一种多视窗球型泄爆实验装置的制作方法

本技术涉及高压泄爆实验，尤其是涉及一种多视窗球型泄爆实验装置。

背景技术：

1、在容器内部发生爆炸时，器壁承受的压力将有小到大递增，如果不进行泄爆，最终会增至容器最大承受压力而爆炸，而进行泄爆会在压力增长的初期，将爆炸产生的高压气体排出，从而对容器进行一定的保护。而氢能源作为可持续发展的清洁能源，正在步入世界能源消耗量的主体地位，从而会有大幅度的发展。但是氢气的低燃点、高能量等特性使它在被储存运输等过程中极易发生燃烧爆炸事故，因此，前期对氢气的泄爆进行实验研究具有应用基础。

2、目前，现有技术一般是对高压掺氢天然气进行泄爆研究，多采用管道系统，但现有的泄爆实验存在容器内部泄爆时压力控制和气体组成难以控制，实验数据收集不稳定的问题，存在无视窗，温度场无法人为控制，泄爆罐体内气体分布不均匀等问题。为此，我们提出一种多视窗球型泄爆实验装置来解决上述提到的问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本实用新型的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

2、因此，本实用新型目的是提供一种多视窗球型泄爆实验装置，能够解决现有的泄爆实验存在容器内部泄爆时压力控制和气体组成难以控制，实验数据收集不稳定的问题。

3、为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种多视窗球型泄爆实验装置，包括泄爆实验主体组件、供气增压系统、t形管道系统和实验数据收集处理系统，所述泄爆实验主体组件包括球形泄爆罐，所述球形泄爆罐的右侧出气端设置有法兰，所述球形泄爆罐的右侧壁设置有伸入内腔的第一压力传感器和第一光谱仪入口，所述球形泄爆罐与所述法兰之间设置有第一高压气阀。

4、所述t形管道系统包括t形管道本体，所述t形管道本体由左侧的横管和右侧竖管组成，所述t形管道本体的左侧横管与法兰相连通，所述t形管道本体的左侧横管顶部设置有伸入管内的第二压力传感器，所述t形管道本体的右侧竖管侧壁设置有伸入管内的第三压力传感器和第二光谱仪入口。

5、所述实验数据收集处理系统包括纹影仪、两组高速摄像机、光谱仪和计算机，所述纹影仪设置在t形管道本体的右侧竖管的一端出口，一组所述高速摄像机设置在t形管道本体的右侧竖管的另一端出口，另一组所述高速摄像机设置在覆盖t形管道本体的左侧横管处，所述光谱仪的入口分别与所述第一光谱仪入口和所述第二光谱仪入口相连接，所述计算机的输入端分别与所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、两组所述高速摄像机和所述光谱仪的出口相连接。

6、可选的，所述供气增压系统包括氢气瓶、氮气瓶、增压泵、和气管，所述气管分别通过支管与所述氢气瓶、所述氮气瓶和增压泵相连接，且所述气管的出气端与所述球形泄爆罐的左侧进气端相连接，所述气管与所述氢气瓶、所述氮气瓶和增压泵相连接的支管上分别设置有第二高压气阀、第三高压气阀和第四高压气阀。

7、通过上述技术方案，通过氢气瓶和氮气瓶向球形泄爆罐导入合适的氢气和氮气来模拟泄爆气体成分，通过增压泵来模拟泄爆时的气压。

8、可选的，所述球形泄爆罐的左侧设置有排气管，所述排气管上设置有第五高压气阀，所述排气管远离球形泄爆罐的一端设置有真空泵。

9、通过上述技术方案，在完成泄爆实验后，可以通过打开第五高压气阀和第三高压气阀，把氮气瓶中的氮气导入球形泄爆罐中，尽可能携带残留的氢气排出，降低球形泄爆罐中残留氢气而发生危险的可能性。

10、可选的，所述法兰之间设置有泄爆片。

11、通过上述技术方案，在进行泄爆实验时，通过泄爆片起到一定的安全保护作用。

12、可选的，所述球形泄爆罐的前后两侧均设置有泄爆罐视窗。

13、通过上述技术方案，在进行泄爆实验时，通过泄爆罐视窗可以更直观方便的观察球形泄爆罐内的火焰演化过程。

14、可选的，所述第二压力传感器采用传感器组沿着t形管道本体的左侧横管排布。

15、通过上述技术方案，通过多组的压力传感器，可以检测出泄爆后气体沿着t形管道本体移动时气压的变化。

16、可选的，所述t形管道本体的前后两侧均设置有管道视窗。

17、通过上述技术方案，在进行泄爆实验时，通过管道视窗可以更直观方便的观察t形管道本体内的火焰演化过程。

18、可选的，所述球形泄爆罐的下方设置有基座，所述基座的顶部左右两侧设置有两组液压伸缩柱，一组所述液压伸缩柱的顶部设置有限位转杆，且限位转杆与所述球形泄爆罐的底部限位转接，另一组所述液压伸缩柱的顶部设置有活动转杆，且有活动转杆与所述球形泄爆罐的底部活动连接。

19、通过上述技术方案，由于火焰会受浮力作用在不同方向上表现出不同特性，通过两组液压伸缩柱的高度差，可以达到偏转球形泄爆罐，实现研究重力因素对实验结果的影响的目标。

20、综上所述，本实用新型包括以有益效果：

21、本申请通过泄爆实验主体组件内模拟泄爆，经t形管道系统后，由实验数据收集处理系统中的纹影仪、高速摄像机、光谱仪和相应的压力传感器测量并记录数据，便于观察泄爆实验开始后气体的分布和变化，并通泄爆罐视窗和管道视窗，更直观的研究泄爆火焰演化过程。

技术特征：

1.一种多视窗球型泄爆实验装置，包括泄爆实验主体组件（1）、供气增压系统（2）、t形管道系统（3）和实验数据收集处理系统（4），其特征在于：所述泄爆实验主体组件（1）包括球形泄爆罐（101），所述球形泄爆罐（101）的右侧出气端设置有法兰（102），所述球形泄爆罐（101）的右侧壁设置有伸入内腔的第一压力传感器（103）和第一光谱仪入口（104），所述球形泄爆罐（101）与所述法兰（102）之间设置有第一高压气阀（105）；

2.根据权利要求1所述的一种多视窗球型泄爆实验装置，其特征在于：所述供气增压系统（2）包括氢气瓶（201）、氮气瓶（202）、增压泵（203）和气管（204），所述气管（204）分别通过支管与所述氢气瓶（201）、所述氮气瓶（202）和增压泵（203）相连接，且所述气管（204）的出气端与所述球形泄爆罐（101）的左侧进气端相连接，所述气管（204）与所述氢气瓶（201）、所述氮气瓶（202）和增压泵（203）相连接的支管上分别设置有第二高压气阀（205）、第三高压气阀（206）和第四高压气阀（207）。

3.根据权利要求1所述的一种多视窗球型泄爆实验装置，其特征在于：所述球形泄爆罐（101）的左侧设置有排气管（106），所述排气管（106）上设置有第五高压气阀（107），所述排气管（106）远离球形泄爆罐（101）的一端设置有真空泵（110）。

4.根据权利要求1所述的一种多视窗球型泄爆实验装置，其特征在于：所述法兰（102）之间设置有泄爆片（108）。

5.根据权利要求1所述的一种多视窗球型泄爆实验装置，其特征在于：所述球形泄爆罐（101）的前后两侧均设置有泄爆罐视窗（109）。

6.根据权利要求1所述的一种多视窗球型泄爆实验装置，其特征在于：所述第二压力传感器（302）采用传感器组沿着t形管道本体（301）的左侧横管排布。

7.根据权利要求1所述的一种多视窗球型泄爆实验装置，其特征在于：所述t形管道本体（301）的前后两侧均设置有管道视窗（305）。

8.根据权利要求1所述的一种多视窗球型泄爆实验装置，其特征在于：所述球形泄爆罐（101）的下方设置有基座（5），所述基座（5）的顶部左右两侧设置有两组液压伸缩柱（6），一组所述液压伸缩柱（6）的顶部设置有限位转杆（7），且限位转杆（7）与所述球形泄爆罐（101）的底部限位转接，另一组所述液压伸缩柱（6）的顶部设置有活动转杆（8），且有活动转杆（8）与所述球形泄爆罐（101）的底部活动连接。

技术总结本技术公开了高压泄爆实验系统技术领域的一种多视窗球型泄爆实验装置，包括泄爆实验主体组件、供气增压系统、T形管道系统和实验数据收集处理系统，所述泄爆实验主体组件包括球形泄爆罐，所述球形泄爆罐的右侧出气端设置有法兰，所述球形泄爆罐的右侧壁设置有伸入内腔的第一压力传感器和第一光谱仪入口，所述球形泄爆罐与所述法兰之间设置有第一高压气阀。本申请纹影仪、高速摄像机、光谱仪和相应的压力传感器，更直观的研究泄爆火焰演化过程以及激波演化过程，方便后续对氢的运输和储存的安全性研究。技术研发人员：高鑫浩,王明玉受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司技术研发日：20231205技术公布日：2024/9/19