申请/专利权人：山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)

申请日：2019-04-02

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109781514B

主分类号：G01N3/02

分类号：G01N3/02;G01N3/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.01.30#著录事项变更;2019.06.14#实质审查的生效;2019.05.21#公开

摘要：本发明涉及煤矿生产中所使用的金属材料的防爆测试领域，具体是一种防爆试验罐。包括罐体，罐盖，所述罐体的罐壁上缘与罐体中心线平行的设有至少三根定位杆，每根定位杆均贯穿罐盖并且与罐盖之间呈间隙配合，位于罐盖上方的所有定位杆端部均固定于定位板上，所述定位板中心沿罐体中心线贯穿有螺纹杆，螺纹杆底部伸出定位板后与罐盖中心固定连接，定位板上表面设有罐盖移动机构。本发明所述的防爆试验罐，无需对罐盖进行定时调整，效率高且成本低，能够观察试验弹丸对高速冲击试验板产生的冲击摩擦，并且观察产生的火花是否能引燃爆炸性气体。

主权项：1.一种防爆试验罐，包括罐体（1），罐盖（2），其特征在于，所述罐体（1）的罐壁上缘与罐体（1）中心线平行的设有至少三根定位杆（3），每根定位杆（3）均贯穿罐盖（2）并且与罐盖（2）之间呈间隙配合，位于罐盖（2）上方的所有定位杆（3）端部均固定于定位板（4）上，所述定位板（4）中心沿罐体（1）中心线贯穿有螺纹杆（5），螺纹杆（5）底部伸出定位板（4）后与罐盖（2）中心固定连接，定位板（4）上表面设有罐盖移动机构，所述罐盖移动机构包括电机（6）、同轴安装于电机（6）输出轴上的主锥齿轮、与主锥齿轮相啮合的从锥齿轮，所述从锥齿轮的内圆与螺纹杆（5）螺纹配合；所述罐体（1）罐身表面设有电动阀（7），电动阀（7）的阀门允许试验弹丸穿入罐体（1）内部，所述罐体（1）罐身表面设有带有绝对值编码器（8）的伺服电机（9），伺服电机（9）的输出轴上同轴安装有减速器，减速器的输出端伸入罐体（1）内部且同轴设有导向杆（12），导向杆（12）侧面沿轴向开有导向槽（20），导向杆（12）的自由端活套有表面安装有高速冲击试验板（19）的测试框架（11），与导向杆（12）相对的罐体（1）内部固定有螺纹导向杆（10），螺纹导向杆（10）端部伸入测试框架（11）内并且与测试框架（11）螺纹连接，与导向槽（20）相对的测试框架（11）内固设有与导向槽（20）滑移配合的止位块（21），所述高速冲击试验板（19）与电动阀（7）的阀门相对，所述罐体（1）上设有观察窗（13）；位于所有定位杆（3）内侧的罐体（1）内缘设有与罐盖（2）下表面密封配合的O型圈；所述螺纹导向杆（10）和导向杆（12）的中心线位于同一直线上，电动阀（7）的阀门中心线与该直线相垂直且位于同一平面内。

全文数据：一种防爆试验罐技术领域本发明涉及煤矿生产中所使用的金属材料的防爆测试领域，具体是一种防爆试验罐。背景技术煤矿生产过程中，所用设备、仪器、仪表经常受到外力撞击、摩擦而产生高温热痕和高温火花。一定条件下，高温热痕和高温火花能够引起煤矿瓦斯和煤尘爆炸事故。因此摩擦火花是引起煤矿瓦斯爆炸潜在点火源之一。金属材料自身的化学性质是主要影响摩擦火花引火因素之一，特别是含Mg、Sr等元素的合金材料引火率更高。因此煤矿用金属材料必须限制或限量使用化学性质较为活泼的金属。在试验用合金材料构成一致的前提下，通过实验研究证明冲击高度、冲击角度、冲击物的重量和环境条件对摩擦火花引火情况都有影响。冲击摩擦火花试验装置主要是试验一些矿用通风机等设备的叶轮和外壳、轻合金提升容器以及仪器的轻金属外壳等在发生摩擦后所产生的火花是否能引燃爆炸性气体。其工作过程为将被测设备的金属材料按规定制造成试验弹丸和高速冲击试验板，通过弹丸发射装置，使试验弹丸按等于或接近实际工况条件下可能发生危险的最大值撞击具有最容易产生摩擦火花的危险角度的试验板，来模拟高速冲击工况下受试金属材料摩擦火花产生的过程。试验中将配对的金属制成弹丸和挡板，通过使弹丸在一定的速度下对置于爆炸性气体中的挡板产生冲击摩擦，观察产生的火花是否能引燃爆炸性气体。目前，未见关于高速摩擦火花试验的专用防爆罐的报道。普通的防爆罐也存在诸多的问题：1.罐盖的开合不便，费时较长。2.罐盖需定时进行调整，效率低，成本高。常见的防爆罐罐盖由带齿卡箍和带齿端盖组成，端盖和槽体扣合后，旋转卡箍锁紧，卡箍的旋转采用液压油缸或者气压驱动。在长期使用后，卡箍的对中和转动的灵活性会有较大影响，因此需要定时对卡箍位置进行调整。3.无法对测试板的倾角进行调整。发明内容本发明为了解决高速摩擦火花试验无专用防爆罐的问题，提供了一种防爆试验罐。本发明是通过以下技术方案实现的：一种防爆试验罐，包括罐体，罐盖，所述罐体的罐壁上缘与罐体中心线平行的设有至少三根定位杆，每根定位杆均贯穿罐盖并且与罐盖之间呈间隙配合，位于罐盖上方的所有定位杆端部均固定于定位板上，所述定位板中心沿罐体中心线贯穿有螺纹杆，螺纹杆底部伸出定位板后与罐盖中心固定连接，定位板上表面设有罐盖移动机构，所述罐盖移动机构包括电机、同轴安装于电机输出轴上的主锥齿轮、与主锥齿轮相啮合的从锥齿轮，所述从锥齿轮的内圆与螺纹杆螺纹配合；所述罐体罐身表面设有电动阀，电动阀的阀门允许试验弹丸穿入罐体内部，所述罐体罐身表面设有带有绝对值编码器的伺服电机，伺服电机的输出轴上同轴安装有减速器，减速器的输出端伸入罐体内部且同轴设有导向杆，导向杆侧面沿轴向开有导向槽，导向杆的自由端活套有表面安装有高速冲击试验板的测试框架，与导向杆相对的罐体内部固定有螺纹导向杆，螺纹导向杆端部伸入测试框架内并且与测试框架螺纹连接，与导向槽相对的测试框架内固设有与导向槽滑移配合的止位块，所述高速冲击试验板与电动阀的阀门相对，所述罐体上设有观察窗。作为本发明技术方案的进一步改进，位于所有定位杆内侧的罐体内缘设有与罐盖下表面密封配合的O型圈。作为本发明技术方案的进一步改进，所述螺纹导向杆和导向杆的中心线位于同一直线上，电动阀的阀门中心线与该直线相垂直且位于同一平面内。作为本发明技术方案的进一步改进，所述罐盖移动机构还包括壳体，所述电机的输出轴、主锥齿轮、从锥齿轮均位于壳体内，且壳体底部固定于定位板上。作为本发明技术方案的进一步改进，所述罐体上设有安全阀。作为本发明技术方案的进一步改进，所述罐体上设有搅拌用电机，搅拌用电机的输出轴伸入罐体内且输出轴端部设有搅拌风叶。作为本发明技术方案的进一步改进，位于所有定位杆外侧的罐体上缘安装有至少一检测罐盖的下位移传感器，位于所有定位杆外侧的罐盖外缘安装有至少一检测定位板的上位移传感器，下位移传感器和上位移传感器的信号输出端连接至控制单元上，控制单元将驱动信号发送至驱动器，所述驱动器接收驱动信号后驱动电机启动或关闭。作为本发明技术方案的进一步改进，所述罐体上缘向外延伸形成环形外缘，环形外缘以及罐盖外缘上对应的开有若干连接孔，环形外缘与罐盖外缘通过穿入连接孔的螺栓螺母组件固定连接在一起。本发明所述的防爆试验罐，是为了高速冲击摩擦火花试验而设计的专用防爆罐，其开闭由电机控制，解决了现有罐盖开合不便且费时较长的问题，实现了试验前后罐体内部气体浓度的监测、高速冲击试验板位移及倾角的调整，无需对罐盖进行定时调整，效率高且成本低，能够观察试验弹丸对高速冲击试验板产生的冲击摩擦，并且观察产生的火花是否能引燃爆炸性气体。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明所述防爆试验罐的结构示意图。图2为测试框架的结构示意图。图中：1-罐体，2-罐盖，3-定位杆，4-定位板，5-螺纹杆，6-电机，7-电动阀，8-绝对值编码器，9-伺服电机，10-螺纹导向杆，11-测试框架，12-导向杆，13-观察窗，14-壳体，15-安全阀，16-搅拌用电机，17-下位移传感器，18-上位移传感器，19-高速冲击试验板，20-导向槽，21-止位块。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。一种防爆试验罐，包括罐体1，罐盖2，所述罐体1的罐壁上缘与罐体1中心线平行的设有至少三根定位杆3，每根定位杆3均贯穿罐盖2并且与罐盖2之间呈间隙配合，位于罐盖2上方的所有定位杆3端部均固定于定位板4上，所述定位板4中心沿罐体1中心线贯穿有螺纹杆5，螺纹杆5底部伸出定位板4后与罐盖2中心固定连接，定位板4上表面设有罐盖移动机构，所述罐盖移动机构包括电机6、同轴安装于电机6输出轴上的主锥齿轮、与主锥齿轮相啮合的从锥齿轮，所述从锥齿轮的内圆与螺纹杆5螺纹配合；所述罐体1罐身表面设有电动阀7，电动阀7的阀门允许试验弹丸穿入罐体1内部，所述罐体1罐身表面设有带有绝对值编码器8的伺服电机9，伺服电机9的输出轴上同轴安装有减速器，减速器的输出端伸入罐体1内部且同轴设有导向杆12，导向杆12侧面沿轴向开有导向槽20，导向杆12的自由端活套有表面安装有高速冲击试验板19的测试框架11，与导向杆12相对的罐体1内部固定有螺纹导向杆10，螺纹导向杆10端部伸入测试框架11内并且与测试框架11螺纹连接，与导向槽20相对的测试框架11内固设有与导向槽20滑移配合的止位块21，所述高速冲击试验板19与电动阀7的阀门相对，所述罐体1上设有观察窗13。使用时，在测试框架11一侧或两侧安装高速冲击试验板19，电机6正转且带动主锥齿轮旋转，进而带动从锥齿轮旋转，螺纹杆5向下运行，推动罐盖2沿定位杆3向下运行，直至与罐体1密封扣合后，关闭电机6。伺服电机9受绝对值编码器8的控制驱动导向杆12转动，由于止位块21与导向槽20之间的限位作用，所以转动的导向杆12带动测试框架11转动，实现了测试框架11倾斜角度控制的目的；另外，由于螺纹导向杆10与测试框架11之间的螺纹连接关系，转动的测试框架11进一步与螺纹导向杆10转动配合，使得转动的测试框架11沿螺纹导向杆10横向移动。电动阀7的电动执行机构控制电动阀7的阀门的开合。当试验弹丸在连接枪管内按指令沿预定方向进行冲击时，电动阀7的阀门同时开启，让试验弹丸可以顺利进入罐体1内与高速冲击试验板19发生冲击摩擦，可通过观察窗13观察罐体1内试验弹丸所引起的火花情况。试验弹丸在罐体1内完成冲击后，电机6反转且带动主锥齿轮旋转，进而带动从锥齿轮旋转，螺纹杆5向上运行，带动罐盖2沿定位杆3向上运行，即可开启罐盖2。具体应用时，所述罐体1上分别开有进气口和出气口，这样便于观察所产生的火花是否能引燃爆炸性气体。在本发明中，所述观察窗13优选的位于罐体1中部位置，这样便于更全面的观察试验弹丸在罐体1内的情况。图1所示的观察窗13与测试框架11上的螺纹导向杆10或导向杆12相对，并不意味着本发明所述观察窗13就位于此位置，实际上为了螺纹导向杆10或导向杆12的安装，观察窗13应该避开罐体1上其他部件的安装位置。为了加强罐盖2与罐体1的密封，位于所有定位杆3内侧的罐体1内缘设有与罐盖2下表面密封配合的O型圈。具体使用时，所述螺纹导向杆10和导向杆12的中心线位于同一直线上，电动阀7的阀门中心线与该直线相垂直且位于同一平面内。这样便于冲击的试验弹丸与高速冲击试验板19发生冲击摩擦。如图1所示，所述罐盖移动机构还包括壳体14，所述电机6的输出轴、主锥齿轮、从锥齿轮均位于壳体14内，且壳体14底部固定于定位板4上。具体实施时，所述罐体1上设有安全阀15。优选的，所述罐体1上设有搅拌用电机16，搅拌用电机16的输出轴伸入罐体1内且输出轴端部设有搅拌风叶。搅拌用电机16带动搅拌风叶旋转，可以实现罐体1内的混合气体的快速混合，达到预定的气体配比。具体实施时，为了避免罐盖2与罐体1过于闭合，也为了避免罐盖2上升过高，位于所有定位杆3外侧的罐体1上缘安装有至少一检测罐盖2的下位移传感器17，位于所有定位杆3外侧的罐盖2外缘安装有至少一检测定位板4的上位移传感器18，下位移传感器17和上位移传感器18的信号输出端连接至控制单元上，控制单元将驱动信号发送至驱动器，所述驱动器接收驱动信号后驱动电机6启动或关闭。向下运行的罐盖2运行至预定位置后，下位移传感器17将位移信号输入至控制单元，控制单元将驱动信号发送至驱动器，驱动器接收驱动信号后驱动电机6停止正转，可以避免罐盖2与罐体1过于闭合对罐盖2或罐体1上缘造成损伤、发生变形，当然也可以避免对O型圈的损伤。向上运行的罐盖2运行至预定位置后，上位移传感器18将位移信号输入至控制单元，控制单元将驱动信号发送至驱动器，驱动器接收驱动信号后驱动电机6停止反转，这样可以避免罐盖2上升过高使得罐盖2和定位板4造成损伤或发生变形。优选的，为了避免试验弹丸冲击产生火花引燃罐体1内混合气体后，爆炸产生的冲击气体将罐盖2顶开，所述罐体1上缘向外延伸形成环形外缘，环形外缘以及罐盖2外缘上对应的开有若干连接孔，环形外缘与罐盖2外缘通过穿入连接孔的螺栓螺母组件固定连接在一起。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种防爆试验罐，包括罐体（1），罐盖（2），其特征在于，所述罐体（1）的罐壁上缘与罐体（1）中心线平行的设有至少三根定位杆（3），每根定位杆（3）均贯穿罐盖（2）并且与罐盖（2）之间呈间隙配合，位于罐盖（2）上方的所有定位杆（3）端部均固定于定位板（4）上，所述定位板（4）中心沿罐体（1）中心线贯穿有螺纹杆（5），螺纹杆（5）底部伸出定位板（4）后与罐盖（2）中心固定连接，定位板（4）上表面设有罐盖移动机构，所述罐盖移动机构包括电机（6）、同轴安装于电机（6）输出轴上的主锥齿轮、与主锥齿轮相啮合的从锥齿轮，所述从锥齿轮的内圆与螺纹杆（5）螺纹配合；所述罐体（1）罐身表面设有电动阀（7），电动阀（7）的阀门允许试验弹丸穿入罐体（1）内部，所述罐体（1）罐身表面设有带有绝对值编码器（8）的伺服电机（9），伺服电机（9）的输出轴上同轴安装有减速器，减速器的输出端伸入罐体（1）内部且同轴设有导向杆（12），导向杆（12）侧面沿轴向开有导向槽（20），导向杆（12）的自由端活套有表面安装有高速冲击试验板（19）的测试框架（11），与导向杆（12）相对的罐体（1）内部固定有螺纹导向杆（10），螺纹导向杆（10）端部伸入测试框架（11）内并且与测试框架（11）螺纹连接，与导向槽（20）相对的测试框架（11）内固设有与导向槽（20）滑移配合的止位块（21），所述高速冲击试验板（19）与电动阀（7）的阀门相对，所述罐体（1）上设有观察窗（13）。2.根据权利要求1所述的一种防爆试验罐，其特征在于，位于所有定位杆（3）内侧的罐体（1）内缘设有与罐盖（2）下表面密封配合的O型圈。3.根据权利要求1所述的一种防爆试验罐，其特征在于，所述螺纹导向杆（10）和导向杆（12）的中心线位于同一直线上，电动阀（7）的阀门中心线与该直线相垂直且位于同一平面内。4.根据权利要求1所述的一种防爆试验罐，其特征在于，所述罐盖移动机构还包括壳体（14），所述电机（6）的输出轴、主锥齿轮、从锥齿轮均位于壳体（14）内，且壳体（14）底部固定于定位板（4）上。5.根据权利要求1所述的一种防爆试验罐，其特征在于，所述罐体（1）上设有安全阀（15）。6.根据权利要求1所述的一种防爆试验罐，其特征在于，所述罐体（1）上设有搅拌用电机（16），搅拌用电机（16）的输出轴伸入罐体（1）内且输出轴端部设有搅拌风叶。7.根据权利要求1所述的一种防爆试验罐，其特征在于，位于所有定位杆（3）外侧的罐体（1）上缘安装有至少一检测罐盖（2）的下位移传感器（17），位于所有定位杆（3）外侧的罐盖（2）外缘安装有至少一检测定位板（4）的上位移传感器（18），下位移传感器（17）和上位移传感器（18）的信号输出端连接至控制单元上，控制单元将驱动信号发送至驱动器，所述驱动器接收驱动信号后驱动电机（6）启动或关闭。8.根据权利要求1所述的一种防爆试验罐，其特征在于，所述罐体（1）上缘向外延伸形成环形外缘，环形外缘以及罐盖（2）外缘上对应的开有若干连接孔，环形外缘与罐盖（2）外缘通过穿入连接孔的螺栓螺母组件固定连接在一起。

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