Устройство для испытания твердых материалов на искрообразование

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИСКРООБРАЗОВАНИЕ(71) Заявитель Учреждение Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь(72) Авторы Кудряшов Александр Николаевич Лущик Анатолий Петрович Иванов Юрий Сергеевич Климович Андрей Станиславович Стрижак Игорь Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение Научноисследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь(57) Устройство для испытания твердых материалов на искрообразование, включающее реакционный сосуд, снабженный системой создания и поддержания вакуума, газовый баллон, трубопроводы и арматуру для соединения упомянутого реакционного сосуда с газовым баллоном, отличающееся тем, что оно содержит устройство для приготовления паровоздушной смеси, трубопроводы и арматуру для соединения этого устройства с реакционным сосудом и систему автоматического регулирования температуры взрывоопасной смеси в реакционном сосуде.(56) 1. Шебеко Ю.Н., Навценя В.Ю., Костюхин А.К. и др. Методы исследования искробезопасности материалов // Пожаробезопасность. - 2000. -1. - С. 18-27. 36292007.06.30 Полезная модель относится к области противопожарной защиты, в частности к устройствам для испытания материалов на фрикционную искробезопасность в средах взрывоопасных смесей. Фрикционные искры, которые образуются при трении или соударении рабочих частей технологических машин, а также при выполнении обслуживающим персоналом технологических и ремонтных работ, являются одним из распространенных источников восгорания взрывоопасных смесей. Известно устройство для испытания твердых материалов на искрообразование в реально существующих средах газовоздушных смесей, которое содержит реакционный сосуд, снабженный системой создания и поддержания вакуума, газовый баллон, трубопроводы и арматуру для соединения упомянутого реакционного сосуда с газовым баллоном 1. Реакционный сосуд в известном устройстве выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической емкости, закрываемой крышкой, и содержит механизм установки исследуемого образца в виде пластины, диск (как правило, из стали Ст 45). Устройство содержит также электродвигатель, связанный с упомянутым диском, и источник зажигания, используемый для контрольного воспламенения газовоздушной смеси в реакционном сосуде в случае, если эта смесь не воспламенилась во время испытаний от фрикционных искр. Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет проводить испытания твердых материалов на искрообразование в среде паровоздушных взрывоопасных смесей. Необходимость таких испытаний вызвана тем, что при современном производстве работа оборудования осуществляется не только в средах потенциально взрывоопасных газовоздушных смесей, но и в средах потенциально взрывоопасных паровоздушных смесей. Другими словами, известное устройство не позволяет проводить испытания материалов на искрообразование в условиях, близких к реально существующим, поэтому результаты этих испытаний имеют низкую достоверность. Задачей настоящей полезной модели является повышение достоверности результатов испытаний на искрообразование. Поставленная задача решается тем, что в заявляемое устройство для испытания твердых материалов на искрообразование, включающее реакционный сосуд, снабженный системой создания и поддержания вакуума, газовый баллон, трубопроводы и арматуру для соединения упомянутого реакционного сосуда с газовым баллоном, содержит также устройство для приготовления паровоздушной смеси, трубопроводы и арматуру для соединения этого устройства с реакционным сосудом и снабжено системой автоматического регулирования температуры взрывоопасной смеси в реакционном сосуде. Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображен один из возможных вариантов устройства для испытания твердых материалов на искрообразование в соответствии с заявляемой полезной моделью. Устройство включает реакционный сосуд 1 с крышкой 2, который снабжен нагревателем 3 и системой 4 автоматического контроля и регулирования температуры взрывоопасных паровоздушных смесей внутри реакционного сосуда, чтобы избежать конденсации паров на стенках реакционного сосуда в процессе проведения испытаний. Реакционный сосуд 1 снабжен держателем исследуемого образца и установленным с возможностью вращения и соединенным с электродвигателем 5 диском, который вместе с исследуемым образцом составляет фрикционную пару (держатель исследуемого образца и диск на чертеже не показаны). Реакционный сосуд снабжен также свечой 6 зажигания взрывоопасной смеси в реакционном сосуде. Устройство включает также газовый баллон 7, связанный с реакционным сосудом 1 трубопроводом 8 и арматурой 9, позволяющей осуществлять дозированное поступление газа в реакционный сосуд 1, и устройство 10 приготовления паровоздушной смеси, также 2 36292007.06.30 связанное с реакционным сосудом трубопроводом 8 и арматурой 9, позволяющей осуществлять дозированное поступление паровоздушной смеси в реакционный сосуд 1. Система создания и поддержания вакуума внутри реакционного сосуда включает вакуумный насос 11, арматуру 12, вакуумметр 13 с арматурой 14. Устройство снабжено также компрессором 15, связанным с реакционным сосудом трубопроводом 16 и арматурой 17, позволяющей осуществлять продувку реакционного сосуда, т.е. удалять из реакционного сосуда продукты сгорания взрывоопасной смеси. Манометр 18 служит для фиксации давления в реакционном сосуде, при котором произошло восгорание взрывоопасной смеси. Заявляемое в качестве полезной модели устройство для испытания твердых материалов на искрообразование работает следующим образом. Снимают крышку 2 реакционного сосуда 1 и устанавливают диск и испытуемый образец в виде пластины, которые образуют фрикционную пару. Закрепляют на свече 6 зажигания нихромовую проволоку диаметром 0,2 мм и длиной 2-3 мм. Включают электродвигатель 5 и увеличивают число оборотов до тех пор, пока на фрикционной паре не появятся искры. Фиксируют число оборотов электродвигателя, при котором произошло появление искр. Выключают электродвигатель 5, крышку 2 устанавливают на реакционный сосуд и равномерно зажимают по окружности болтами, обеспечив необходимое прижатие ее к сосуду 1, обеспечивающее возможность дальнейшего вакуумирования реакционного сосуда 1. Затем устанавливают арматуру 9 в такое положение, чтобы газ из газового баллона 7 не поступал в реакционный сосуд, при этом арматуру 17 также устанавливают в закрытое положение, арматуру 14 вакуумметра 13 - в открытое, арматуру 12 вакуумного насоса 11 в открытое. Включают вакуумный насос 11 и вакуумируют реакционный сосуд 1 до остаточного давления 0,5 кПа. Открывают арматуру 9 и по парциальным давлениям подают в реакционный сосуд компоненты газа из баллона 7 или паровоздушной смеси из устройства 10 приготовления паровоздушной смеси. Включают систему 4 автоматического регулирования температуры взрывоопасной смеси в реакционном сосуде 1 и подогревают реакционный сосуд до температуры, при которой не образуется конденсат на стенках реакционного сосуда. Образование конденсата на стенках реакционного сосуда 2 в значительной мере снижает достоверность результатов измерения, поскольку изменяется среда испытаний. Кроме того, конденсат снижает видимость процессов, происходящих в реакционном сосуде, что также ведет к снижению достоверности испытаний. Отсутствие системы автоматического регулирования температуры взрывоопасной смеси в реакционном сосуде в силу вышеизложенного делает вообще невозможным проведение испытаний в среде паровоздушных смесей. Затем закрывают арматуру 9 в канале подачи газа из газового баллона 7, арматуру 14 вакуумметра 13, арматуру 12 вакуумного насоса 11 и открывают арматуру 17 для выпуска отработанных газов и выравнивания давления в реакционном сосуде с атмосферным. При этом выходной патрубок арматуры 17 должен находиться в зоне вытяжного устройства и быть повернут в сторону от операторов. Затем включают электродвигатель, с помощью секундомера фиксируют время от момента включения электродвигателя до момента восгорания газо- или паровоздушной смеси. Погрешность измерения указанного времени должна быть не более 0,1 с. Момент восгорания смеси определяют по скачку давления в реакционном сосуде, который виден на манометре 18, или визуально через смотровое окно реакционного сосуда. Если воспламенение смеси не происходит в течение 1 мин после включения электродвигателя, регистрируют отсутствие воспламенения горючей смеси и выключают электродвигатель и осуществляют контрольное зажигание смеси с помощью свечи 6 зажигания. Арматуру 14 вакуумметра 13 переводят в положение продувка и включают компрессор 15. Продувку реакционного сосуда осуществляют не менее 300 с. 3 36292007.06.30 Далее повторяют процедуру испытаний, как описано выше, увеличивая число оборотов электродвигателя до тех пор, пока не произойдет восгорание газо- или паровоздушной смеси. Фиксируют число оборотов электродвигателя, при котором произошло возгорание. Повторяют процедуру испытаний для каждого состава газо- или паровоздушной смеси и зафиксированного числа оборотов электродвигателя не менее пяти раз. На этом испытания в данной среде считаются завершенными. По сравнению с известным уровнем, заявляемое в качестве полезной модели устройство для испытания на искрообразование позволяет проводить испытания не только в среде газовоздушных смесей, но и в среде паровоздушных смесей, что обеспечивает оценку искробезопасности материалов, применяемых в широком спектре потенциально взрыво- и пожароопасных сред. Это в значительной мере приближает испытания твердых материалов на искрообразование к реальным условиям и тем самым повышает достоверность этих испытаний, что в свою очередь позволяет исключить в конкретных условиях применение тех материалов, от которых может произойти восгорание упомянутых смесей, и, следовательно, существенно повысить безопасность производства. В настоящее время изготовлен макет заявляемого устройства. Испытания подтвердили вышеизложенные выводы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4