CN109100168A - 空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，包括试验车框架和轮组；所述试验车框架的顶面设置有固定板；所述固定板的底面固定有升降辅助缸；所述升降辅助缸的活塞杆向上穿过固定板；升降辅助缸的活塞杆的顶端面设置有通气孔，活塞杆的顶端设置有出气接口；活塞杆的底端设置有与所述通气孔连通的进气孔；所述进气孔在活塞杆伸缩过程中均处于气缸内；升降辅助缸的活塞与升降驱动气缸的活塞杆顶端连接。本发明空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车通过升降机构完成人模的抬升和跌落实验；通过呼吸模拟机构模拟人员呼吸，呼吸气路通过升降辅助缸的活塞杆与人模连接，提高了系统的可靠性。

Description

空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车

技术领域

本发明涉及一种空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车。

背景技术

由于近年来我国对空气呼吸器的实际应用越来越广泛，尤其是在消防、军队、应急救援、公共安全、航空航天、安全生产等领域的应用，对其性能提升的需求也越来越高。虽然我国众多空气呼吸器研究机构、检验机构、生产企业等单位的技术人员在修订空气呼吸器技术标准、提高装备性能质量、完善检测手段等方面做了大量的工作，但由于欧美技术标准中的部分高端检测设备在我国国内没有应用，其主要原因是不能从国外直接购买引进和国内没有制造这些检测设备的能力，导致由于缺乏检测设备和检测手段而无法将某些重要性能指标编入我国的空气呼吸器技术标准中。

“抗火焰吞噬性能”就是以上所述空气呼吸器重要性能指标之一，也是较为重要的一项，由于国内始终没有解决“火焰吞噬试验装置”的问题，从而无法对空气呼吸器进行火焰吞噬试验验证，进而无法确定空气呼吸器抗火焰吞噬性能技术指标和相应试验方法。

基于以上考虑，我公司参照国外相关标准自主开发了“空气呼吸器火焰吞噬试验装置”，可以对空气呼吸器的耐火焰吞噬性能进行试验验证。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于空气呼吸器抗火焰吞噬试验的试验车；具体技术方案为：

一种空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，包括试验车框架和轮组；所述试验车框架的顶面设置有固定板；所述固定板的底面固定有升降辅助缸；所述升降辅助缸的活塞杆向上穿过固定板；升降辅助缸的活塞杆的顶端面设置有通气孔，活塞杆的顶端设置有出气接口；活塞杆的底端设置有与所述通气孔连通的进气孔；所述进气孔在活塞杆伸缩过程中均处于气缸内；升降辅助缸的活塞与升降驱动气缸的活塞杆顶端连接。

进一步，所述试验车还设置有模拟呼吸机构，所述模拟呼吸机构由呼吸缸、呼吸缸驱动气缸、换向阀和气源构成；所述呼吸缸的气体容量大于2升，所述换向阀控制呼吸缸驱动气缸的活塞往复运动；呼吸缸驱动气缸的活塞与呼吸缸的活塞连接；呼吸缸的一端设置有呼吸缸出气口，所述呼吸缸出气口通过管路与升降辅助缸的进气口连接。

进一步，所述固定板上方设置有升降板；固定板的四角均设置有限定所述升降板运动方向的导向柱；所述升降板与所述升降辅助缸的活塞杆的顶端固定连接；随升降辅助缸的活塞杆升降。

进一步，所述升降驱动气缸通过升降换向阀与气源连通上升，与大气连通下降；所述升降换向阀的排气孔直径大于12mm。

进一步，所述呼吸缸出气口设置在所述呼吸缸的无杆侧的端盖上。

进一步，所述呼吸缸驱动气缸的活塞的行程可调整。

进一步，所述轮组为四组；其中两组为主动轮，另两组为从动轮，左右对称设置。

进一步，所述试验车的轨道之间设置有保护电缆与气管的拖链。

进一步，所述升降板的四角为圆角。

进一步，所述轮组固定在轮组固定板底部，所述框架底板与所述轮组固定板之间设置有缓冲层。

本发明空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车通过升降机构完成人模的抬升和跌落实验；通过呼吸模拟机构模拟人员呼吸，呼吸气路通过升降辅助缸的活塞杆与人模连接，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车结构示意图；

图2为本发明空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车结构示意图；

图3为本发明空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车结构示意图；

图4为本发明空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车结构示意图。

图中：1、试验车框架； 2、导向柱；3、呼吸驱动气缸； 4、升降辅助缸；5、呼吸缸；6、升降驱动气缸；7、升降板；8、固定板；9、升降换向阀；10、从动轮组；11、主动轮组；12、导轨；13、行程调节螺栓；14、辅助缸气体输出接口；15、减震层；16、辅助缸气体输入接口；17、呼吸气源出口；18、吸气控制气管；19、呼气控制气管；20、活塞；21、通孔。

具体实施方式

下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1所示，本实施例中的试验车由试验车框架1、行走机构、模拟呼吸机构、升降机构组成。试验车沿导轨行走，更容易保证行走精度；同时，降低了行走机构的控制难度。

（1）升降机构

如图2、图3所示，升降机构由竖直放置，有杆端在上的63×150（缸径×行程；经计算其产生的向上推力大于所有抬升部件的总重力）的单作用气缸升降驱动气缸6驱动，驱动气压力（0.8±0.1）MPa。驱动气经升降换向阀9是输出端从无杆端进入升降驱动气缸6，推动升降驱动气缸6的活塞上升。为了避免活塞杆弯曲；在升降驱动气缸6上方设置了升降辅助缸4；升降辅助缸4的活塞杆直径大于升降驱动气缸6的活塞杆的直径；以提供足够的刚性。升降驱动气缸6的活塞杆与升降辅助缸4 的活塞固定连接或铰接；升降辅助缸4的内腔壁可以作为滑道，避免升降驱动气缸6的活塞杆上升过程中发生弯曲。升降驱动气缸6的活塞杆推动升降辅助缸4 的活塞及活塞杆向上运动150mm。升降辅助缸4的活塞杆通过法兰盘和螺栓与升降板7可靠连接在一起，从而实现升降驱动气缸6推动升降板7的抬升动作。升降驱动气缸6的行程范围可以选用150至155mm之间。

需要下降动作的时候，由程序控制的升降换向阀9动作关闭驱动气的输入；升降驱动气缸6活塞下方的气体经升降换向阀9的排气孔将气缸内的剩余驱动气迅速排出；升降板7及人模在重力的作用下向下完成自由落体运动。换向阀的排气孔的孔径应大于12mm；以使升降辅助缸4的活塞阻力足够低；与重力的影响相比可以忽略不计。升降驱动气缸6的有杆端设置有与大气连通的通孔；避免活塞上升或下降时产生阻力。

升降辅助缸4的下端设置有与大气连通的通孔，避免避免活塞上升或下降时产生阻力。

升降辅助缸4的活塞杆为管状，底端通过活塞封闭。活塞上方的管壁上开设有通孔，活塞上方缸内的气体通过通孔21进入管内。活塞杆的顶端设置有辅助缸气体输出接口14。辅助缸气体输入接口16设置在升降辅助缸4的缸壁上，活塞20上升的最高点的上方。通过连接管从辅助缸气体输入接口16进入的呼吸气体从活塞杆壁的通孔进入活塞杆内，从辅助缸气体输出接口14输出，进入金属人模。呼吸气体不需另设气路即可输送至使用终端，避免 气管与升降机构的运动部件产生干涉，安全可靠。

固定板8四周设置4个穿过升降板7的导向柱2，起到对升降板7的限位导向作用，导向柱与升降面孔的公差配合为F8/h8。

升降板7的四角倒圆，避免升降的过程中棱角刮蹭损物或伤人。

框架底部与行走机构连接处设置橡胶减震层15，缓冲下坠过程中产生的冲击，可有效保护行走机构的承重受力部件。

（2）模拟呼吸机构

如图4所示，模拟呼吸机构由40×200（经计算其行程满足输出气量大于2升的需求）的双作用气缸呼吸驱动气缸3驱动，驱动气压力（0.8±0.1）MPa。驱动气从换向阀（图中未示出）的呼气输出端经呼气控制气管19进入呼吸驱动气缸3输入端，呼吸驱动气缸3的活塞杆推动呼吸缸5的活塞按规定的行程运动，向呼吸气体出口推送2L的空气，模拟人体呼气。需要吸气动作的时候，由程序控制的执行换向阀将驱动气切换至吸气输出端并经吸气控制气管18进入呼吸驱动气缸3另一输入端，呼吸驱动气缸3的活塞杆反向运动带动呼吸缸的活塞复位，这一过程使呼吸气体出口产生负压，模拟人体吸气，此时完成一次模拟呼吸的全过程。呼吸气源出口17设置在呼吸缸5的无杆端的端盖上。呼吸气源出口17通过气管与辅助缸气体输入接口16连接。控制程序以25次/分钟的频率控制模拟呼吸机构完成上述呼吸循环，以达到规定的模拟呼吸要求。

呼吸驱动气缸3的活塞杆上设有行程调节螺栓13，通过调整活塞的行程，对气缸的输出气量进行微调，从而精确控制执行气缸活塞的行程，确保每次模拟呼出的空气总量为2L。

（3）行走机构

试验车的行走机构的驱动由调速电机带动减速器，减速器带动主动轮的轮轴来实现，从动轮用来保证行驶的稳定性。主动轮组11和从动轮组10均设置两组，两组分别布置在两根导轨12上。试验车的行驶速度有控制程序设定，满足在(30 ± 5)秒时间内，试验车可从预热箱移动至燃烧器并开始火焰接触。

两根平行的轨道之间用方钢管连接固定，保证整体位置一致。两根轨道之间设置4个向上照射的光电开关用于控制试验车在各预设位置的定位。轨道终端设有限位保护装置，防止程序失控导致试验车跌出轨道。两根轨道之间还铺设了活动拖链，拖链内部布置控制系统与试验车及金属人模间的连接线缆及驱动气连接管路。

在导轨12旁设置有4个光电开关。当试验车上半身模的中垂线与燃烧排的喷孔阵列中线对准时，试验车的前端正好将第一光电开关遮断；控制单元可以得到试验车的到位信号。当试验车进入预热箱后，升降板将停车槽完全密封后，试验车的后端正好将第四光电开关遮断；控制单元可以得到试验车的到位信号。在第一光电开关与第四光电开关之间还设置有第二光电开关和第三光电开关。可以在燃烧装置与预热箱之间为试验车设置一个停泊位置作为初始位置；当试验车停在初始位置时，其前端正好将第二光电开关遮断；其后端正好将第三光电开关遮断；用两个信号来确定试验车停在初始位置。

整个试验过程中，试验车首先被置于初始位，试验车两端同时遮挡第二光电开关和第三光电开关（有一处未被遮挡证明试验车并未处于初始位，控制程序作出提示并拒绝试验正常进行），待被试品佩戴整理完毕后试验正式开始，控制程序控制试验车向预热箱内移动，到达预热位并遮挡第四光电开关后试验车自动停止，此时试验车应完全进入预热箱且金属人模中线与加热器位置中线对齐，预热完毕后试验车自动向火焰接触位行进，到达设定位置遮挡第一光电开关后试验车自动停止，此时金属人模中线与燃烧器中线对齐，火焰接触及坠落试验结束后试验车自动回到初始位，后端首先遮挡第二光电开关；继续前进，遮挡光第三电开关后试验车自动停止，试验结束。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (10)

1.一种空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，包括试验车框架和轮组；其特征在于，所述试验车框架的顶面设置有固定板；所述固定板的底面固定有升降辅助缸；所述升降辅助缸的活塞杆向上穿过固定板；升降辅助缸的活塞杆的顶端面设置有通气孔，活塞杆的顶端设置有出气接口；活塞杆的底端设置有与所述通气孔连通的进气孔；所述进气孔在活塞杆伸缩过程中均处于气缸内；升降辅助缸的活塞与升降驱动气缸的活塞杆顶端连接。

2.如权利要求1所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述试验车还设置有模拟呼吸机构，所述模拟呼吸机构由呼吸缸、呼吸驱动气缸、换向阀和气源构成；所述呼吸缸的气体容量大于2升，所述换向阀控制呼吸驱动气缸的活塞往复运动；呼吸驱动气缸的活塞与呼吸缸的活塞连接；呼吸缸的一端设置有呼吸缸出气口，所述呼吸缸出气口通过管路与升降辅助缸的进气口连接。

3.如权利要求1所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述固定板上方设置有升降板；固定板的四角均设置有限定所述升降板运动方向的导向柱；所述升降板与所述升降辅助缸的活塞杆的顶端固定连接；随升降辅助缸的活塞杆升降。

4.如权利要求1所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述升降驱动气缸通过升降换向阀与气源连通上升，与大气连通下降；所述升降换向阀的排气孔直径大于12mm。

5.如权利要求2所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述呼吸缸出气口设置在所述呼吸缸的无杆侧的端盖上。

6.如权利要求2所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述呼吸缸驱动气缸的活塞的行程可调整。

7.如权利要求1所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述轮组为四组；其中两组为主动轮，另两组为从动轮，左右对称设置。

8.如权利要求1所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述试验车的轨道之间设置有保护电缆与气管的拖链。

9.如权利要求3所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述升降板的四角为圆角。

10.如权利要求1所述的空气呼吸器抗火焰吞噬试验用试验车，其特征在于，所述轮组固定在轮组固定板底部，所述框架底板与所述轮组固定板之间设置有缓冲层。