SU857831A1

SU857831A1 - Method of investigating spark discharge igniting capability

Info

Publication number: SU857831A1
Application number: SU792824843A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Щукин
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6758
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1981-08-23

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для исследования и борьбы со статическим электричеством и может быть использовано при оценке опасности электростатических разрядов с поверхностей диэлектрических жидкостей в различных ' отраслях промышленности.The invention relates to devices intended for research and control of static electricity and can be used in assessing the danger of electrostatic discharges from the surfaces of dielectric fluids in various industries.

Известно, что при транспортировании легковоспламеняющихся жидкостей по трубопроводам, заполнении резервуаров , перемешивании и разбрызгивании на поверхности жидкостей накапливаются заряды статического электричества. Увеличение поверхностного 15 потенциала до определенного уровня может привести к возникновению электрического искрового разряда с поверхности заряженной жидкости и воспламенению жидкости (1), 20It is known that when transporting flammable liquids through pipelines, filling tanks, mixing and spraying on the surface of liquids, static charges are accumulated. An increase in the surface potential 15 to a certain level can lead to the appearance of an electric spark discharge from the surface of a charged liquid and ignition of the liquid (1), 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для исследования воспламеняющей способности искровых разрядов с' __ поверхности электростатически заряженной жидкости, содержащее камеру из диэлектрического материала, в которой расположены зарядный и разрядный электроды, нагреватель камеры, расположенный вне камеры, и трубо- 30 провод для подачи воздуха, подведенный в ней. Воспламенение паровоздушной смеси над поверхностью жидкое ти свидетельствует о том, что энергия искровопо разряда с поверхности жидкости на разрядный электрод превышает значение минимальной энергии воспламенения данной паровоздушной смеси 12].The closest to the proposed technical essence is a device for studying the flammability of spark discharges from the __ surface of an electrostatically charged liquid, containing a chamber of dielectric material in which charging and discharge electrodes are located, a chamber heater located outside the chamber, and a pipe air supply failed in it. Ignition of the vapor – air mixture above the liquid surface indicates that the energy of spark discharge from the surface of the liquid to the discharge electrode exceeds the value of the minimum ignition energy of this vapor – air mixture 12].

Недостатками известного устройства являются йизкая точность при определении воспламеняющей способности искровых разрядов, так как камера не позволяет исследовать разряды с поверхности жидкости при повышенных давлениях; невозможность точного измерения величины заряда, переносимого в разряде с поверхности заряженной жидкости на разрядный электрод. Кроме того, на поверхности жидкости при разрядах возникают стоячие волны, что также снижает точность измерения.The disadvantages of the known device are low accuracy in determining the flammability of spark discharges, since the camera does not allow to study discharges from the surface of the liquid at elevated pressures; the impossibility of accurately measuring the magnitude of the charge transferred in the discharge from the surface of the charged liquid to the discharge electrode. In addition, standing waves appear on the liquid surface during discharges, which also reduces the measurement accuracy.

Цель изобретения - повышение точности определения.The purpose of the invention is improving the accuracy of determination.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования воспламеняющей способности искровых разрядов с поверхности электростатически заряженных жидкостей, содер3 жащем камеру из диэлектрического материала, зарядный и разрядный электрода; размещенные в ней, нагреватель, расположенный вне камеры, и трубопровод для подачи воздуха, подведенный к камере, камера размещена в герметичном стальном корпусе и выполнена с квадратным внутренним сечением, а трубопровод для подачи воздуха подведен к верхней части камеры.This goal is achieved by the fact that in a device for studying the flammability of spark discharges from the surface of electrostatically charged liquids, containing a chamber of dielectric material, a charging and discharge electrode; placed in it, a heater located outside the chamber, and an air supply pipe led to the camera, the camera is housed in a sealed steel case and is made with a square internal section, and the air supply pipe is connected to the upper part of the camera.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для исследования воспламеняющей способности искровых разрядов.The drawing schematically shows the proposed device for studying the flammability of spark discharges.

Устройство содержит цилиндрическую камеру 1 из диэлектрического материала (фторопласта), два электрода 15 (зарядный 2 и разрядный 3) и герметичный стальной корпус 4, в котором помещена камера. Внутренняя полость цилиндрической камеры имеет квадратное сечение, что устраняет возникно- 20 венйе на поверхности жидкости стоячих вод. Корпус 4 с трубопроводом 5 через осушитель 6 и регулятор 7 воздуха соединяется с баллоном 8 со сжатым азотом и снабжен устройством для „ нагревания, измерения и регулирования температуры жидкости, состоящим из электропечей 9, термопары 10 и регулятора 11 температуры. Разрядный электрод 3 с помощью коаксиального высокочастотного кабеля соединении с RC-цепочкой 12 и входом многоканального амплитудного анализатора 13 импульсов (АИ).The device comprises a cylindrical chamber 1 of dielectric material (fluoroplastic), two electrodes 15 (charging 2 and discharge 3) and a sealed steel housing 4, in which the chamber is placed. The internal cavity of the cylindrical chamber has a square cross section, which eliminates the occurrence of 20 weniers on the surface of a liquid of stagnant water. The housing 4 with a pipeline 5 through a dehumidifier 6 and an air regulator 7 is connected to a cylinder 8 with compressed nitrogen and is equipped with a device for heating, measuring and regulating the temperature of the liquid, consisting of an electric furnace 9, a thermocouple 10 and a temperature controller 11. The discharge electrode 3 using a coaxial high-frequency cable connected to an RC circuit 12 and the input of a multichannel amplitude analyzer 13 pulses (AI).

Устройство работает следующим образом. 35The device operates as follows. 35

С помощью устройства для нагрева-, ния, измерения и регулирования температуры залитая в камеру 1 испытуемая жидкость нагревается до требуе- 40 мой температуры. Внутри герметично,го корпуса 4 регулятором 7 давления' создается необходимое давление азота, подаваемого через трубопровод 5 из баллона. Для осушения азота 45 служит осушитель .Using a device for heating, measuring, and regulating the temperature, the test liquid poured into chamber 1 is heated to the required temperature of 40. Inside the hermetically sealed case 4, the pressure regulator 7 creates the necessary pressure of nitrogen supplied through the pipeline 5 from the cylinder. A dehumidifier is used to drain nitrogen 45.

С помощью зарядного электрода 2 поверхность жидкости заряжается до необходимого потенциала. Разрядный электрод 3 со сферическим наконечником подводится на определенное расстояние к поверхности жидкости. Разряд с поверхности жидкости на электрод вызывает на входе анализатора 13 возникновение треугольного импульса, амплитуда которого пропорциональна величине перенесенного в искровом разряде заряда.Using a charging electrode 2, the surface of the liquid is charged to the required potential. The discharge electrode 3 with a spherical tip is supplied at a certain distance to the surface of the liquid. The discharge from the surface of the liquid to the electrode causes the appearance of a triangular pulse at the input of the analyzer 13, the amplitude of which is proportional to the value of the charge transferred in the spark discharge.

Предлагаемая установка позволяет исследовать искровые разряды с поверхности жидкости в диапазоне температур от 15 до 180^σΟ при давлении до 20 кгс/см^г и определять максимально возможные значения .энергии разряда, необходимые для обеспечения электростатической безопасности технологических процессов.The proposed installation allows one to study spark discharges from the liquid surface in the temperature range from 15 to 180 ^σ Ο at a pressure of up to 20 kgf / cm ^g and determine the maximum possible values of the discharge energy necessary to ensure electrostatic safety of technological processes.

Claims

жацем камеру из диэлектрического мат риала, зар дный иразр дный электрод размещенные в ней, нагреватель, расположенный вне камеры, и трубоп|ровод дл подачи воздуха, подведенный к Камере, камера размещена в герметичном стальном корпусе и выполнена с квадратным внутренним сечением, а трубопровод дл подачи воздуха подведен к верхней части камеры. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство дл исследовани воспламен ющей способности искровых разр дов. Устройство содержит цилиндрическую камеру 1 из диэлектрического мат риала (фторопласта), два электрода (зар дный 2 и разр дный 3) и герметичный стальной корпус 4, в котором помещена камера. Внутренн полость цилиндрической камеры имеет квадратное сечение, что устран ет возникновение на поверхности жидкости сто чих вод. Корпус 4 с трубопроводом 5 через осутиитель 6 и регул тор 7 воздуха соедин етс с баллоном 8 со сжа тым азотом и снабжен устройством дл нагревани , измерени и регулировани температуры жидкости, состо щим из электропечей 9, термопары 10 и регул тора 11 температуры. Разр дный электрод 3 с помощью коаксиального высокочастотного кабел соедин с RC-цепочк-ой 12 и входом многоканального амплитудного анализатора 1 импульсов (АН). Устройство работает следующим об разом . С помощью .устройства дл нагрева ни , измерени и регулировани температуры залита в камеру 1 испытуема жидкость нагреваетс до требуе мой температуры. Внутри герметично .го корпуса 4 регул тором 7 давлени создаетс необходимое давление азота , подаваемого через трубопровод 5 из баллона. Дл осушени азота служит осушитель . С помощью зар дного электрода 2 поверхность жидкости зар жаетс необходимого потенциала. Разр дный электрод 3 со сферическим наконечником подводитс на определенное рассто ние к поверхности жидкости. Разр д с поверхности жидкости на электрод вызывает на входе анализатора 13 возникновение треугольного импульса , амплитуда которого пропорциональна величине перенесенного в искровом разр де зар да. Предлагаема установка позвол ет исследовать искровые разр ды с поверхности жидкости в диапазоне температур от 15 до при давлении до 20 кгс/см и определ ть максималь .но возможные значени ,энергии разр да , необходимые дл обеспечени электростатической безопасности технологических процессов. Формула изобретени Устройство дл исследовани воспламен ющей способности искровых разр дов с поверхности электростатически зар женной жидкости, содержащее камеру из диэлектрического материала , зар дный и разр дный электроды , размещенные в ней, нагреватель , расположенный вне камеры, и трубопровод дл подачи воздуха, подведенный к камере, отличающеес тем, что , с целью повышени точности определени , камера размещена в герметичном стальном корпусе и .выполнена с квадратным внутренним сечением, а трубопровод дл подачи воздуха подведен к верхней части камеры. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 309477, кл. G 01 N , 1968. a dielectric material chamber, a charge and discharge electrode placed inside it, a heater located outside the chamber, and a pipe for supplying air supplied to the Chamber, the chamber placed in a sealed steel case and made with a square internal cross section, and the pipeline for air supply brought to the top of the chamber. The figure shows schematically the proposed device for studying the ignition ability of spark discharges. The device contains a cylindrical chamber 1 of a dielectric material (fluoroplastic), two electrodes (charge 2 and discharge 3), and a sealed steel case 4 in which the chamber is placed. The internal cavity of the cylindrical chamber has a square cross section, which eliminates the occurrence of standing water on the liquid surface. A housing 4 with a pipeline 5 through a desiccant 6 and an air regulator 7 is connected to a cylinder 8 with compressed nitrogen and provided with a device for heating, measuring and controlling the temperature of a liquid consisting of electric furnaces 9, a thermocouple 10 and a temperature regulator 11. The discharge electrode 3 with the help of a coaxial high-frequency cable connecting to an RC-circuit 12 and the input of a multichannel amplitude analyzer 1 pulses (AH). The device works as follows. By means of a device for heating, measuring and adjusting the temperature, the test fluid is poured into the chamber 1 and the liquid is heated to the desired temperature. Inside the hermetically sealed housing 4, the pressure regulator 7 creates the necessary pressure of nitrogen supplied through the pipeline 5 from the cylinder. A desiccant is used to dry the nitrogen. With the help of the charging electrode 2, the surface of the liquid charges the required potential. The discharge electrode 3 with a spherical tip is supplied to a certain distance to the surface of the liquid. The discharge from the surface of the liquid to the electrode causes a triangular pulse at the input of the analyzer 13, the amplitude of which is proportional to the amount of charge transferred in the spark discharge. The proposed installation allows one to investigate spark discharges from the surface of a liquid in the temperature range from 15 to pressures up to 20 kgf / cm and to determine the maximum possible values of the discharge energy necessary to ensure the electrostatic safety of technological processes. Apparatus of the Invention A device for examining the flammability of spark discharges from the surface of an electrostatically charged liquid, comprising a chamber of dielectric material, charge and discharge electrodes located therein, a heater disposed outside the chamber, and a pipeline for supplying air supplied to the chamber , characterized in that, in order to increase the accuracy of the determination, the chamber is placed in a hermetic steel case and is made with a square internal cross section, and the air supply duct is dveden to the upper part of the chamber. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 309477, cl. G 01 N, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 285335,, кл. Н 05 f 3/00,1969 (прототип).2. USSR author's certificate number 285335 ,, class. H 05 f 3 / 00,1969 (prototype).

..