[发明专利]一种惰性氛围可变压力下金属摩擦火花能量的评估方法

说明书

一种惰性氛围可变压力下金属摩擦火花能量的评估方法，属于爆炸安全科学领域。这种惰性氛围可变压力下金属摩擦火花能量的评估方法采用的评估装置包括长方体爆炸容器、压力装置、摩擦轮装置、配气装置和数据采集控制装置。该装置结构合理、操作简便、功能强大、安全稳定。通过改变施加的压力、砂轮转数和金属试件种类三种可控变量进行操作，且能够在空气与惰性气体不同比例的条件下对摩擦火花的性质进行对比，实现不同压力大小、不同摩擦转数及不同气体环境条件下对不同金属材料试件摩擦产生火花的能量进行研究。

技术领域

本发明涉及一种惰性氛围可变压力下金属摩擦火花能量的评估方法，属于爆炸安全科学研究领域。

背景技术

机械摩擦引起的摩擦火花作为工业爆炸常见的引火源之一，在爆炸事故统计中约占比8.59%。因此，由摩擦作用产生的火花能量在一定程度上可以用来评定生产场所会发生爆炸的危险性，而越容易产生火花且火花能量越大的摩擦情况下引燃可燃气体爆炸的危险性越高。同时，对惰性气体条件下的摩擦火花性质进行研究可以对惰性条件下的火花能量改变有定量的认识，从而在生产实践中得以应用。

目前已有的摩擦火花爆炸测试装置多为撞击摩擦火花爆炸装置，主要研究在一定高度下冲击产生的撞击摩擦火花对粉尘或是可燃气体的引燃作用。研究旋转摩擦火花的装置也往往不满足转数、施加的压力和所需研究的金属种类这三种参数都可以进行定量改变的要求，国内专利CN110274874A和CN110068649A均没有满足这样的要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种惰性氛围可变压力下金属摩擦火花能量的评估方法，实现不同转数、不同压力下对不同的种类金属产生的摩擦火花能量进行定量的评估。

本发明的技术方案是：一种惰性氛围可变压力下金属摩擦火花能量评估装置，它包括长方体爆炸容器，长方体爆炸容器的前部设有正面观察窗，右侧部设有右侧观察窗，顶部外侧通过法兰安装有防爆片，顶部内侧设有压力传感器，它还包括压力装置、摩擦轮装置、配气装置和数据采集控制装置，所述压力装置包含固定柱、弯型杆件、重物、压力施加平台和夹持器，固定柱的下端固定在长方体爆炸容器的顶部，上端转动连接弯型杆件的一端，连接弯型杆件的另一端通过挂绳连接重物，弯型杆件的支点放置在压力施加平台的顶部，压力施加平台的底部连接夹持器的上端，夹持器的下端插入长方体爆炸容器的内部通过夹持端固定金属试件，正面观察窗上镶嵌有正对金属试件、用于比色温度仪的石英玻璃观察窗；

所述摩擦轮装置包含伺服电机、扭矩传感器、转轴和砂轮，伺服电机通过扭矩传感器连接转轴的一端，转轴的另一端插入长方体爆炸容器的内部连接砂轮，砂轮设置在金属试件的正下方，顶部紧贴由压力装置施压的金属试件的底面。

所述数据采集控制装置包含高速摄像机、电脑，信号调理仪、时序控制器和数据采集器，时序控制器电连接高速摄像机、电脑，信号调理仪和数据采集器，压力传感器电连接信号调理仪，信号调理仪电连接数据采集器，数据采集器电连接比色温度仪和高速摄像机，高速摄像机电连接电脑。

所述配气装置通过输气管道连通长方体爆炸容器的内部。

进一步的，所述配气装置包含真空泵、四通、惰性气体瓶和空气瓶，真空泵通过真空阀连接四通的底部通孔，四通的顶部通孔通过第三气阀连接压力表，惰性气体瓶通过第一气阀连接三通的顶部通孔，空气瓶通过第二气阀连接三通的底部通孔，三通的右侧通孔通过气体总阀连接四通的左侧通孔，四通的右侧通孔通过阻火器阀连接阻火器的一端，阻火器的另一端通过输气钢管连通长方体爆炸容器的内部。

金属试件为含碳量在0.0218-2.06%之间的钢材、活泼金属材料或者合金材料，重物的质量为0-5kg。

所述的一种惰性氛围可变压力下金属摩擦火花能量的评估方法，包含以下步骤：

a、将待测金属试件通过夹持器下端的夹持端固定；

b、将质量在0-5kg的重物通过挂绳悬挂在弯型杆件的端部；