專利名稱：一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種聯動裝置，尤其是涉及一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯
動裝置。
背景技術：
在可燃性粉塵的生產、儲存、運輸及使用過程中，空氣中往往飄散著一定濃度的粉 塵云，該粉塵云在遇到一定點火能量的情況下，就可能引發粉塵爆炸；粉塵爆炸往往導致嚴 重的后果，造成巨大的人員損傷及財產損失，其存在的主要危害有1)具有極強的破壞性。粉塵爆炸涉及的范圍很廣，煤炭、化工、醫藥加工、木材加 工、糧食和飼料加工等部門都時有發生；2)容易產生二次爆炸。第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來， 在爆炸后的短時間內爆炸中心區會形成負壓，周圍的新鮮空氣便由外向內填補進來，形成 所謂的“返回風”，與揚起的粉塵混合，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆 炸時，粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多；3)能產生有毒氣體。一種是一氧化碳；另一種是爆炸物(如塑料)自身分解的毒 性氣體。毒氣的產生往往造成爆炸過后的大量人畜中毒傷亡。因此，從安全角度考慮，各可燃粉末的生產廠家都非常重視相關的爆炸防護；爆炸 防護設計涉及到的主要參數有粉塵云最大爆炸壓力、粉塵云最大爆炸指數、粉塵云最小點 火能、粉塵云最小著火溫度、粉塵層最小著火溫度、粉塵比電阻等等。由于現代生產企業電 器設備眾多，在生產、儲存、運輸及使用過程中，可能會產生放電現象而導致粉塵爆炸。為了 防止由于放電現象引起的粉塵爆炸，需要測試粉塵云的最小點火能為爆炸防護提供依據。 目前，雖然國內外已有相關的測試標準，但在點火能量控制及點火設備整體協作性方面還 存在著一定的缺陷。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提高點火能量 測定的準確性、操作簡單可靠、安全性能好的測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置，其特征在于，該聯動裝置包括 氣瓶、哈特曼管、點火電極、三通閥、氣腔、氣動活塞、高壓電源及可變低壓電源，所述的氣瓶 上部出氣口與三通閥經管道連接，三通閥的另一接口與哈特曼管連接，第三個接口經管道 與氣腔連接，所述的哈特曼管的側壁上設置點火電極，所述的氣腔有兩個，所述的氣動活塞 設在上部的氣腔的內部及兩側及下部的氣腔的內部，所述的高壓電源及可變低壓電源通過 導線串聯并分別與上部的氣腔及下部的氣腔連接，將測試粉置于哈特曼管內，對裝置進行 充電，開啟通往哈特曼管的氣體通路以噴散測試粉形成測試粉塵云，再開啟通往電源處及 點火移動電極處氣腔的通路，氣腔充滿氣體后迫使活塞移動，兩電極發生放電現象，同時切斷高壓電回路，觀察粉塵云是否被點燃并計算放電能量。所述的氣瓶的上部出氣口處設置壓力表。所述的高壓電源經電流表與哈特曼管串聯，所述的電流表與計算機連接。所述的高壓電源并聯有電容，該電容兩端并聯電壓表，所述的電壓表與計算機連 接。與現有技術相比，本發明具有以下優點(1)提高點火能量測定的準確性本發明充分利用充電開關和點火電極的聯動， 使充電和放電得以有效的分離，提高了測試的準確性；(2)提出了測試放電回路產生能量的方法通過同時采集放電回路的電流和電壓 以實現放電能量的實時監測；(3)操作簡單可靠噴氣與電極點火由三通閥在一間隔時間內順序完成，簡化了 結構和操作；(4)安全性好設置啟動開關，在點火時切斷電源，提高了安全性能。
圖1為本發明的結構示意圖。圖中1為氣瓶、2為哈特曼管、3為點火電極、4為三通閥、5為氣腔、6為氣動活塞、 7為高壓電源、8為可變低壓電源、9為電流表、10為電容、11為電壓表、12為計算機、13為壓力表。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置，其結構如圖1所示，該聯動裝 置包括氣瓶1、哈特曼管2、點火電極3、三通閥4、氣腔5、氣動活塞6、高壓電源7及可變低 壓電源8，氣瓶1上部出氣口處設置壓力表13，與三通閥4經管道連接，三通閥4的另一接 口與哈特曼管2連接，第三個接口經管道與氣腔5連接，哈特曼管2的側壁上設置點火電極 3，氣腔5有兩個，上部的氣腔5的內部及兩側設置氣動活塞6，下部的氣腔5的內部設置氣 動活塞6，高壓電源7及可變低壓電源8通過導線串聯并分別與上部的氣腔5及下部的氣 腔5連接。另外，高壓電源7經電流表9與哈特曼管2串聯，高壓電源7兩端還并聯有電容 10，電容10的兩端并聯電壓表11，電流表9及電壓表11與計算機12連接。本發明所要解決的技術問題之一是實現充電開關與點火電極的聯動；這種方法可 以使充電斷開與電極點燃電弧在極短時間間隔內進行，可以保證點火能量測量的準確性； 通過以下方案實現聯動和放電(1)采用三通閥門控制，以氣流通過的前后順序完成相應的動作；(2)采用氣動活塞，以使在點火的同時實現電源的切斷；(3)采用高壓放電、低壓續弧的方式實現點火的連續性。本發明所要解決的技術問題之二是實現了放電能量的采集；通過電流和電壓的同 步采集，自動完成對時間的積分，提高了能量測量的精度。
本發明的氣動桿式電極——開關聯動裝置，主要包括氣瓶用于儲存試驗用的氣體介質，該氣體介質一般指空氣；三通閥控制氣流通過對走向及先后順序；哈特曼管用于形成點燃粉塵云所需的環境；點火電極用于形成放電所需的間隙，產生點燃粉塵云所需的能量；電流表用于測量放電回路產生的電流；電壓表用于測量放電回路產生的電壓；計算機用于計算放電回路的能量；氣動活塞通過活塞的移動，以切斷充電電路和放電電路；氣腔噴入氣流以使活塞發生動作；電容用于測量放電回路形成的能量；高壓電源點火電極移動，間隙變小時，用于擊穿，形成放電回路；可變低壓電源用于電極被擊穿后，形成后續的電弧。在進行粉塵云點火能量測試時，裝配好本發明所述的裝置，接通電源，打開氣瓶， 并調節壓力至實驗所需水平。當該裝置工作時，主要有以下幾個過程(1)裝樣將一定質量的測試粉放置于哈特曼管2內的承樣器內；(2)充電接通充電電源，對高壓電源8及可變低壓電源9進行充電；(3)噴粉將電磁閥的動作切換至噴粉狀態，啟動電磁閥后，氣流將承樣器內的測 試粉噴散，在哈特曼管2內形成測試所需的粉塵云；(4)點火此步驟為本發明的關鍵步驟。設置電磁閥在噴粉一定時間后(時間可 調或進行手動操作)，開啟通往氣腔的氣路，此氣路通往兩個方向，一為通往電源處的氣腔， 另一為通往點火移動電極處的氣腔；當氣腔充滿氣體并達到一定壓力后，會迫使活塞發生 移動，從而切斷電源和充電電路的連接以及切斷充電電路和放電電路的連接；而點火移動 電極處的活塞移動還將引起電極的動作，在兩電極間的間隙達到一定距離時，兩電極發生 放電現象，從而可觀察粉塵云是否被點燃，同時還會切斷高壓電回路；(5)計算實際的放電能量通過計算可以得到放電電路的儲存能量，但實際放出 的能量并不完全等于實際放出的能量；本發明通過電流、電壓表采集到的數據計算實際的 放電能量；(6)復位單次試驗結束后，將裝置復原至試驗前的狀態，以備下次試驗用。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明， 而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變 化、變型都將落在本發明的權利要求書范圍內。
權利要求
一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置，其特征在于，該聯動裝置包括氣瓶、哈特曼管、點火電極、三通閥、氣腔、氣動活塞、高壓電源及可變低壓電源，所述的氣瓶上部出氣口與三通閥經管道連接，三通閥的另一接口與哈特曼管連接，第三個接口經管道與氣腔連接，所述的哈特曼管的側壁上設置點火電極，所述的氣腔有兩個，所述的氣動活塞設在上部的氣腔的內部及兩側及下部的氣腔的內部，所述的高壓電源及可變低壓電源通過導線串聯并分別與上部的氣腔及下部的氣腔連接，將測試粉置于哈特曼管內，對裝置進行充電，開啟通往哈特曼管的氣體通路以噴散測試粉形成測試粉塵云，再開啟通往電源處及點火移動電極處氣腔的通路，氣腔充滿氣體后迫使活塞移動，兩電極發生放電現象，同時切斷高壓電回路，觀察粉塵云是否被點燃并計算放電能量。
2.根據權利要求1所述的一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置，其特征在 于，所述的氣瓶的上部出氣口處設置壓力表。
3.根據權利要求1所述的一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置，其特征在 于，所述的高壓電源經電流表與哈特曼管串聯，所述的電流表與計算機連接。
4.根據權利要求1所述的一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置，其特征在 于，所述的高壓電源并聯有電容，該電容兩端并聯電壓表，所述的電壓表與計算機連接。
全文摘要
本發明涉及一種測定點火能的氣動桿式電極及開關聯動裝置，該聯動裝置包括氣瓶、哈特曼管、點火電極、三通閥、氣腔、氣動活塞、高壓電源及可變低壓電源，氣瓶上部出氣口與三通閥經管道連接，三通閥的另一接口與哈特曼管連接，第三個接口經管道與氣腔連接，哈特曼管的側壁上設置點火電極，氣腔有兩個，氣動活塞設在上部的氣腔的內部及兩側、下部氣腔的內部，高壓電源及可變低壓電源通過導線串聯并分別與上部的氣腔及下部的氣腔連接。與現有技術相比，本發明具有提高點火能量測定的準確性、具有測試放電回路產生能量的方法、操作簡單可靠、安全性好的優點。
文檔編號G01R22/06GK101846697SQ201010155170
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月22日 優先權日2010年4月22日
發明者劉剛, 張小沁, 肖秋平 申請人:上海化工研究院