法兰、大容器多功能爆炸极限点火测试装置、方法及应用

摘要

本发明提供了一种大容积爆炸极限点火测试装置，其包括法兰、爆轰管体和三个点火头，螺丝旋入所述法兰的法兰头外周围上的法兰头安装螺纹孔，将所述法兰和所述爆轰管体连接在一起，所述三个点火头通过所述三个安装孔旋入所述法兰头并深入到所述爆轰管体中，所述第一点火头和所述第二点火头之间采用熔丝连接，所述第一点火头和第三点火头均为高压电打火的尖头结构，所述第一点火头和所述第三点火头采用高压电打火的方式打火。本发明提供的大容积爆炸极限点火测试装置能有效的测试出可燃气体最敏感的爆炸极限条件，最大程度上减小了点火源对爆炸极限的影响，提高了每次实验的效率。

说明书

技术领域

本发明属于石油化工安全技术领域，尤其涉及在石油化工气相燃爆技术 中使用的一种多功能爆炸极限点火测试装置。

背景技术

目前在石油化工气相燃爆测试技术中，国内外测试爆炸极限的装置有很 多，点火方式主要有两种：1.高压电打火；2.熔丝法点火。高压电打火是常 用的点火方式，因其每次实验不需要更换烧断的熔丝所以广泛应用在常压测 试仪器上，如ASTM E681-04(即GB/T21844-2008)介绍的5L爆炸球；欧盟 EC440-2008介绍的管式爆炸极限测试仪；GB 12474介绍的管式爆炸极限测试 仪。熔丝点火能克服高压电在高压气相中无法击穿气相介质从而无法点火的 现象发生，如ASTM E918介绍的1L管式高压爆炸极限测试仪用的是熔丝法 点火。

本点火装置能够有效避免上述两种点火方式的不足，当测试是在常压及 低压条件下进行时，采用实验效率高的电打火，不用每次实验都更换熔丝， 影响实验效率；当测试是在高压条件下进行时，高压电打火无法正常工作， 改用熔丝点火，保障实验能正常进行下去。同时，经实验证明某些可燃气体 或蒸气随着气相混合物初始实验温度的提高对这两种点火方式的敏感度会 发生变化，这跟两种点火方式的原理有关，采用本装置点火测得的爆炸极限 更贴近工况，为工况生产提供更真实的爆炸极限数据，从而为工业生产提供 更有效的安全保障。

发明内容

工况条件下反应釜、塔或管路中经常存在可燃气体和空气或一定浓度的 氧气共存的状态，一旦浓度配比达到该工况条件下的爆炸极限浓度，则很可 能在静电火花或明火的激发下引起爆炸，本装置所要解决的技术问题就是在 该工况条件下测试出可燃气体最敏感的爆炸极限，从而为工艺生产提供边界 条件，避免危险事故的发生。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种法兰，在所述法兰头上面开 设有三个点火头安装孔，所述三个安装孔呈正三角形排列，所述三个安装孔 的直径均为16mm～20mm，在所述法兰头的外周围形成一圈法兰头安装螺丝 孔。

其中，所述三个安装孔为螺纹孔。

本发明还提供了一种大容积爆炸极限点火测试装置，其包括上述的法 兰、爆轰管体和三个点火头，螺丝旋入所述法兰的法兰头外周围上的安装螺 纹孔，将所述法兰和所述爆轰管体连接在一起，所述三个点火头通过所述三 个点火头安装孔旋入所述法兰头并深入到所述爆轰管体中，所述第一点火头 和所述第二点火头之间采用熔丝连接，所述第一点火头和第三点火头均为高 压电打火的尖头结构，所述第一点火头和所述第三点火头采用高压电打火的 方式打火。

其中，所述三个点火头深入到所述爆轰管体的一端的金属杆上有陶瓷附 着，防止电打火时金属杆与所述爆轰管体的管壁之间提前打火。

其中，所述第一点火头和第三点火头之间的距离为5mm～7mm，且第一 点火头和第三点火头的前面做成易于尖端放电的尖头结构。

本发明还提供了采用上述的大容积爆炸极限点火测试装置测试气体爆 炸极限的方法，其包括：

第一步，实验前，将第一点火头、第二点火头和第三点火头均旋入所述 爆轰管体中，所述第一点火头和所述第三点火头在所述爆轰管体的外部通过 电火花发生器连接，闲置第二点火头；

第二步，参照标准ASTM E681-04的配气方法配好气体后点火，如果爆 炸，则更换气体；如果不爆炸，则换成第一点火头和第二点火头连接，点火， 直至按照标准测试出爆炸极限。

本发明还提供了上述的大容积爆炸极限点火测试装置在气相燃爆技术 中的应用。

有益效果

本发明提供的大容积爆炸极限点火测试装置能有效的测试出可燃气体 最敏感的爆炸极限条件，最大程度上减小了点火源对爆炸极限的影响，提高 了每次实验的效率。

附图说明

图1：法兰头示意图；

图2：点火头安装示意图；

图3：第一点火头结构示意图；

图4：第二点火头结构示意图；

图5：第三点火头结构示意图；

图6：第一点火头和第三点火头尖端示意图。

图中，1-第一点火头安装螺纹孔；2-第二点火头安装螺纹孔；3-第三点 火头安装螺纹孔；4-法兰头安装螺纹孔；5-第一点火头；6-第二点火头；7- 第三点火头。

具体实施方式

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种法兰，在所述法兰头上面开 设有三个点火头安装孔，分别为第一点火头安装孔、第二点火头安装孔和第 三点火头安装孔，所述三个安装孔呈正三角形排列，所述三个安装孔的直径 均为16mm～20mm，进一步优选为18mm，在所述法兰头的外周围形成一圈 法兰头安装螺纹孔。

所述三个安装孔为螺纹孔。

本发明还提供了一种大容积爆炸极限点火测试装置，其包括上述的法 兰、爆轰管体和三个点火头，螺丝旋入所述法兰的法兰头外周围上的法兰头 安装螺纹孔，将所述法兰和所述爆轰管体连接在一起，所述三个点火头通过 所述三个安装孔旋入所述法兰头并深入到所述爆轰管体中，所述第一点火头 和所述第二点火头之间采用熔丝连接，所述第一点火头和第三点火头均为高 压电打火的尖头结构，所述第一点火头和所述第三点火头采用高压电打火的 方式打火。

所述三个点火头深入到所述爆轰管体的一端的金属杆上有陶瓷附着，防 止电打火时金属杆与所述爆轰管体的管壁之间提前打火。

所述第一点火头和第三点火头尖端的距离为5mm～7mm，进一步优选为 6mm，且第一点火头和第三点火头的前面做成易于尖端放电的尖头结构。

高压电打火两端采用尖端放电原理，两端接10～15KV高压电，两个尖 端如图6所示，其距离为5mm～7mm，进一步优选为6mm。附图中，图3 为第一点火头尖端细节图，图4为第二点火头，图5为第三点火头，使用时 一、三点火头会如图6所示，第一、二点火头的螺纹是为了固定熔丝特制， 这三个点火头都是车用火花塞改造而来，使用时三个点火头都旋入管体里 面，第一、三点火头的外面部分连接10～15KV电火花发生器，第二点火头 闲置，即为电打火；第一、二点火头的外面部分连接220V电源，第三点火 头闲置，即为熔丝点火。

本发明还提供了一种大容积爆炸极限点火测试装置，其包括法兰、爆轰 管体和三个点火头；

所述法兰的法兰头上面开设有三个点火头安装螺纹孔，分别为第一点火 头安装螺纹孔、第二点火头安装螺纹孔和第三点火头安装螺纹孔，所述三个 安装螺纹孔呈正三角形排列，所述三个安装螺纹孔的直径均为16mm～ 20mm，进一步优选为18mm，在所述法兰头的外周围形成一圈法兰头安装螺 纹孔；

螺丝旋入所述法兰的法兰头外周围上的安装螺纹孔，将所述法兰和所述 爆轰管体连接在一起，所述三个点火头通过所述三个安装螺纹孔旋入所述法 兰头并深入到所述爆轰管体中，所述第一点火头和所述第二点火头之间采用 熔丝连接，所述第一点火头和第三点火头均为高压电打火的尖头结构，所述 第一点火头和所述第三点火头采用高压电打火的方式打火；

所述三个点火头深入到所述爆轰管体的一端的金属杆上有陶瓷附着，防 止电打火时金属杆与所述爆轰管体的管壁之间提前打火；

所述第一点火头和第三点火头之间的距离为5mm～7mm，进一步优选为 6mm，且第一点火头和第三点火头的前面做成易于尖端放电的尖头结构。

本发明还提供了采用上述的大容积爆炸极限点火测试装置测试气体爆 炸极限的方法，其包括：

第一步，实验前，将第一点火头、第二点火头和第三点火头均旋入所述 爆轰管体中，所述第一点火头和所述第三点火头在所述爆轰管体的外部通过 电火花发生器连接，闲置第二点火头；

第二步，参照标准ASTM E681-04的配气方法配好气体后点火，如果爆 炸，则更换气体；如果不爆炸，则换成第一点火头和第二点火头连接，点火， 直至按照标准测试出爆炸极限。

之所以将第二点火头也旋入爆轰管体是为了防止漏气，也便于点火方式 的切换。

本发明还提供了上述的大容积爆炸极限点火测试装置在气相燃爆技术 中的应用。

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明 如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解 并具以实施。

如图1所述，用于本发明的大容积爆炸极限点火测试装置的法兰头上面 开设有三个点火头安装螺纹孔，分别为第一点火头安装螺纹孔1、第二点火 头安装螺纹孔2和第三点火头安装螺纹孔3，所述三个安装螺纹孔呈正三角 形排列，所述三个安装螺纹孔的直径为18mm，在所述法兰头的外周围形成 一圈法兰头安装螺纹孔4。

如图2所示，旋入所述点火头安装孔的三个点火头通过所述三个安装螺 纹孔旋入所述法兰头并深入到所述爆轰管体中，所述第一点火头5和所述第 二点火头6之间采用熔丝连接，所述第一点火头5和第三点火头7均为高压 电打火的尖头结构，所述第一点火头6和所述第三点火头7采用高压电打火 的方式打火。

实验前，将第一点火头5、第二点火头6和第三点火头7均旋入所述爆 轰管体中，所述第一点火头5和所述第三点火头7在所述爆轰管体的外部通 过电火花发生器连接，闲置第二点火头6；参照标准ASTM E681-04的配气 方法配好气体后点火，如果爆炸，则更换气体；如果不爆炸，则换成第一点 火头5和第二点火头6连接，点火，直至按照标准测试出爆炸极限。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式 的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更 或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依 据本发明的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍 属于本发明技术方案的保护范围。

所有上述为这一知识产权的首要实施装置，并没有设定限制以其它形式 实施这种新型装置及其检测方法和/或操作方法。本领域技术人员将利用这一 重要信息，对上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有基于本发 明的修改或改造新方法，属于保留的权利。