[发明专利]一种煤尘爆炸特性试验系统及方法

权利要求书

1.一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述系统由高压气瓶（1）、减压阀（2）、电磁阀（3）、流量计（4）、三通（5）、漏斗（6）、阀门（7）、导管（8）、煤尘腔（9）、真空泵（10）、模拟巷道（11）、试验架（12）、电热丝（13）、电加热器（14）、防爆安全阀（15）、点火探针（16）、点火器（17）、标尺（18）、支撑杆（19）、压力传感器（20）、温度传感器（21）、数据采集仪（22）、高速摄像仪（23）、三角支架（24）、计算机（25）、连接管（30）、连接线（40）、数据线（50）、U型铁丝杆（100）、橡胶圈（101）、海绵套（102）组成。

所述高压气瓶（1）通过连接管（30）与减压阀（2）、电磁阀（3）和流量计（4）连接，然后接入三通（5a），三通（5a）的另两个接口分别通过连接管（30）与导管（8）和三通（5b、5c）相连接；所述三通（5b）的另有一接口通过连接管（30）与漏斗（6）相连接，三通（5c）另外两个接口通过连接管（30）分别与真空泵（10）和模拟巷道（11）相连接；所述导管（8）的出口外接煤尘腔（9）；所述模拟巷道（11）固定在试验架（12）上，其上布置了电热丝（13）、防爆安全阀（15）、点火探针（16）、压力传感器（20）和温度传感器（21），其中电热丝（13）通过连接线（40）与电加热器（14）相连，点火探针（16）通过连接线（40）与点火器（17）相连，压力传感器（20）和温度传感器（21）通过连接线（40）分别与数据采集仪（20）相连；所述点火器（17）的另一端通过连接线（40）与数据采集仪（22）相连，同时数据采集仪（22）另有一路通过连接线（40）与高速摄像仪（23）相连；所述标尺（18）通过固定在模拟巷道（11）上的支撑杆（19）固定；所述高速摄像仪（23）置于三角支架（24）上，通过数据线（50）连接于计算机（25）；所述U型铁丝杆（100）固定在橡胶圈（101）上，在橡胶圈（101）外侧嵌套一个海绵套（102）。

2.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述高压气瓶（1）要固定放置，气体压力不低于3Mpa；所述漏斗（6）用来盛装预制好的煤粉，煤粉要在200目以上，要经过电热鼓风干燥箱干燥，并用电子天平称量。

3.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述导管（8）的出口含有内螺纹，煤尘腔（9）为圆柱形，一端含有外螺纹，其盛装预制煤粉量不小于1g，且在煤尘腔（9）固定于导管（8）后，其部分要伸入模拟巷道（11）。

4.根据权利要求1或3所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述模拟巷道（11）为透明高强度钢化玻璃制成的圆柱筒形腔体，两端可拆卸，通过螺栓（90）、螺母（91）和密封圈（92）来固定圆柱筒体和两端面的透明高强度钢化玻璃；所述电热丝（13）安装于模拟巷道（11）的一侧，靠近煤尘腔（9），且电热丝（13）包裹一个热电偶温度计，用以测量电热丝（13）通过电加热器（14）加热后的温度，保持控制在1100℃左右；所述防爆安全阀（15）安装于模拟巷道（11）的中部附近，以防止煤尘爆炸产生的压力超过钢化玻璃强度而毁损模拟巷道（11）；所述点火探针（16）安装于模拟巷道（11）的中部，且针尖位于巷道断面的中心位置。

5.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述标尺（18）上均匀分布刻度，最小刻度为0.5mm，其标识的刻度总长度不小于1000mm；所述压力传感器（20）测量范围为0～10MPa，温度传感器最高可测温度不小于3000℃，传感器个数根据模拟巷道（11）的长度来确定，其中压力传感器（20）从模拟巷道（11）中部向一侧等距离布置，温度传感器（21）从模拟巷道（11）中部向一侧沿两边布置，且压力传感器（20）和温度传感器（21）连接于数据采集仪（22）的不同通道接口；所述数据采集仪（22）用于记录、存储传感器采集的压力和温度数据。

6.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述点火器（17）、数据采集仪（22）和高速摄像仪（23）通过连接线（40）相连，在点火器（17）点着点火探针（16）的同时，触发数据采集仪（22）开始采集数据，此时数据采集仪（22）通过外触发开启高速摄像仪（23）同步开始摄像。