一种可以在实验室内搭建的悬浮燃烧的点火系统

技术领域

本发明设计悬浮燃烧技术领域，尤其涉及一种可以在实验室内搭建的悬浮燃烧的点火系统。

背景技术

高能固体高能燃料粉末粉末比如硼、铝等因为其具有非常高的质量热值和体积热值，所以具有很广泛的应用。目前研究固体高能燃料粉末粉末点火燃烧性能所采用的点火方式主要有箱式炉点火、激光发生器点火等方式。但上述的所有点火方式大都使用将高能燃料粉末粉末堆积后点火，导致与空气混合不均匀，高能燃料粉末燃烧不充分。同时不能观察到火焰的面积，火焰的亮度，颗粒的运动轨迹。

中国专利申请号为“CN201220110451.7”公开了了一种碳粉箱式加热炉，为了解决现有的植物碳瞬间燃烧的困难，产生杂质多不能充分燃烧，发热量不够等问题，所述碳粉箱式加热炉包括燃烧炉，在该燃烧炉一侧设有碳粉主料仓，该碳粉主料仓的下方设有将碳粉通过喷头吹入燃烧炉中的喷吹装置，在所述喷头一侧设有点火装置。本实用新型采用瞬间燃烧植物碳粉，燃烧充分，对环境无任何污染，工人操着清洁又卫生，又轻便的燃烧炉，实现全自动环保燃烧炉、在供暖、发电、制冷、生活等方面都可运用这套环保燃烧炉。

该碳粉箱式加热炉对产品进行改进之后，通过主料仓和次料仓可进行输送碳粉燃烧物，主料仓和次料仓在长时间使用之后，如出现损坏时，通常需要检修或更换，但该主料仓和次料仓进行检修或更换时不便于进行快速拆卸，使得对主料仓和次料仓进行检修或更换时的难度较大，同时火焰状态、颗粒运动轨迹、粉末燃烧性能并不能直观显示，并不能适用于在实验室内模拟悬浮燃烧。因此，有必要针对实验室模拟需求，对悬浮燃烧的点火系统进行进一步的设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种可以在实验室内搭建的悬浮燃烧的点火系统，操作简单，实验连续性好，同时拆装方便在模拟真实燃烧状态的同时，可便于对燃烧特性、运动轨迹等进行数据采集，自动化程度高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可以在实验室内搭建的悬浮燃烧的点火系统，包括箱式加热炉，所述的箱式加热炉内具有燃烧腔，燃烧腔底部具有点火机构和进料口，所述的进料口连接有输送管，所述的输送管尾端设有排粉机构、输送管管路上则设有为燃烧腔供粉的供粉机构；所述的燃烧腔上还设有观察孔，所述的观察孔处设有高速摄像机；所述的排粉机构包括高压气瓶，所述的输送管尾端与高压气瓶出气端连接；所述的供粉机构包括主料仓、导料管、从料仓、一号出料管、更换机构和二号出料管，所述的主料仓内填充有燃料粉末，所述的导料管连接在主料仓与从料仓之间，所述的导料管上设有吸料泵，所述的从料仓内则具有将从料仓内燃料粉末通过一号出料管输送至二号出料管的送料机构；所述的燃烧腔顶部通过导气管接出具有烟气收集过滤机构，所述的烟气收集过滤机构包括过滤罩，所述的过滤罩上设有开关门，所述的开关门上具有亚克力透明窗。

进一步的，所述的过滤罩通过支撑架固定在箱式加热炉侧壁，且过滤罩与导气管外端连接；所述的过滤罩内对应导气管上方的位置设有烟气过滤网，且过滤罩在烟气过滤网上方还设有过滤板，所述的过滤板上开有若干虑孔，所述的虑孔内填充有活性炭。

更进一步的，所述的虑孔内壁固定连接有支撑凸块，所述的活性炭的外壁则与活性炭固定连接。

进一步的，为了便于实时测量燃烧腔内的温度信号，所述的箱式加热炉的上方设有热电偶，热电偶的测量端延伸至燃烧腔内。

进一步的，所述的主料仓顶部开有进料通道，所述的主料仓顶部另一侧固定连接有导料管，导料管的底端延伸至主料仓内腔的底部，导料管顶端固定连接有吸料泵，所述的从料仓一侧开有通口，所述的吸料泵的进料端与导料管连接、排料端则与通口连通。

进一步的，所述的从料仓的内腔底部转动连接有转杆，所述的转杆顶部周向固定有若干风叶，所述的一号出料管下端从从料仓顶部伸入从料仓的内腔，并与风叶转动输送方向相对。

进一步的，所述的更换机构包括连接头，所述的一号出料管顶部具有外螺纹，一号出料管通过顶部的螺纹连接在连接头内腔的底部，所述的连接头的底部周向固定连接有上定位板，所述的上定位板活动套接在一号出料管的外壁，所述的一号出料管外壁对应上定位板下方还固定有下定位板，所述的上定位板的底部开设有环形槽，所述的环形槽的内腔固定连接有环形橡胶密封套，所述的环形橡胶密封套的内部活动套接有环形密封垫，所述的下定位板与上定位板之间通过环形密封垫密封。

更进一步的，所述的二号出料管底部与连接头顶部固定，所述的二号出料管上还设有出料阀，所述的二号出料管的顶部与输送管的内腔连通，

进一步的，所述的进料口对应输送管连接位置的上方还设有止回阀。

进一步的，所述的输送管在对应高压气瓶出气端与供粉机构之间的段落上设有控流阀。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种可以在实验室内搭建的悬浮燃烧的点火系统，

1、操作简单，实验连续性好。只需将称量好的样品放置在料仓内，通过自动送样装置，完成高能高能燃料粉末粉末悬浮燃烧实验，可以定量分析样品的燃烧性能。并且可以在不破坏燃烧气氛的情况下，完成不同比例不同样品燃烧实验之间的自由切换，保证了实验的连续性。

2、结构简单方便拆卸，有效地避免了科研人员频繁拆卸实验装置，节约了大量时间并降低了实验室的安全隐患；本发明通过设有上定位板、环形槽、环形橡胶密封套、下定位板和环形密封垫的配合，增加一号出料管与连接头之间的密封性，防止连接头与一号出料管之间出现漏气的情况发生，并通过连接头与一号出料管采用螺纹连接的方式，便于对供粉机构快速拆装，进行更换或检修。

3、高速摄像机固定在箱式加热炉外，通过观察孔便于对高能固体高能燃料粉末粉末的燃烧特性进行系统的采集，且通过拍摄悬浮状态下高能高能燃料粉末粉末燃烧的运动轨迹，来丰富实验数据，模拟真实的燃烧状态，保证实验数据的准确性。

4、自动化程度高。本发明通过设有过滤罩、导气管、支撑架、过滤板、烟气过滤网、虑孔、活性炭、支撑凸、块开关门和亚克力透明窗的配合，可将燃烧腔内部硼镁粉燃烧时的烟气导入过滤罩的内部，并通过过滤板、烟气过滤网、虑孔和活性炭的配合，对烟气进行净化和过滤，保证硼镁粉燃烧烟气排放时的清洁性，并通过过滤罩进行收集烟气中悬浮的燃烧后的颗粒，用于后续的实验分析。简化了科研人员的工作量，有效地避免了因同时操作多台设备而导致的失误操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的供粉机构结构剖视图。

图3为本发明的更换机构结构剖视示意图。

图4为本发明的上定位板和下定位板结构示意图。

图5为本发明的箱式加热炉结构剖视示意图。

图6为本发明的过滤罩结构剖视示意图。

图7为本发明的过滤板结构俯视示意图。

图8为本发明的过滤罩结构俯视示意图。

图中 1、箱式加热炉 2、供粉机构 3、排粉机构 4、更换机构 5、烟气收集过滤机构6、燃烧腔 7、点火机构 8、热电偶 21、主料仓 22、硼镁粉 23、吸料泵 24、导料管 25、从料仓 26、一号出料管 27、二号出料管 28、出料阀 29、进料通道 251、风叶 252、转杆 31、高压气瓶32、输送管 33、控流阀 34、进料口 35、止回阀 41、连接头 42、上定位板43、环形槽44、环形橡胶密封套 45、下定位板 46、环形密封垫 51、过滤罩52、支撑架 53、导气管 54、过滤板 55、烟气过滤网 56、虑孔 57、活性炭 58、支撑凸块 59、开关门 591、亚克力透明窗。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例一：

如图1、图2和图5所示的一种可以在实验室内搭建的悬浮燃烧的点火系统，是本发明的实施例一。

如图1所示，该点火系统包括箱式加热炉1，箱式加热炉1一侧的顶部设有烟气收集过滤机构5，箱式加热炉1下方的一侧设有排粉机构3，排粉机构3包括有高压气瓶31，高压气瓶31一侧的顶部固定连接有输送管32，输送管32上设有控流阀33，箱式加热炉1底部的一侧设有进料口34，输送管32的一端固定连接在进料口34的底部，输送管32的下方设有供粉机构2。

如图2所示，供粉机构2包括有主料仓21，主料仓21顶部设有进料通道29，用于向主料仓21的内腔填充高能燃料粉末。在本实施例中，高能燃料粉末优选使用为硼镁粉22。

主料仓21的顶部固定连接有从料仓25，从料仓25内腔的顶固固定套接有一号出料管26，主料仓21一侧的顶部设有进料通道29，主料仓21顶部的一侧固定连接有导料管24，导料管24的底端延伸至主料仓21内腔的底部，导料管24的顶端固定连接有吸料泵23，吸料泵23的一端固定连接在从料仓25的一侧，从料仓25的一侧开设有通口，吸料泵23的排料端位于通口的一侧，用于从主料仓21的底部想从料仓25进行抽吸输送硼镁粉22。

从料仓25内腔的底部转动连接有转杆252，转杆252侧面的顶部固定连接有风叶251，风叶251的数量为多个。连接头41的顶部固定连接有二号出料管27，二号出料管27上设有出料阀28，二号出料管27的顶部固定连接在输送管32的底部，二号出料管27的顶部与输送管32的内腔相通。

硼镁粉22由吸料泵23通过导料管24从主料仓22底部吸取后进入从料仓25。在从料仓25内，通过转动转杆252，带动风叶251转动，硼镁粉22从从料仓25进入一号出料管26、经二号出料管27后进入输送管32，并在排粉机构3的作用下从进料口34输送至燃烧腔6。

箱式加热炉1的内壁开设有燃烧腔6，燃烧腔6的下方安装有点火机构7，进料口34的一侧与燃烧腔6的内腔相通，进料口34的内腔安装有止回阀35。

箱式加热炉1的上方设有热电偶8，热电偶8的测量端延伸至燃烧腔6内腔的一侧，用于对燃烧腔6内温度进行测量。燃烧腔上还设有观察孔，观察孔处设有高速摄像机。通过观察孔便于对高能固体高能燃料粉末粉末的燃烧特性进行系统的采集，且通过高速摄像机拍摄悬浮状态下高能高能燃料粉末粉末燃烧的运动轨迹，来丰富实验数据，模拟真实的燃烧状态，保证实验数据的准确性。

在本实施例中，通过进料通道29便于对主料仓21的内腔进行添加硼镁粉22，后续供箱式加热炉1燃烧使用。在主料仓21中，进料位置及进料通道29位于上方，出料位置位于下方，在连续燃烧过程中，从上方进料、下方出料，可有效实现送料的连续化，保证燃烧的连续性。

送料时，通过吸料泵23的导料管24的配合，将主料仓21内部的硼镁粉22吸入从料仓25的内腔，同时吸料泵23进行排料的同时，也会产生一定的风力，并通过风力带动风叶251与转杆252旋转，使得硼镁粉22在从料仓25的内腔漂浮，同时打开控流阀33，并使高压气瓶31内腔的空气通过输送管32与进料口34排入燃烧腔6，对箱式加热炉1内燃烧腔6提供空气，并通过止回阀35防止气体回流，空气在输送管32内高速流动的同时其附近的气压减少，此时打开出料阀28，使得从料仓25内部的硼镁粉22通过一号出料管26、连接头41和二号出料管27的一端吸入输送管32，并随着空气喷入燃烧腔6，使得便于快速对箱式加热炉1进行提供硼镁粉22，提高箱式加热炉1供料时的便捷性。

实施例二：

如图1、图2、图3和图4所示的一种可以在实验室内搭建的悬浮燃烧的点火系统，是本发明的实施例二。实施例二在实施例一的基础上，在一号出料管26的顶部设有更换机构4。

具体的，更换机构4包括有连接头41，一号出料管26的顶部螺纹连接在连接头41内腔的底部，连接头41的底部固定连接有上定位板42，上定位板42活动套接在一号出料管26的外壁。同时，一号出料管26的外壁上还固定有下定位板45。下定位板45对应设置在上定位板42的下方。上定位板42的底部开设有环形槽43，环形槽43的内腔固定连接有环形橡胶密封套44，环形橡胶密封套44的内部活动套接有环形密封垫46，上定位板42的底部搭接有下定位板45，下定位板45固定套接在一号出料管26的外壁，环形密封垫46的底部固定连接在下定位板45的顶部。通过环形密封垫46，可将上定位板42与下定位板45密封。

在本实施例中，通过上定位板42、环形槽43、环形橡胶密封套44、下定位板45和环形密封垫46的配合，使环形密封垫46套接在环形橡胶密封套44内，进行增加一号出料管26与连接头41之间的密封性，防止连接头41与一号出料管26之间出现漏气的情况发生，并通过连接头41与一号出料管26采用螺纹连接的方式，通过转动一号出料管26，使得一号出料管26与连接头41之间可进行分离操作，可快速对供粉机构2进行拆卸，便于进行更换或检修。

实施例三：

如图1、图6和图7所示的一种可以在实验室内搭建的悬浮燃烧的点火系统，是本发明的实施例三。实施例三在实施例一的基础上，在箱式加热炉1上设置了烟气收集过滤机构5。

具体的，烟气收集过滤机构5包括过滤罩51，过滤罩51的内腔固定连接有过滤板54，过滤板54上开设有虑孔56，虑孔56的数量为多个，多个虑孔56的内腔均设有活性炭57，过滤板54的底部固定连接有烟气过滤网55。过滤罩51的正面安装有开关门59，开关门59的正面设有亚克力透明窗591。

箱式加热炉1一侧的顶部固定连接有导气管53，导气管53的一端延伸至燃烧腔6内腔一侧的顶部，导气管53的另一端延伸至过滤罩51的内腔，导气管53的另一端位于过滤板54的下方，过滤罩51的一侧固定连接有支撑架52，支撑架52的一端固定连接在箱式加热炉1一侧的顶部，多个虑孔56的内壁均固定连接有支撑凸块58，支撑凸块58的一侧固定连接在活性炭57的外壁。

在本实施例中，通过支撑架52便于对过滤罩51进行支撑，保持过滤罩51牢固的固定在箱式加热炉1一侧的顶部，硼镁粉22在燃烧腔6内腔燃烧时，其产生的烟气通过导气管53排入过滤罩51内，并通过烟气过滤网55进行过滤烟气，对烟气中悬浮的燃烧后的颗粒物进行阻拦，将颗粒物收集在过滤罩51内，可用于后续的实验分析，烟气再向上排入过滤板54上的虑孔56内，同时通过虑孔56内的活性炭57和进行净化烟气，保证硼镁粉22燃烧烟气排放时的清洁性。

综上，该点火系统在使用时，通过吸料泵23和导料管24将主料仓21内部的硼镁粉22吸入从料仓25的内腔，同时打开控流阀33，并使高压气瓶31内腔的空气通过输送管32与进料口34排入燃烧腔6，对箱式加热炉1内燃烧腔6提供空气，空气在输送管32内高速流动的同时其附近的气压减少，此时打开出料阀28，使得从料仓25内部的硼镁粉22通过一号出料管26、连接头41和二号出料管27的一端吸入输送管32，并随着空气喷入燃烧腔6，使得硼镁粉22在燃烧腔6内悬浮，再启动点火机构7，对燃烧腔6内腔的硼镁粉22进行点火燃烧，燃烧时的烟气通过导气管53排入过滤罩51内，并通过烟气过滤网55对烟气中悬浮的燃烧后的颗粒物进行过滤阻拦，再通过虑孔56内部的活性炭57进行净化烟气，再对烟气进行排放；如需对供粉机构2进行更换或检修时，通过转动一号出料管26，使得一号出料管26与连接头41之间分离，可快速对供粉机构2进行拆卸。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。