[发明专利]一种抑爆演示实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种为解决大学、中学等机构在做可燃气体抑爆演示实验时存在的场地不足、实验安全等问题而设计的实验装置及方法。本装置主要由爆炸管道、观测管道和抑爆系统组成。实验主要步骤包括：a.打开控制器点火开关，使爆炸管道内可燃气体点火而发生爆炸。b.启动抑爆系统，空气压缩机内加压气体推动抑爆箱内的气动阀压下灭火瓶阀杆，喷出灭火剂抑爆。由于实验管道长度限制，同时为便于实验演示及其现象的观察，该装置选择在观测管道进行定点抑爆。为了使可燃气体爆炸传播至定点和抑爆剂开始喷洒保持同步，可根据管道长度、抑爆系统动作等具体情况引起的时差，选择对点火系统或抑爆系统进行延时。

技术领域

本发明涉及可燃气体的爆炸实验研究领域，具体涉及一种抑爆演示实验装置及方法。

背景技术

在我国煤矿及可燃气体输送管道中，可燃气体爆炸危险普遍存在，且危害严重，往往会导致群死群伤，毁坏设备设施，给国家和人民生命财产造成巨大损失。

主动式抑爆是一种重要的可燃气体爆炸抑制方法。为了相关专业教学科研的需求，同时为了使学生初步了解可燃气体主动式抑爆的机理，国内许多大学、中学等机构需要设置主动式可燃气体抑爆的演示实验。但是这些机构的主动式抑爆实验存在如下现实问题：

1、实验室通常场地有限，实验管道长度通常设置较短。由于管道较短，采用主动探测式抑爆法需要设置多个抑爆点，会使灭火剂很难捕捉到爆炸火焰。

2、传统主动探测式抑爆法，灭火瓶采用雷管或炸药开启，存在安全问题。

3、本发明实验装置及其实验方法主要是为了帮助学生初步了解抑爆现象及原理，因此将其定性为演示性的实验装置及其实验方法，目的是既要让学生初步了解抑爆现象及其原理，又要确保安全，同时也要便于学生分组重复进行实验。而传统主动式抑爆实验方法主要是用于进行深入准确的科学研究。其优点是反应速度快，但是缺点是安全性较差，且抑爆口开启不能重复进行，不便于重复进行实验。

4、一般的主动探测式抑爆实验大都不能清楚直观地观察分析可燃气体的抑爆过程及现象。

以上问题的存在，需要我们设计一种安全、便利的可燃气体抑爆装置及方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可进行抑爆演示实验的实验装置及方法。通过运用本装置及方法的实验研究，可以形象、科学地呈现抑爆过程，并进一步研究可燃气体抑爆机理，为工业安全生产做出贡献。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种抑爆演示实验装置，包括爆炸管道、观测管道、控制器、延时器、点火器、配气系统、抑爆系统、数据采集系统。

如上所述的技术方案，首先确定点火系统或抑爆系统的延时时间，根据延时时间，控制器先后启动点火器或抑爆系统，使爆炸火焰传播到观测管道上抑爆口的同时，灭火瓶喷出灭火剂进行抑爆，并利用安装在管道上不同部位的压力传感器和火焰传感器检测管道内压力和火焰信号的变化情况，再结合数据采集仪和计算机得到压力和火焰曲线，对其信号进行分析，可用于研究抑爆的机制及影响因素。

为了保证实验安全，可燃气体的爆炸实验设在所述爆炸管道内进行，该管道是根据国家相关安全标准设计、使用足够强度的金属材料制作。

为了便于直观地观察抑爆现象，同时确保实验安全，抑爆演示实验设在所述观测管道进行。观测管道使用高强度塑胶透明材料制作，同时，观测管道末端设为开口实验，可及时泄出观测管道内压力，避免观测管道因压力过高破裂而危及实验人员的安全。

爆炸管道与观测管道法兰连接处设有金属薄膜，将可燃气体限制在爆炸管道段。薄膜具有一定的强度，可保证对爆炸管道抽真空时不会抽破，而可燃气体爆炸时气流及火焰能够冲破薄膜进入观测管道。

所述控制器对点火器、延时器、抑爆系统和数据采集系统分别进行控制。