可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置及测试方法

本发明属于工业粉尘爆炸防护，特别涉及可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置及测试方法。

背景技术：

1、粉体过程工业中超过70％的粉体物质具有可燃性，这意味着绝大多数的涉粉企业存在粉尘爆炸风险。为评价可燃粉尘的爆炸风险，国内外颁布了成套的粉尘云爆炸性测试标准，用于测试分析可燃粉尘云在实际生产工况下的爆炸危险性。如gb/t 16429-1996、astm e1491-2006测试粉尘云在高热表面作用下被引燃的最低表面温度，cei iec 61241-2-3-1994、astm e2019-200测试粉尘云被电气火花引燃的敏感性，gb/t 16426-1996、bs en14034-2-2006测试粉尘云被引燃后的爆炸压力及压力上升速率。上述关于可燃粉尘着火爆炸危险性的测试方法及装置均采用一次气流喷吹的形式，形成可燃性粉尘云。除此之外，在实际工业生产过程中，还存在另外一种形成可燃粉尘云的方式，即附着在壁面上可燃粉尘由于热辐射、振动等原因脱附后，依靠重力掉落形成粉尘云，这种易附着可燃粉尘的壁面工况广泛存在于粉尘涉爆企业的除尘器、储粉仓、粉尘作业车间等场所。

2、但是，目前关于可燃粉尘壁面脱附过程中的爆炸危险性，尚无特定系统性的标准测试方法及配套装置。上述gb/t 16429-1996等现有关于可燃粉尘云的测试标准所对应的粉尘云形成工况，均未涉及以壁面脱落形成的可燃粉尘云。论文《初始湍流对粉尘爆炸影响的实验研究》，分散方式对粉尘云的湍流度影响较大，进而对可燃粉尘着火爆炸危险性产生严重影响。也就是说，现有的测试装置及方法无法实现获得实际生产中以壁面脱落形成的可燃粉尘云的爆炸危险性，为此提出可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置及测试方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置及测试方法，可以测试分析粉尘粒径、壁面材质及粗糙度等因素对壁面吸附粉尘能力的影响规律，在此基础上确定吸附粉尘脱落成云后的着火爆炸特性，具有测试安全性高的特点。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，包括装置本体、喷粉系统以及点火装置；所述装置本体底端与喷粉系统连接，装置本体的防爆玻璃上安装有点火装置。

4、所述装置本体包括框架，框架由角钢依次连接组成四分之一圆柱体框架，框架底端通过安装四分之一直角扇形板进密封，扇形板上开设有靠近直角一侧的容器安装通孔，在容器安装通孔处安装有位于框架外侧的可折叠容器，可折叠容器底端与喷粉系统的粉尘喷头连接，框架的圆弧部分安装有防爆玻璃，框架的两侧面以及顶面安装有被测试壁面，且通过组合框架的角钢的直角限制位置形成四分之一空心圆柱体空间，防爆玻璃上分别开设泄爆口和用于供点火装置点火端穿过的通孔，且在防爆玻璃上安装有微型振动器。

5、所述喷粉系统包括空气压缩机，所述空气压缩机通过管路依次与气包、分气罐及喷嘴组件连接，所述气包与分气罐之间安装有电磁脉冲阀和手动减压阀，电磁脉冲阀与脉冲控制仪连接，分气罐与喷吹管组件之间安装有单向阀。

6、所述喷吹管组件包括喷吹管、喷嘴以及它们之间的连接器，所述喷吹管一端与单向阀出口连接，另一端与通过连接器与喷嘴连接，所述喷嘴上安装有散射器，喷嘴设置于可折叠容器底部且与可折叠容器底部的开口连接。

7、所述点火装置采用电火花发生器或氮化硅点火棒两种点火方式。

8、所述框架外侧安装有高速摄像机和红外线热像仪，高速摄像机和红外线热像仪与防爆玻璃正对。

9、可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，对不同壁面吸附粉尘能力及附着粉尘着火测试方法，包括以下步骤：

10、步骤1：将所需要测试的某种材质的壁面制作成两个长方形壁面与四分之一圆的扇形壁面，将待测壁面用毛刷清理干净后用电子天平测出每一块壁面的原始质量，然后安装于框架的两个侧面和顶面上，并用t型螺栓和螺母将长方形壁面和扇形壁面固定在框架上；

11、步骤2：将装置本体内用毛刷清理干净然后开启喷粉系统向可折叠容器内加入的待测粉体；

12、步骤3：开启喷粉系统，通过脉冲控制仪设定喷气频率与时间，等悬浮粉尘降落消失后，取下测试壁面，用电子天平测出每块被测壁面吸附粉尘后的质量，并计算每块壁面吸附粉尘的质量用于评价壁面吸附粉尘的能力；

13、步骤4：再次将测试壁面安装至原位，在底部可折叠容器内加装定量测试粉体；开启喷粉系统，使壁面吸附粉尘达到饱和，然后关闭喷粉系统，等悬浮粉尘降落消失；

14、步骤5：当点火装置的点火端穿过防爆玻璃上的通孔至预定位置，并接通电源；观察壁面上的脱落粉尘是否能够被引燃。

15、本发明的技术效果为：

16、该装置首先应具有测试壁面吸附粉尘荷载的能力，在此前提下测试壁面附着粉尘由于堆积粉尘火灾载荷、振动等诱因脱落形成粉尘云后，被引燃的爆炸危险性。该测试方法及装置不仅具备壁面吸附粉尘能力的测试分析，也可进行壁面附着粉尘脱落后爆炸危险性的分级评价，同时具备操作安全的特点。因此很有必要系统测试分析不同壁面吸附粉尘能力，以及壁面可燃粉尘脱附后形成粉尘云的爆炸危险性，完善现有关于可燃粉尘着火爆炸危险性的测试工况，弥补现有可燃粉尘着火测试的空白。

技术特征：

1.一种可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，其特征在于，包括装置本体、喷粉系统以及点火装置；所述装置本体底端与喷粉系统连接，装置本体的防爆玻璃上安装有点火装置。

2.根据权利要求1所述的一种可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，其特征在于：所述装置本体包括框架，框架由角钢依次连接组成四分之一圆柱体框架，框架底端通过安装四分之一直角扇形板进密封，扇形板上开设有靠近直角一侧的容器安装通孔，在容器安装通孔处安装有位于框架外侧的可折叠容器，可折叠容器底端与喷粉系统的粉尘喷头连接，框架的圆弧部分安装有防爆玻璃，框架的两侧面以及顶面安装有被测试壁面，且通过组合框架的角钢的直角限制位置形成四分之一空心圆柱体空间，防爆玻璃上分别开设泄爆口和用于供点火装置穿过的通孔，且在防爆玻璃上安装有微型振动器。

3.根据权利要求1所述的一种可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，其特征在于：所述喷粉系统包括空气压缩机，所述空气压缩机通过管路依次与气包、分气罐及喷嘴组件连接，所述气包与分气罐之间安装有电磁脉冲阀和手动减压阀，电磁脉冲阀与脉冲控制仪连接，分气罐与喷吹管组件之间安装有单向阀。

4.根据权利要求3所述的一种可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，其特征在于：所述喷吹管组件包括喷吹管、喷嘴以及它们之间的连接器，所述喷吹管一端与单向阀出口连接，另一端与通过连接器与喷嘴连接，所述喷嘴上安装有散射器，喷嘴设置于可折叠容器底部且与可折叠容器底部的开口连接。

5.根据权利要求1所述的一种可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，其特征在于：所述点火装置采用电火花发生器或氮化硅点火棒两种点火方式。

6.根据权利要求1所述的一种可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，其特征在于：所述框架外侧安装有高速摄像机和红外线热像仪，高速摄像机和红外线热像仪与防爆玻璃正对。

7.根据权利要求1所述的一种可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置，对不同壁面吸附粉尘能力及附着粉尘着火测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
可燃粉尘壁面脱附过程爆炸危险性的测试装置及测试方法，属于工业粉尘爆炸防护技术领域，包括装置本体、喷粉系统以及点火装置；所述装置本体底端与喷粉系统连接，装置本体的防爆玻璃上安装有点火装置。该装置首先应具有测试壁面吸附粉尘荷载的能力，在此前提下测试壁面附着粉尘由于堆积粉尘火灾载荷、振动等诱因脱落形成粉尘云后，被引燃的爆炸危险性。该测试方法及装置不仅具备壁面吸附粉尘能力的测试分析，也可进行壁面附着粉尘脱落后爆炸危险性的分级评价，同时具备操作安全的特点。

技术研发人员：李畅,于双齐,邓志君,阎卫东,苑春苗,武丹丹
受保护的技术使用者：沈阳建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15