系统、压力传感器、温度传感器、摄像系统和泄压阀分别与控制系统平台连接。

具体的，相邻的透明观察窗之间间距为200mm～2000mm，所述的透明观察窗3由熔融石英制成，并且与管道之间无缝隙连接。

具体的，所述的观察段管道与充气段管道的管径相同。

具体的，所述的泄压阀通过泄压管与保压阀连接。

具体的，所述的供气系统包括多个混合增压泵，多个增压泵能够实现多组分气体的混合压缩。

具体的，所述的泄压阀，通过泄压管与保压阀连接。

具体的，控制系统平台包括数据存储系统，所述的压力传感器、温度传感器、摄像系统通过导线与数据存储系统连接实现数据的实时采集。

本发明的有益效果是：该爆炸传播规律模拟实验装置，采用若干段钢制管道组成试验管段，通过为试验管段提供所需压力、温度、组分的混合可燃介质，模拟工业管道的工况，并通过数据采集系统和摄像系统实施记录爆炸过程的场景变化，可作为易燃易爆介质工业管道爆炸规律研究装置和救援训练装置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

1充气段管道、2封头、3透明观察窗、4密封法兰、5充气口、6供气系统、7充气管、8控制系统平台、9数据存储系统、10点火系统、11支架、12压力传感器、13观察段管道、14温度传感器、15、摄像系统、16泄压阀、17泄压管、18保压阀、19点火仓、20泄压段管道。

具体实施方式

如图1所示一种可燃气体爆炸传播规律模拟试验装置的结构示意图，包括带有若干透明观察窗3的实验钢制管道，该钢制管道至少包括一段充气段管道1、多段观察段管道13和泄压段管道20，该钢制管道固定设置在支架11上，所述的充气段管道1、观察段管道13和泄压段管道20相邻段之间通过密封法兰4进行密封连接。

所述的充气段管道1一端用封头2密封，另一端通过密封法兰4与观察段管道13连接，所述的充气段管道1上靠近封头2一侧上方开有充气口5，靠近封头2一侧下方开有点火仓19，点火仓19通过管道与点火系统10连接，所述充气口5通过充气管7与供气系统6连接，所述的供气系统6包括多个混合增压泵，多个增压泵能够实现多组分气体的混合压缩，多个增压泵分别安装在不同可燃气体输送管道管口处，将不同可燃气体抽出来送入充气管7内。所述的充气段管道1上均匀分布若干个透明观察窗3，相邻的透明观察窗3之间间距为200mm～2000mm，所述的透明观察窗3由熔融石英制成，并且与管道之间无缝隙连接，所述每个透明观察窗3下方固定安装有可实时拍摄爆炸过程中管道内部的场景的摄像系统15。所述的充气段管道1上部固定安装有若干个压力传感器12，相邻的压力传感器之间间距为200mm～2000mm。所述的充气段管道1底部安装有若干个温度传感器14，相邻的温度传感器14之间间距为200mm～2000mm。

所述的观察段管道13一端通过密封法兰4与充气段管道1连接，另一端通过与密封法兰4相同的法兰与另一个与观察段管道13相同的管道连接，或者直接与泄压段管道20连接，所述的观察段管道13与充气段管道1的管径相同。所述的观察段管道13上均匀分布若干个透明观察窗3，相邻的透明观察窗3之间间距为200mm～2000mm，所述的透明观察窗3由熔融石英制成，并且与管道之间无缝隙连接，所述每个透明观察窗3下方固定安装有可实时拍摄爆炸过程中管道内部的场景的摄像系统15。所述的观察段管道13上部固定安装有若干个压力传感器12，相邻的压力传感器之间间距为200mm～2000mm。所述的观察段管道13底部安装有若干个温度传感器14，相邻的温度传感器14之间间距为200mm～2000mm。

所述的泄压段管道20一端通过与密封法兰4相同的法兰和观察段管道13连接，另一端由泄压阀16密封，所述的泄压阀16通过泄压管17与保压阀18连接。所述的泄压段管道20上均匀分布若干个透明观察窗3，相邻的透明观察窗3之间间距为200mm～2000mm，所述的透明观察窗3由熔融石英制成，并且与管道之间无缝隙连接，所述每个透明观察窗3下方固定安装有可实时拍摄爆炸过程中管道内部的场景的摄像系统15。所述的泄压段管道20上部固定安装有若干个压力传感器12，相邻的压力传感器之间间距为200mm～2000mm。所述的泄压段管道20底部安装有若干个温度传感器14，相邻的温度传感器14之间间距为200mm～2000mm。

所述的模拟实验装置还包括有控制系统平台8，控制系统平台8包括数据存储系统9，所述的供气系统6、点火系统10和泄压阀16分别与控制系统平台8连接，所述的压力传感器12、温度传感器14、摄像系统15通过导线与数据存储系统9连接实现数据的实时采集。

使用本发明提供的可燃气体爆炸传播规律模拟试验装置进行模拟实验的过程如下：

首先，打开供气系统7，将可燃气体输送如充气管7内，通过充气口5将可燃气体输送入钢制管道的不同段，压力传感器12、温度传感器14、摄像系统15实时监控充气段管道1、观察段管道13和泄压段管道20内的压力、温度情况及内部情况；

然后，当压力达到一定数值后，开启点火系统10，点火系统10点燃点火仓9内的可燃气体，点火仓9瞬间引燃钢制管道内的可燃气体；压力传感器12、温度传感器14、摄像系统15实时监控充气段管道1、观察段管道13和泄压段管道20内的压力、温度情况及内部情况，记录整个火灾发生开始时、火势最旺时、结束时的压力、温度情况，并通过摄像系统15监控管道内部情况，；

最后，记录完成之后，停止供气系统，打开泄压阀16进行泄压放气，直至管道内部没有火苗且压力正常为止。

本发明提供的实验装置通过为试验管段提供所需压力、温度、组分的混合可燃介质，模拟工业管道的工况，并通过数据采集系统和摄像系统实施记录爆炸过程的场景变化，可作为易燃易爆介质工业管道爆炸规律研究装置和救援训练装置

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。