Способ исследования взрывного горения порошка металла и устройство для его осуществления

 

и » б

ОЛИСжНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п721724 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 04.11.77 (21) 2541207/18-25 с присоединением заявки Й9— (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 N 25/52

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543. 544 (088. 8) Опубликовано 150 380. Бюллетень Й2 10

Дата опубликования описания 180380

В. Н. Бринза, И. В. Бабайцев, В. И. Туркин, Ю.Н. Панарин, С.Т.Папаев и Е. Г.Коняев (72) Авторы изобретения (71) ЗаяВИтЕЛЬ Московский институт стали и сплавов (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗРЫВНОГО ГОРЕНИЯ

ПОРОШКА МЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области техники безопасности металлургического производства и может быть использовано для исследования характеристик нзрывоопасности металлических порошков.

Известна. установка для исследования характеристик взрыноопасности аэровзвесей порошков горючих материалов, представляюшая из себя реакционную камеру с устройствами для создания аэровзвеси исследуемого материала и его воспламенения (1).

Известен способ исследования взрывного горения порошка металла путем инициирования горения и регистрации характеристик процесса, и устройство для его осушествления, содержашее узел инициирования горения и реакционную камеру, разделенные между собой мембраной (2).

Указанные способ и устройство выбраны в качестне прототипа.

Однако такие исследонания взрынного горения порошка металла недостаточно приближены к практическим условиям возникновения вторичных пылевых взрывов (перничный импульс создается путем воспламенения горючей газовой смеси), связанных с пере- о ходом во взвешенное состояние и взрывным горением осевшего металлического порошка. При этом инициатором таких взрывов обычно являются взрывы образовавшихся (как правило в ограниченных объемах) в ходе технологического процесса нзрывоопасных аэровзвесей того же порошка, которые по своим параметрам сушественно отличаются от взрывов газов (время развития процесса, давление, развиваемое при взрыве и т.д.), и поэтому, результаты исследований носят лишь приближенный характер. При, помоши известного способа и устройства можно исследовать лишь параметры, характеризуюшие возникновение начального очага горения и нельзя изучать процесс перехода горения во взрыв и скорость. распространения взрывного горения над слоем металлического порошка.

Целью изобретения является приближение условий исследования к практическим и изучение процессов перехода горения во взрыв (динамику процесса) и скорости распространения взрывного горения над слоем исследуемого порошка.

721724

Формула изобретения

Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу инициирование осушествляют локальным воспламенением аэровзвеси порошка металла вблизи навески порошка металла, расположенного равномерным слоем по длине реакционной камеры и что н предлагаемом устройстве узел инициирования горения представляет собой установленную вертикально трубчатую камеру, снабженную распылителем и носпламенителем порошка металла, расположенными в разных концах трубчатой камеры.

На чертеже представлен обший вид устройства, реалиэуюшего предлагаемый способ.

Устройство состоит из трубчатой камеры 1 с приваренным к ней соединительным патрубком 2 к фланцем 3 и реакционной камеры 4, соединенных между собой через мембрану 5 болтами б, В состав вертикальной камеры

1 входит .труба 7 со смотроными окнами. 8, распылитель 9 и воспламенитель

10, синхронизированные между собой.

Реакционная камера 4 монтируется иэ двух металлических пластин 11 с приваренными к ним фланцами 12, между которыми с помошью болтов 13 закреплены плексигласовые полосы 14, подбором высоты которых можно изменять высоту реакционной камеры. Торец камеры 4 закрыт крышкой 15.

Устройство работает следуюшим образом.

Одну навеску исследуемого металлического порошка в виде равномерного слоя распределяют по всей длине реакционйо .. камеры 4, а вторую помешают в распылитель 9, где она под действием сжатого воздуха при срабатынании электромагнитного клапана данного устройства переходит во

Bзвесь и воспламеняется от Bîcnëàменителя 10. При развитии процесса горения происходит нарастание давления, под действием которого прорывается мембрана 5. Горячие продукты взрыва истекают н реакционную камеру

4 и способствуют переходу во взвесь и воспламенению слоя порошка, нахоцяшегося в этой камере. При этом наблюдают за динамикой горения, из-. меряя скорости распространения пламени н вертикально установленной трубчатой камере 1 и над слоем исследуемого порошка, расположенного в реакционной камере 4 с помошью высокоскоростной киносъемки.

Данный способ исследования и устройство для его осушествления позволяют определить условия возникновения взрывов, связанных с переходом но взвешенное состояние и нзрывным горением. осевшей металлической и другой пыли, так как исследования, проведенные в производственных условиях, 5

2О

ЗО

40 5 показали, что взрывоопасные концентрации образуются, как правило, и ограниченных объемах ° Между тем во взрывной процесс зачастую вовлекается большое количество мелкодисперсного горючего материала, Установка позволяет моделировать реальные условия возникновения и разнития взрывов (нанример, воэможность распространения взрывов над слоем осевшей пыли в воздухопроводах вентиляционных систем при локальном воспламенении взрывоопасной смеси вблизи вентилятора) . Полученные результаты могут быть использованы для оценки вэрывоопасности производства, классификации псмешений и производств по пожаронзрыноопасности. Данные о временных характеристиках и скорости распространения переходных процессон необходимы для конструирования различных взрывозашитных устройстн (в частности, для определения их оптимальных характеристик и места расположения по отношению к возможному очагу воспламенения). Кроме того, установка позволяет оценить эффективность ряда других мероприятий пожаронэрывобезопасности (использование зашитной атмосферы и инертной пыли для подавления нзрыва, использование пылеподавляюших добавок для;.редотнрашения перехода порошка во взвешенное состояние и т,п.).

Разработанное устройство было опробовано для определения возможности и скорости распространения взрывного горения над слоем порошка мелксдисперсного взрывоопасного материала (сплав магния с алюминием). Проведенные исследования показали воэможность возникновения над слоем порошка быстропротекаюших процессов, скорость которых достигала несколь..и:: сотен метров в секунду, и выявили способность горения к самоускорению в определенных условиях. Таким образом, показана реальная воэможность моделирования в лабораторных условиях процессов, определяюших взрывоопасность ряда отраслей производств, связанных с приготовлением, использованием металлических порошков или их образованием в процессе механической обработки металлов. Такое моделирование обеспечивает решение перечисленных выше технических задач обеспечения производственной безопасности.

1. Споссб исследования взрывного горения порошка металла путем инициирования горения и регистрации характеристик процесса, о т л и ч а юш к и с я тем, что, с целью пронедения исследования в условиях, прибли721724

&ать и АиРух

Составитель Г Винокурова

Редактор. И.Шубина Техред C.Мигай. Корректор Ю.Макаренко

Заказ 122/35 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Рауш кая наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, F,Óæãoðîä, ул.Проектная,4 женных к реальным условиям возникновения взрывов порошков металлов, и изучения перехода процесса горения во взрыв и скорости распространения взрывного горения, инициирование осушествляют локальным воспламенением аэровэвеси порошка металла, расположенного равномерным слоем по длине реакционной камеры.

2. Устройство для осушествления способа по п.l, содержашее узел 16 инициирования горения и реакционную чамеру, разделенные мембраной, о тлич-аюшеес я тем, что узел инициирований горения прецставляет собой установленную вертикально трубчатую камеру, снабженную распылителем и воспламенителем порошка металла,расположенными и разных концах трубчатой камеры.

Источники информации, принятые во, внимание при экспертизе

1. йвторское свидетельство СССР

9 342524, кл.G 01 N 33/22, 1971»

2. Труды ВНИИАМЭП, 1974, 187, с.85-89 (прототип).