一種固態氣溶膠實驗供粉裝置及供粉方法
【專利摘要】本發明公開了一種固態氣溶膠實驗供粉裝置，包括混合池、進料管道和積粉罩；所述的混合池內部設置機械攪拌器，用于使不同物料混合均勻，周圍設置震動裝置，所述混合池底部為錐形漏斗結構，與進料管道中部連通。本發明的固態氣溶膠實驗供粉裝置可配合杯燃燒器使用，可對粉體進行預處理，且可模擬粉體團聚對滅火效果的影響。分析其滅火機理，可為探尋預防粉體團聚的方法，發展相關滅火試劑提供理論支撐。
【專利說明】一種固態氣溶膠實驗供粉裝置及供粉方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于安全工程測試【技術領域】，具體涉及災害燃燒的實驗測試裝置。
【背景技術】
[0002]固態氣溶膠滅火劑是由大量固體顆粒組成，粒子間具有較強的相互作用的氣固混合滅火體系。具有滅火效率高、對環境無污染、原材料易得等優點。是哈龍滅火劑較為優越的替代滅火劑，近年來受到各界廣泛重視。
[0003]在滅火過程中，固態氣溶膠滅火劑的滅火機理包括:隔絕氧氣、冷卻、化學抑制等。目前用于測定固態氣溶膠滅火過程的裝置主要為杯燃燒器裝置。這類裝置可用于測定滅火劑滅火濃度、滅火時間等參數，如:陳濤等人發表的論文(基于cup-burner的超細粉體滅火性能研究，2012中國消防協會科學技術年會論文集(上)，287-291)中介紹了一種超細粉體滅火濃度測試裝置，該裝置采用計量螺桿進料，可測定不同空氣流速對最大粒徑為30 μ m的超細磷酸二氫銨的臨界滅火濃度。美國國家標準技術研究院(NIST) (Nat1nalInstitute of Standards and Technology)Hamins 等人發表的論文(Flame extinct1nby sodium bicarbonate powder in a cup burner, in Symposium (Internat1nal) onCombust1n.1998:2357-2864)中介紹了一種測試不同超細粉體滅火劑滅火效果的實驗置，該裝置可以監測實驗過程中粉體粒徑及分布，測定粉體滅火濃度和滅火時間。此類實驗裝置可用于測定已準備好的粉體的滅火性能，需配置額外的粉體制備系統對粉體進行處理，且無法模擬粉體靜置團聚后，對滅火效果的影響。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種固態氣溶膠實驗供粉裝置，包括混合池、進料管道和積粉罩；所述的混合池內部設置機械攪拌器，用于使不同物料混合均勻，周圍設置震動裝置，所述混合池底部為錐形漏斗結構，與進料管道中部連通。
[0005]進一步的，所述混合池頂部設置蓋板，蓋板中部設有孔，便于機械攪拌器的連接桿穿過。
[0006]進一步的，所述漏斗結構頂部邊緣與上部之間設置可抽插隔板。
[0007]進一步的，所述漏斗結構底部為柔性連接部，與進料管道中部連通。
[0008]進一步的，所述進料管道包括套管和進料螺桿，進料螺桿與旋轉電機相連，可控制其轉速，以定量控制及改變固態氣溶膠投放量。
[0009]進一步的，所述進料管道未連接旋轉電機的一端連接積粉罩，積粉罩為倒形漏斗形狀，內部設置整流網，整流網為向上彎的弧形結構，頂部連接空氣供給管道。
[0010]進一步的，所述整流網網孔尺寸為300目。
[0011]本發明還提供了一種固態氣溶膠實驗供粉方法，包括如下步驟:
將粒徑為1-10 μ m的碳酸氫鈉粉體100g、分析純的硬脂酸鎂2g、白炭黑lg放置于混合池內，蓋上蓋板，打開機械攪拌器攪拌20min,轉速60rad/min ；
開啟震動裝置，振幅和頻率分別為2mm和50赫茲，震動lh,靜置24h ；
靜置后取5g混合池內粉體，測定粒徑，并采用電鏡觀察其顆粒形貌；
將固態氣溶膠實驗供粉裝置放置于杯形燃燒器上方，空氣供給管道內空氣流速為3m/s，進料螺桿轉速50rad/min，測定震動及靜置一定時間后粉體的臨界滅火濃度，結合粉體粒度測試結果。
[0012]進一步的,所述機械攪拌器攪拌20min,轉速130rad/min,震動裝置振幅和頻率分別為4mm和60赫茲，震動3h，靜置48h ;然后取出5g粉體，測定粒徑和形貌；可分析攪拌轉速增大，震動振幅和頻率增大，放置時間延長后粉體臨界滅火濃度及其滅火機理。
[0013]進一步的，將混合池內碳酸氫鈉粉體替換為碳酸氫鉀粉體。
[0014]本發明的固態氣溶膠實驗供粉裝置可配合杯燃燒器使用，可對粉體進行預處理，且可模擬粉體團聚對滅火效果的影響。分析其滅火機理，可為探尋預防粉體團聚的方法，發展相關滅火試劑提供理論支撐。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的固態氣溶膠實驗供粉裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0017]實施例1
如圖1所示，本發明的固態氣溶膠實驗供粉裝置，包括混合池11、進料管道2和積粉罩15 ;所述的混合池11采用厚度為1_不銹鋼材料制作，內徑為20cm，內部設置機械攪拌器9，用于使不同物料混合均勻，周圍設置震動裝置8，采用電磁震動器，混合池頂部設置蓋板10,蓋板10亦為1mm厚的不銹鋼材料制作，中部有直徑為3mm的孔17,便于機械攪拌器9的連接桿16穿過，混合池11底部為錐形漏斗結構12，漏斗結構12頂部邊緣與上部之間設置可抽插隔板7，漏斗結構12底部為柔性連接部6，與進料管道2中部連通，進料管道2包括套管3和進料螺桿5，套管3采用厚度為1mm的不銹鋼制作，內徑為3cm，長度為15cm，進料螺桿5長度18cm，外徑為2.9cm,進料螺桿5與旋轉電機4相連，可控制其轉速，以定量控制及改變固態氣溶膠投放量；進料管道2未連接旋轉電機4的一端連接積粉罩15，積粉罩15為倒形漏斗形狀，底部內徑為20cm，底部垂直部分高度為20cm，距離底部10cm處設置整流網1，整流網1為向上彎的弧形結構，采用直徑為0.1mm的鋼絲制作，整流網1網孔尺寸為300目，使下落的粉體分散均勻，積粉罩15漏斗上部長度為20cm，內徑為3mm，頂部連接空氣供給管道13，用于帶動固態氣溶膠降落，防止粒徑較小的粉體聚集于燃燒筒上部，積粉罩15采用厚度為3mm的耐火玻璃制作；
本發明裝置使用時，將粒徑為1-10 μ m的碳酸氫鈉粉體100g、分析純的硬脂酸鎂2g、白炭黑lg放置于混合池11內，蓋上蓋板10,打開機械攪拌器9攪拌20min,轉速60rad/min,然后開啟震動裝置8,振幅和頻率分別為2mm和50赫茲，震動lh,靜置24h ;靜置后取5g混合池11內粉體，測定粒徑，并采用電鏡觀察其顆粒形貌；將本裝置放置于杯形燃燒器上方，空氣供給管道13內空氣流速為3m/s，進料螺桿轉速50rad/min，測定震動及靜置一定時間后粉體的臨界滅火濃度，結合粉體粒度測試結果，可分析震動條件對超細分析粒度的影響，并可研究震動及靜置時間造成粉體粒度改變后其滅火機理。
[0018]實施例2
本實施例中，機械攪拌器9攪拌20min，轉速130rad/min，震動裝置8振幅和頻率分別為4mm和60赫茲，震動3h，靜置48h ;然后取出5g粉體，測定粒徑和形貌，其他設置與實施例1相同；可分析攪拌轉速增大，震動振幅和頻率增大，放置時間延長后粉體臨界滅火濃度及其滅火機理。
[0019]實施例3
本實施例中，將混合池11內粉體換為碳酸氫鉀粉體，其他設置與實施例1相同；本實施例可模擬碳酸氫鉀粉體的滅火效果，粉體震動及靜置對碳酸氫鉀粉體形貌及滅火機理的影響。
【權利要求】
1.一種固態氣溶膠實驗供粉裝置，包括混合池(11)、進料管道(2)和積粉罩(15);其特征在于:所述的混合池(11)內部設置機械攪拌器(9)，用于使不同物料混合均勻，周圍設置震動裝置(8)，所述混合池(11)底部為錐形漏斗結構(12)，與進料管道(2)中部連通。
2.如權利要求1所述的固態氣溶膠實驗供粉裝置，其特征在于:所述混合池(11)頂部設置蓋板(10)，蓋板(10)中部設有孔(17)，便于機械攪拌器(9)的連接桿(16)穿過。
3.如權利要求1所述的固態氣溶膠實驗供粉裝置，其特征在于:所述漏斗結構(12)頂部邊緣與上部之間設置可抽插隔板(7)。
4.如權利要求1所述的固態氣溶膠實驗供粉裝置，其特征在于:所述漏斗結構(12)底部為柔性連接部(6)，與進料管道(2)中部連通。
5.如權利要求1所述的固態氣溶膠實驗供粉裝置，其特征在于:所述進料管道(2)包括套管(3)和進料螺桿(5)，進料螺桿(5)與旋轉電機(4)相連，可控制其轉速，以定量控制及改變固態氣溶膠投放量。
6.如權利要求5所述的固態氣溶膠實驗供粉裝置，其特征在于:所述進料管道(2)未連接旋轉電機(4)的一端連接積粉罩(15)，積粉罩(15)為倒形漏斗形狀，內部設置整流網(I )，整流網(I)為向上彎的弧形結構，頂部連接空氣供給管道(13)。
7.如權利要求1所述的固態氣溶膠實驗供粉裝置，其特征在于:所述整流網(I)網孔尺寸為300目。
8.一種固態氣溶膠實驗供粉方法，包括如下步驟: 將粒徑為1-10 μ m的碳酸氫鈉粉體100g、分析純的硬脂酸鎂2g、白炭黑Ig放置于混合池(11)內，蓋上蓋板(10)，打開機械攪拌器(9)攪拌20min,轉速60rad/min ； 開啟震動裝置(8),振幅和頻率分別為2mm和50赫茲,震動Ih,靜置24h ； 靜置后取5g混合池(11)內粉體，測定粒徑，并采用電鏡觀察其顆粒形貌； 將權利要求1-7之一的固態氣溶膠實驗供粉裝置放置于杯形燃燒器上方，空氣供給管道(13)內空氣流速為3m/s，進料螺桿轉速50rad/min，測定震動及靜置一定時間后粉體的臨界滅火濃度，結合粉體粒度測試結果。
9.如權利要求1所述的固態氣溶膠實驗供粉方法，其特征在于:所述機械攪拌器(9)攪拌20min，轉速130rad/min，震動裝置(8)振幅和頻率分別為4mm和60赫茲，震動3h，靜置48h ;然后取出5g粉體，測定粒徑和形貌；可分析攪拌轉速增大，震動振幅和頻率增大，放置時間延長后粉體臨界滅火濃度及其滅火機理。
10.如權利要求1所述的固態氣溶膠實驗供粉裝置，其特征在于:將混合池(11)內碳酸氫鈉粉體替換為碳酸氫鉀粉體。
【文檔編號】G01N15/00GK104340410SQ201410436297
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】黃冬梅, 王信群 申請人:中國計量學院