本申請涉及一種試驗及測試裝置，特別是一種泄爆門試驗及測試裝置。

背景技術：
在礦山開采、石油化工、軍工生產等特殊行業(yè)，需要在某些特定建筑空間存放易燃、易爆危險品，這些易爆危險品存放過程中一旦爆炸，產生的沖擊波會對周圍建筑和人員生命安全產生極大損害，為了避免意外爆炸對整個建筑物造成嚴重破壞，目前通用做法在存放空間區(qū)域設置泄爆門、泄爆窗等泄爆裝置，但是傳統(tǒng)的泄爆門、泄爆窗反應速度緩慢，屬于一次性破壞裝置，泄壓過程不夠順利，效果不夠理想。由于泄爆裝置需要承受和抗擊強大的沖擊力，往往難以做成大尺寸規(guī)格，既滿足泄爆要求同時也滿足人員和貨物進出的需要。下面通過對幾個現(xiàn)有技術的具體分析，以說明現(xiàn)有技術中所存在的不足之處，以及本申請所要解決的技術問題。1.泄爆門（授權公告號CN2890288Y）由發(fā)明人張文明設計的實用新型專利申請，其公開了一種泄爆門，該防爆門主要包含門框及門板，其中，門框固定在墻體上并包含上框體、中框體及下框體，門板通過鉸鏈后與門框的中、上框體連接，構成一泄爆門，當室內產生氣爆時，泄爆螺栓因壓力而瞬間斷裂，進而使門板以鉸鏈為支點被氣爆壓力向外推出開啟，而當門板于平時關閉狀態(tài)時，則通過門框上框體及中框體的套合部，以及門板的靠合部的向上傾斜與中框體、下框體斜坡、的靠合，以構成遮蔽作用，進而達到的防水效果。該實用新型存在如下不足：在泄爆門受氣浪沖擊面上，其門框及所包含的上框體、中框體、下框體則被固定在墻體上，這部分面積占受沖擊面總面積的30-40%，其影響了沖擊波能量的有效釋放，使得有效開啟面積減?。辉谑艿綒饫藳_擊時，由于開啟面積較小，勢必造成上框體、中框體及下框體整體被沖擊波撞開，造成泄爆門不可恢復性破壞。2．正負壓差超壓報警泄爆門（授權公告號CN201026430Y）由發(fā)明人哈爾濱除塵設備二廠設計的實用新型專利申請，其公開了一種正負壓差超壓報警泄爆門，該設備適用于空氣過濾器、除塵裝置的安全報警裝置。上述泄爆門設置有一個通向外側的正壓差門和通向外側的負壓差門，二門均通過鉸鏈與殼體鉸接，二門均設有配重和行程開關。當裝置外面壓力小于裝置內部要求壓差時正壓差門打開，內部氣流通過過濾網、正壓差門釋放到外部空間；當裝置內部壓力小于裝置外面要求壓差時負壓差門打開，外部氣流通過過濾網、負壓差門、過濾網，進入到設備內部，已達到泄爆和平衡內外壓力的作用，同時觸發(fā)報警裝置實施報警。該正負壓差超壓報警泄爆門僅適合于空氣過濾器、除塵器等低沖擊能量級別、低爆炸烈度、低通氣量的泄爆窗口使用，由于設計的泄爆通道較小，不適于高沖擊能量級別、高爆炸烈度和瞬間高氣流通過量的泄爆設計，更不適宜作為危險品貨物存放倉庫兼有人員和貨物出入通道使用的功能。3.抗沖擊鋼質泄爆卷簾門（授權公告號CN103225473A）由發(fā)明人上海森林特種鋼門有限公司設計的發(fā)明專利申請，涉及用于存放高風險?；返慕ㄖ锍鋈肟诨蛲ǖ赖目箾_擊鋼質泄爆卷簾門設計，能夠避免或減弱爆炸產生的沖擊波對建筑物造成的損壞，為財產和人員安全提供有效保障。這種抗沖擊鋼質泄爆卷簾門，主要包括簾面，開啟式導軌，當受到爆炸沖擊時，首先泄爆栓被撞斷，開啟式導軌泄爆部圍繞鉸鏈旋轉，呈現(xiàn)開啟狀，沖擊波將卷簾門面破壞并推出室外，起到較好的泄爆、泄壓功能。同時該泄爆卷簾門，平常使用時易于啟閉，實現(xiàn)大尺寸通行門的要求。該發(fā)明專利存在如下不足：（1）在鋼質泄爆卷簾門受氣浪沖擊面上，其上卷閘門箱體和兩側開啟式導軌被固定在墻體上，這部分面積占受沖擊面總面積的10-20%，其影響了沖擊波能量的有效釋放，在受到氣浪沖擊時，由于開啟面積較小，勢必造成上卷閘門箱體和兩側開啟式導軌被沖擊波撞開，造成泄爆門不可恢復性破壞。（2）鋼質泄爆卷簾門的泄爆原理為一次性破壞泄爆，事故發(fā)生后其簾面完全損壞，爆炸產生的煙塵和毒氣被釋放到外部空間，這對周邊建筑和其他人員造成危害。4．滅火泄爆門（專利號ZL94229292.8）由發(fā)明人東北大學設計的實用新型專利申請，屬于工業(yè)粉塵爆炸作用的泄爆試驗裝置。該試驗設備主要由底座、上蓋、泄爆活塞和泄爆圍欄組成，其工作原理當密閉容器內部發(fā)生粉塵爆炸時，壓力波作用在泄爆活塞將其打開泄爆，同時爆炸噴出的已燃和未燃粉塵、火焰，被試驗裝置內部泄爆圍欄填充的過濾介質截留在泄爆室內，火焰也因降溫和過濾介質的滅火作用而熄滅。在泄爆的同時，機構動作開啟報警裝置，從而發(fā)出聲音報警信號。該實用新型存在如下不足：（1）泄爆活塞受導向桿長度的限制，其行程有限，當爆炸能量較大時作用在泄爆活塞上的作用力會將導向桿拉斷，破壞了整套系統(tǒng)的完整性；同時容器內部的導向桿運動組件，在很大程度上限制了容器內部物料的有效存放，因此作為泄爆試驗研究是可行的，而作為實際應用還需要進一步完善。（2）該實用新型所述的“泄爆門”，實際上是沿著一定方向運動的泄爆活塞，其泄爆觸發(fā)機構元器件數(shù)量繁多、運動機構復雜，不適宜作為工業(yè)設備實際運用，更不適宜危險品倉庫貨物及人員進出的通道門使用。（3）該裝置為一個工業(yè)粉塵泄爆作用的試驗裝置，不適于作為工業(yè)化實際應用，更不能作為危險品貨物的倉儲使用。本申請針對上述不足，對現(xiàn)有的危險品貨物和人員出入門進行了泄壓抗爆的改良，對高能量級別、高爆炸烈度和瞬間高氣流通過量的危險品具有良好的泄爆作用。相對于上述現(xiàn)有技術，本申請具有如下好處：1.本申請的泄爆門具有開啟面積大，其有效開啟面積占受沖擊面總面積的100%。2.在沖擊波作用下，本申請的泄爆門將產生左右開啟門的分力，泄爆迅速；當室內壓力釋放完畢，泄爆門自動關閉，防止有毒有害氣體對周邊環(huán)境造成二次傷害。3.本申請將一次性破壞泄爆門，提升為可重復利用泄爆門，在平時還可兼顧防盜功能。降低了企業(yè)運行成本，提高了泄爆門的使用功效。4.該泄爆門除具有泄爆功能外，平時也是危險品貨物和人員出入的通道。申請內容本申請要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，而提供一種泄爆門試驗及測試裝置，該泄爆門試驗及測試裝置能使泄爆門處于不同的角度并能對處于不同角度的泄爆門在泄爆時的各種參數(shù)進行檢測與分析；同時，數(shù)據(jù)采集及分析及時、準確、可靠。為解決上述技術問題，本申請采用的技術方案是：一種泄爆門試驗及測試裝置，包括一個密閉的泄爆容器和置于泄爆容器內的氣爆室，所述泄爆容器的一個側壁主要由泄爆門的門扇組成，所述門扇上設置有壓力傳感器和與壓力傳感器相連接的機敏式泄爆栓；所述泄爆容器與門扇的兩個連接處均設置有一段氣密式可伸縮硬質氣爆壁，兩個氣密式可伸縮硬質氣爆壁能使門扇處于不同的角度；所述門扇的一端通過彈簧鉸鏈與氣密式可伸縮硬質氣爆壁活動連接；所述門扇的另一端通過機敏式泄爆栓將門扇與對應的氣密式可伸縮硬質氣爆壁相鎖定；所述泄爆容器與門扇相對的一側設置有伸入氣爆室的火花塞和與火花塞相連接的點火控制裝置。所述泄爆容器上還設置有煙霧測定儀。所述泄爆容器上還設置有可燃氣體探測器。所述泄爆容器上還設置有泄放安全控制器。所述泄爆容器上還設置有混合氣體入口，該混合氣體入口通過管道連接有真空泵和氣體混合器。所述氣體混合器還通過管道連接有甲烷氣瓶和空氣瓶。還包括分別與壓力傳感器、煙霧測定儀、可燃氣體探測器、泄放安全控制器、點火控制裝置、真空泵、氣體混合器、甲烷氣瓶和空氣瓶相連接的控制中心。所述壓力傳感器包括瞬間動態(tài)壓力數(shù)值采集器、石英壓電動壓傳感器、信號調制解調器、瞬間動態(tài)記錄儀和系統(tǒng)控制器；壓力傳感器能將瞬態(tài)壓力變化值轉換為電信號，通過放大、存儲、數(shù)值分析并產生壓力-時間曲線。所述點火控制裝置包括點火電極、點火線圈和高壓電脈沖發(fā)生器。所述點火控制裝置的點火能量為150mJ。本申請采用上述結構后，上述氣密式可伸縮硬質氣爆壁能使門扇處于不同的開啟角度；泄爆容器能使氣爆室內密閉，通過調整混合氣體中甲烷的比例，能模擬真實發(fā)生的各種環(huán)境下的泄爆狀態(tài)。壓力傳感器等測定儀器能對門扇在不同開啟角度下以及各種模擬環(huán)境下的壓力等數(shù)據(jù)進行監(jiān)測及分析，而且采集的數(shù)據(jù)及時、準確、可靠度高。附圖說明圖1是本申請一種危險品用貨物通道式智能泄爆門-門外正立面結構示意圖；圖2是本申請一種危險品用貨物通道式智能泄爆門-門內正立面結構示意圖；圖3是圖2中沿A-A面的剖面結構示意圖；圖4是圖3中單個門扇開啟受力分析圖；圖5是壓力傳感器未受沖擊時的初始狀態(tài)俯視圖；圖6是壓力傳感器受沖擊后變形狀態(tài)的俯視圖；圖7是壓力傳感器的立面示意圖；圖8是機敏式泄爆栓的俯視結構示意圖；圖9是泄爆門開啟助力系統(tǒng)的縱剖面示意圖；圖10是泄爆門開啟助力系統(tǒng)閉合狀態(tài)示意圖；圖11是泄爆門開啟助力系統(tǒng)開啟狀態(tài)示意圖；圖12是泄爆門試驗及測試裝置的結構示意圖；圖13是銳形夾角α=0°時，壓力傳感器所測量的壓力變化圖；圖14是銳形夾角α=15°時，壓力傳感器所測量的壓力變化圖；圖15是銳形夾角α=30°時，壓力傳感器所測量的壓力變化圖；圖16是甲烷濃度對不同銳形夾角最大泄爆超壓Pred，max的影響；圖17是甲烷濃度對不同銳形夾角最大升壓速率(dP/dt)red,max的影響；圖18是不同泄爆面積下壓力變化趨勢圖。其中有：1.門框；1-1上橫框；1-2門框立柱；1-3下橫框；2.門扇；3.彈簧鉸鏈；3-1.回位彈簧；3-2.鉸鏈懸臂；3-3.旋轉軸；4.電控鎖控制器；5.壓力傳感器；5-1.第一水平滑動限位槽；5-2.壓力感應板；5-3.滑動導輪；5-4.滑動導軌；5-5.第一水平齒條；5-6.報警觸發(fā)開關；5-7.感應器連接板；5-8.報警觸發(fā)開關導槽；6.泄爆門開啟助力系統(tǒng)；6-1.伸縮式頂推栓；6-2.頂推彈簧；6-3.伸縮式套管；6-4基座；6-5.彈簧限位器；7.機敏式泄爆栓；7-1.泄爆栓箱體；7-2.主減速齒輪；7-3.第二水平齒條；7-4.第二水平滑動限位導槽；7-5.鑰匙孔；7-6.天地鎖栓；7-7.水平主鎖栓；7-8.機械式復位彈簧；7-9.水平副鎖栓；7-10.天地鎖栓滑動限位導槽；7-11.鎖具復位彈簧；7-12.機械式碰簧復位機構；7-13.驅動輪；7-14.豎向螺紋；7-15.水平鎖栓安裝板；7-16.天地鎖栓安裝板；8.微處理中心；9.點火控制裝置；10.火花塞；11.氣爆室；12.煙霧測定儀；13.可燃氣體探測器；14.泄放安全控制器；15.真空泵；16.甲烷氣瓶；17.氣體混合器；18.空氣瓶；19.控制中心；20.氣密式可伸縮硬質氣爆壁；21.混合氣體入口。另外，圖中α表示為：當門扇閉合時，門扇與門框立柱所在平面所呈的銳形夾角；圖4中，F(xiàn)表示沖擊波的垂向作用力，F(xiàn)1表示沖擊波對門扇內側面的側向推力；F2表示沖擊波對門扇的軸向拉力；圖12中，β表示泄爆門的門扇開啟的角度。具體實施方式下面結合附圖和具體較佳實施方式對本申請作進一步詳細的說明。如圖1、圖2和圖3所示，一種危險品用貨物通道式智能泄爆門，包括門框1、兩個能相互對開的門扇2、若干個彈簧鉸鏈3、電控鎖控制器4、壓力傳感器5、泄爆門開啟助力系統(tǒng)6、機敏式泄爆栓7和微處理中心8。上述門扇2能夠相互對開，從而使得泄爆時開啟面積大，有效開啟面積能占受沖擊面總面積的100%，故開啟及泄爆迅速。其中，圖3及圖6中的箭頭表示沖擊波的沖擊方向。門框1包括設置于兩個門扇2頂部的上橫框1-1、設置于兩個門扇2底部的下橫框1-3以及設置于兩個門扇2外側的兩根門框立柱1-3。每個門扇2包括外側面、內側面和左右兩個側壁。其中，內側面為爆炸發(fā)生時的受沖擊面，外側面的形狀優(yōu)選如圖1所示，為一塊弧形板，整齊美觀。外側面與內側面之間優(yōu)選為一個中空結構，在中空容腔內可以填充一些緩沖或降低噪音的材料。這種結構的設計，一方面能夠降低門扇的重量，使門扇開啟更為快捷，另一方面，能夠降低爆炸時的噪音對周圍人員的傷害。作為替換，外側面也可以為長方形或其它形狀，外側面與內側面之間也可以為實心結構，均在本申請的保護范圍之內。每個上述門扇2的外側面通過若干個彈簧鉸鏈3與對應的門框立柱1-2相連接。如圖4所示，每個彈簧鉸鏈3包括設置在門框立柱1-2外側面上的回位彈簧3-1、設置在每個門扇2外側面上的旋轉軸3-3以及將回位彈簧3-1和旋轉軸3-3連接的鉸鏈懸臂3-2。在門扇2受到沖擊打開并完成泄壓后，門扇2能在彈簧鉸鏈3的作用下，快速關閉，減少空氣對流，抑制屋內火情的發(fā)生與擴散。如圖3和圖4所示，當兩個門扇2閉合時，每個門扇2的內側面與門框立柱1-2所在平面呈一個銳形夾角α。該銳形夾角α的角度優(yōu)選為15-30°，最佳值為30°。關于銳形夾角α的角度值的選擇問題，是本申請的一個創(chuàng)新，具體分析見后續(xù)的泄爆門在不同銳形夾角α時的壓力試驗結果及數(shù)據(jù)分析。如圖4所示，上述銳形夾角α的設置，當發(fā)生爆炸時，爆炸沖擊波作用在門扇2內側面的垂向作用力F將產生左右開啟門的分力F1和F2。其中，F(xiàn)1為沖擊波垂向作用力F對門扇2內側面的側向推力；F2為沖擊波垂向作用力F對門扇2的軸向拉力。在泄爆門解除約束狀態(tài)下，F(xiàn)1分力能促使門扇2迅速開啟。上述壓力傳感器5鑲嵌在上橫框1-1的內側面上，壓力傳感器5與機敏式泄爆栓7通過機械相連接，優(yōu)選通過齒輪相連接。齒輪包括主減速齒輪7-2和與主減速齒輪7-2同軸設置的驅動輪7-13，主減速齒輪7-2能在驅動輪7-13的帶動下旋轉。壓力傳感器5能夠感應到室內壓力的異常變化，當壓力傳感器5感應到室內壓力異常升高時，壓力傳感器5將帶動機敏式泄爆栓7退出鎖孔，在極短時間內解除對門扇2的鎖定及約束，使泄壓過程迅速、快捷。如圖5、圖6和圖7所示，壓力傳感器5包括鑲嵌于上橫框1-1內側面中且具有彈性的壓力感應板5-2和與壓力感應板5-2內側面中心處固定連接的感應器連接板5-7。該感應器連接板5-7上設置有與驅動輪7-13相嚙合的第一水平齒條5-5。上述壓力感應板5-2的壓力感應值能夠調節(jié)，從而能實現(xiàn)對不同泄爆峰值的隨時調節(jié)。壓力感應板5-2的壓力感應值有如下兩種具體調節(jié)方式。1.通過調節(jié)壓力感應板5-2的長度，來調節(jié)壓力感應板5-2的壓力感應值。壓力感應板5-2的長度調節(jié)方式為：在壓力感應板5-2的兩端均設置有滑動導軌5-4和位于滑動導軌5-4內的滑動導輪5-3。調節(jié)滑動導輪5-3的鎖緊位置，即可根據(jù)需要，調節(jié)壓力感應板5-2的長度。通過更換壓力感應板5-2的彈性型號，來調節(jié)壓力感應板5-2的壓力感應值。如將壓力感應板5-2與門框1之間設置為可拆卸連接，也可以為第一種的滑動導軌5-4和滑動導輪5-3的連接。通過上述調節(jié)方式，根據(jù)最大泄爆超壓值的要求，能夠隨意調整壓力傳感器5的壓力感應閾值，從而對泄爆壓力感應靈敏度進行調整，可有效地泄除室內壓力，并在設計壓力感應范圍內自動報警，自動開啟泄爆門窗，實現(xiàn)減壓排放。上述感應器連接板5-7還設置有第一水平滑動限位導槽5-1、報警觸發(fā)開關導槽5-8和位于報警觸發(fā)開關導槽5-8內的報警觸發(fā)開關5-6。第一水平滑動限位導槽5-1能對感應器連接板5-7的水平滑動進行限位。上述壓力感應板5-2在未受到爆炸沖擊時，處于如圖5所示的初始狀態(tài)。當壓力感應板5-2感受到室內有可燃性物質爆炸時，爆炸沖擊波將作用于壓力感應板5-2。由于壓力感應板5-2兩端受到滑動導輪5-3和滑動導軌5-4兩者的共同限制，使得壓力感應板5-2向外側發(fā)生變形，受沖擊波后變形狀態(tài)，如圖6所示。如圖8所示，上述機敏式泄爆栓7設置在門扇2中，其包括鑲嵌于其中一個門扇2中的泄爆栓箱體7-1、均滑動設置于泄爆栓箱體7-1上的水平鎖栓和天地鎖栓7-6。水平鎖栓用于將兩個門扇2之間相互鎖緊，水平鎖栓包括水平主鎖栓7-7和水平副鎖栓7-9。水平鎖栓優(yōu)選通過水平鎖栓安裝板7-15滑動設置在泄爆栓箱體7-1上，水平鎖栓安裝板7-15與水平鎖栓為一體結構。水平鎖栓安裝板7-15的一端設置有水平主鎖栓7-7和水平副鎖栓7-9，水平鎖栓安裝板7-15（也即水平鎖栓）的另一端設置有第二水平齒條7-3。水平鎖栓安裝板7-15上還設置有能對其水平位移進行限位的第二水平滑動限位導槽7-4。天地鎖栓7-6用于將門扇2與下橫框1-3鎖緊。天地鎖栓7-6優(yōu)選通過天地鎖栓安裝板7-16滑動設置在泄爆栓箱體7-1上，優(yōu)選為一體結構。天地鎖栓安裝板7-16上設置有能對其豎向位移進行限位的天地鎖栓滑動限位導槽7-10。天地鎖栓安裝板7-16（也即天地鎖栓7-6）的頂端鄰近水平鎖栓安裝板7-15的一側設置有豎向螺紋7-14，天地鎖栓安裝板7-16的底端設置有天地鎖栓7-6。泄爆栓箱體7-1上還設置有能夠旋轉且能與第二水平齒條7-3和豎向螺紋7-14均相互嚙合的主減速齒輪7-2、兩個能將水平鎖栓或天地鎖栓7-6進行鎖止的鎖具復位彈簧7-11以及鑰匙孔7-5。鑰匙孔7-5能在電控鎖控制器4故障時，利用鑰匙打開機敏式泄爆栓7。水平副鎖栓7-9的前端設置有機械式復位碰簧7-8，水平副鎖栓7-9的后端設置有機械式碰簧復位機構7-12。當門扇2閉合時，門扇2能觸發(fā)機械式復位碰簧7-8，機械式復位碰簧7-8使主減速齒輪7-2轉動，解除水平主鎖栓7-7和天地鎖栓7-6的退位鎖止狀態(tài)。如圖2、圖3、圖10和圖11所示，每個門框立柱1-2內鑲嵌有能推動門扇2開啟的泄爆門開啟助力系統(tǒng)6。如圖9所示，每個泄爆門開啟助力系統(tǒng)6均包括中空的伸縮式頂推栓6-1和固定設置于伸縮式頂推栓6-1內腔的頂推彈簧6-2。伸縮式頂推栓6-1與頂推彈簧6-2的一端連接，頂推彈簧6-2的另一端連接有彈簧限位器6-5，彈簧限位器6-5設置在基座6-4中，而基座則位于門框立柱1-2內。同時，彈簧限位器6-5的頂部設置有伸縮式套管6-3，該伸縮式套管6-3與伸縮式頂推栓6-1固定連接，使得伸縮式頂推栓6-1只能沿著軸向運動。伸縮式頂推栓6-1的頂端與鄰近門框立柱1-2的門扇2側壁相接觸。門框1上還設置有微處理中心8和用于控制機敏式泄爆栓7自動啟閉的電控鎖控制器4。當室內的壓力正常時，機敏式泄爆栓7能起到鎖芯的作用，通過電控鎖控制器4來控制機敏式泄爆栓7的開啟與閉合，發(fā)揮基本的防盜功能。如圖10所示，正常情況下，門扇2處于閉合狀態(tài)，門扇2將伸縮式頂推栓6-1推入基座6-4內，此時頂推彈簧6-2被壓縮處于儲能狀態(tài)。如圖11所示，當室內有可燃性物質爆炸時，壓力傳感器5中的壓力感應板5-2向室外變形，感應器連接板5-7隨著壓力感應板5-2向室外水平滑動，感應器連接板5-7帶動第一水平齒條5-5移動，第一水平齒條5-5又帶動主減速齒輪7-2旋轉，進而帶動機敏式泄爆栓7退出鎖孔，解除了門扇2的約束。然后，泄爆門開啟助力系統(tǒng)6啟動，其在頂推彈簧6-2的作用下，通過伸縮式頂推栓6-1將門扇2打開，并在沖擊波產生的側向推力F1的作用下，實現(xiàn)門扇2的完全開啟，實現(xiàn)迅速泄爆作用。與此同時，由于感應器連接板5-7的移動，從而帶動觸頭觸發(fā)了報警觸發(fā)開關5-6，微處理中心8將開啟報警燈，并使電磁鎖自動斷電，從而打開其它泄爆設施，達到泄爆目的。在泄壓的同時，微處理中心8還能給特定的機構發(fā)出警報。泄爆工作完成后，壓力感應板5-2在自身鋼板彈性作用下自動彈回，恢復原位。與此同時，感應器連接板5-7也向著室內的方向移動，并帶動驅動輪7-13方向轉動。驅動輪7-13的反向轉動，將驅動水平鎖栓和天地鎖栓7-6將門扇2鎖緊。為了檢驗設計的合理性，使其達到最佳的泄爆效果，為此，申請人建立了一套泄爆門泄爆門試驗及測試裝置。一種泄爆門試驗及測試裝置，如圖12所示，包括一個密閉的泄爆容器和置于泄爆容器內的氣爆室11。上述泄爆容器的形狀優(yōu)選為密閉方柱形，其長、寬和高尺寸分別為210*500*500mm。泄爆容器由四個側壁組成，如圖12所示，其中一個側壁，也即右側壁，主要由泄爆門的一個門扇2組成。與門扇2相對的一個側壁上，也即左側壁上設置有伸入氣爆室11的火花塞10和與火花塞10相連接的點火控制裝置9；點火控制裝置9包括點火電極、點火線圈和高壓電脈沖發(fā)生器，點火能量能達到150mJ。泄爆容器的上側壁上設置有煙霧測定儀12和可燃氣體探測器13。泄爆容器的下側壁上設置有一個混合氣體入口21和泄放安全控制器14。作為替換，火花塞10、煙霧測定儀12、可燃氣體探測器13、混合氣體入口21和泄放安全控制器14的設置位置，可以根據(jù)實際需要進行調換，本申請只是給出了一個最佳實施例。泄爆容器上側壁鄰近門扇2的一端和泄爆容器下側壁鄰近門扇2的一端均密封固定連接有一段氣密式可伸縮硬質氣爆壁20。上述門扇2上設置有壓力傳感器5和與壓力傳感器5相連接的機敏式泄爆栓7。門扇2的一端通過彈簧鉸鏈與位于泄爆容器下側壁上的氣密式可伸縮硬質氣爆壁20活動連接；門扇2的另一端通過機敏式泄爆栓7將門扇2與位于泄爆容器上側壁上的的氣密式可伸縮硬質氣爆壁20相鎖定。兩個上述氣密式可伸縮硬質氣爆壁20能使門扇2處于不同的角度。上述混合氣體入口21通過管道、氣爆室氣閥、真空閥和混合氣閥連接有真空泵15和氣體混合器17。氣體混合器17通過管道和單向回止閥連接有甲烷氣瓶16和空氣瓶18。上述泄爆容器的外側還設置有分別與壓力傳感器5、煙霧測定儀12、可燃氣體探測器13、泄放安全控制器14、點火控制裝置9、真空泵15、氣體混合器17、甲烷氣瓶16和空氣瓶18相連接的控制中心19，該控制中心19優(yōu)選為帶有控制程序的計算機。上述壓力傳感器5包括瞬間動態(tài)壓力數(shù)值采集器；石英壓電動壓傳感器，優(yōu)選為Iistler211B型，量程為0.7MPa；信號調制解調器，優(yōu)選為Kistler5124型12通道；瞬間動態(tài)記錄儀，優(yōu)選為JV5200型8通道，10bit，采樣頻率20MHz；系統(tǒng)控制器，優(yōu)選為VXI154型。壓力傳感器采用上述配置后，能將瞬態(tài)壓力變化值轉換為電信號，通過放大、存儲、數(shù)值分析并產生壓力-時間曲線。利用上述泄爆門試驗及測試裝置進行實驗操作的步驟如下：（1）門扇2角度調整：打開泄爆門的門扇2，清理氣爆室11，調試各測試單元處于最佳狀態(tài)，調整門扇2的開啟角度β，再將門扇2關閉并密封好。（2）混合氣體注入：打開計算機中的控制程序，控制程序能使氣爆室閥和真空閥打開，真空泵15開啟，從而將氣爆室11內的多余空氣抽出。然后，打開甲烷氣瓶16，通過單向回止閥，按照試驗比例向氣體混合器17充入一定比例的甲烷氣體，再次打開氣爆室氣閥，將混合氣體注入氣爆室11內。（3）點火：控制中心19啟動點火控制裝置9，產生脈沖高壓電，在火花塞10兩電極間進行高壓放電，產生電火花引燃甲烷混合氣體產生爆炸。當爆炸壓力作用泄爆門時，實現(xiàn)泄爆門受力試驗。（4）壓力檢測：在點火的同時，壓力傳感器5、煙霧測定儀12、可燃氣體探測器13開始采集數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)傳入控制中心19，控制中心19經過處理，得出爆炸壓力隨時間變化的曲線圖。（5）泄壓：當壓力傳感器5檢測到壓力達到設定值時，機敏式泄爆栓7退鎖，門扇2開啟，開始泄壓；泄放安全控制器14也開始進行監(jiān)測。實驗結果分析（1）泄爆門的門扇2開啟的角度β與所受沖擊力分析在泄爆過程中設置門扇2與爆炸沖擊方向呈現(xiàn)一定夾角，如圖12所示，檢測門扇2受爆炸壓力變化曲線，實驗采用甲烷濃度為500g/m3、設定泄爆門夾角分別為0°，15°，30°，其動作壓力為0.110MPa，按上述試驗步驟所測得在不同角度下的壓力-時間曲線關系，分別如圖13、圖14和圖15所示。由圖中數(shù)據(jù)分析得出，在門扇2開啟角度為0°試驗中，甲烷混合氣爆燃后泄爆容器11內的壓力逐漸增加，并將能量逐漸向外傳播到門扇2，使得壓力傳感器5壓力數(shù)值迅速升高，當壓力達到0.095MPa時，門扇2迅速開啟并將能量釋放，此時從爆燃到泄爆開啟時間為t=94.5ms，開啟后，泄爆容器11內的壓力迅速下降，當t=105.2ms時，泄爆超壓值為0MPa，計算沖擊波傳播距離為500mm，其平均速度為250m/s。比較發(fā)現(xiàn)泄爆門門扇開啟角度與其所承受的最大泄爆超壓力有著密切的相關性，當泄爆門開啟角度為0°時，最大泄爆超壓值為0.095MPa，其開啟時間為t=94.5ms；當開啟角度為15°時，最大泄爆超壓值為0.071MPa，其開啟時間為t=102.4ms；開啟角度為30°時，最大泄爆超壓值為0.052MPa，其開啟時間為t=108.8ms。上述實驗說明泄爆門開啟角度在0°到30°范圍內，隨著泄爆門開啟角度的增加，其最大泄爆超壓值越小，泄爆門所承受的沖擊力也就越小，因此，泄爆門設置一定的角度，在開啟反應速度不變的情況下，提高了設備的安全性。（2）泄爆門的門扇2開啟的角度β與開啟反應時間關系實驗采用甲烷濃度為500g/m3、設定泄爆門夾角分別為0°，15°，30°，其動作壓力為0.110MPa，按上述試驗步驟所測得在不同角度下的壓力-時間曲線關系，分別如圖13、圖14和圖15所示。由圖中數(shù)據(jù)分析得出，在泄爆門開啟角度與開啟反應時間變化不顯著。比較發(fā)現(xiàn)當泄爆門開啟角度為0°時，開啟時間為t=94.5ms，此時其最大泄爆超壓值為0.095MPa，；當開啟角度為15°時，開啟時間為t=102.4ms，此時其最大泄爆超壓值為0.071MPa；開啟角度為30°時，其開啟時間為t=108.8ms，此時其最大泄爆超壓值為0.052MPa。上述實驗說明泄爆門開啟角度在0°到30°范圍內，隨著泄爆門開啟角度的增加，其開啟反應時間變化不顯著。（3）甲烷濃度在泄爆過程中對泄爆門內外壓力的影響在密閉容器的甲烷燃爆泄放研究中，甲烷濃度都是一個非常重要的參數(shù)，試驗以不同濃度甲烷氣體在爆炸泄放過程中所起的作用進行研究。泄爆門最大泄爆超壓值Pred,max和泄爆時的最大升壓速率(dP/dt)red,max是衡量被測試對象對爆炸沖擊波抵抗能力的重要指標。實驗研究所用的甲烷濃度分別為300g/m3，400g/m3，500g/m3，600g/m3，700g/m3，800g/m3，900g/m3，泄爆門開啟角度分別為0°，15°，30°，監(jiān)測甲烷濃度對不同開啟角度的泄爆門最大泄爆超壓Pred,max的影響，如圖16所示。以及在此情況下，甲烷濃度對不同開啟角度的泄爆門最大升壓速率(dP/dt)red,max的影響，如圖17所示。隨著甲烷濃度的增大，對不同開啟角度的泄爆門最大泄爆超壓值Pred,max和泄爆時的最大升壓速率(dP/dt)red,max均呈現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢，且隨著泄爆門開啟角度的增加Pred,max值與(dP/dt)red,max值在逐漸減小。這說明高壓氣體伴隨著大量己燃、未燃和正在燃燒的空氣-可燃甲烷混合物產生了劇烈燃燒，由此產生的沖擊波與反向沖擊波作用于反應容器和泄爆門，破壞了容器內的穩(wěn)定狀態(tài)，產生了強烈的湍動，并使燃燒速率急劇上升，瞬間對泄爆門產生最大泄爆超壓，對泄爆門產生破壞作用。上述實驗說明泄爆門的開啟一定的角度，能夠提高泄爆門對沖擊波的抵抗作用。（4）不同泄爆門面積與所受壓力變化關系實驗采用甲烷-空氣預混氣體，甲烷濃度500g/m3，設備初始壓力為環(huán)境壓力，其動作壓力為0.120MPa，設定泄爆門面積分別為15×15cm2、15×20cm2、15×30cm2，考察不同泄爆面積情況下容器內壓力變化趨勢如圖18所示。為了實現(xiàn)對不同面積泄爆門所受壓力變化試驗，試驗裝置在與被測泄爆門連接處，采用氣密式可伸縮硬質壁20的設計，可根據(jù)泄爆門面積的大小調整泄爆容器的尺寸，實現(xiàn)密閉連接，同時可拆卸鉸鏈，方便不同泄爆門的安裝。由圖18中數(shù)據(jù)分析得出，從開始點火(t=0ms)到泄爆門開啟時間段，前60ms內三條壓力曲線彼此重合，不同泄爆門所受壓力基本相同，60ms后不同泄爆面積下的容器內壓力曲線呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。當泄爆門面積為15×15cm2時，泄爆門開啟后壓力并沒有立即下降，反而呈現(xiàn)出繼續(xù)上升的趨勢，在98ms達到峰值點0.192MPa，此后壓力迅速下降，在120ms降至環(huán)境壓力。泄爆門面積為1.5×20cm2時，泄爆門開啟后壓力下降，并在73ms處出現(xiàn)第二峰值0.068MPa，此后壓力迅速下降，在87ms時間點時壓力降至環(huán)境壓力。當泄爆門面積為15×30cm2時，泄爆門開啟后壓力立即下降，此時時間點為61ms，該曲線又在69ms處出現(xiàn)小幅壓力回升現(xiàn)象并迅速回落，此后在80ms下降至環(huán)境壓力。上述實驗說明當泄爆面積足夠大時，泄爆門開啟后容器內壓力才會出現(xiàn)迅速下降的現(xiàn)象。因此采用較大面積泄爆門，其開啟后容器內壓力下降均勻，壓力下降迅速，容器內部壓力降至環(huán)境壓力所需時問更短。