CN109490459A - 一种消防泡沫密封性能的测量装置及测量方法 - Google Patents

一种消防泡沫密封性能的测量装置及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种消防泡沫密封性能的测量装置及测量方法，装置主体为有机玻璃容器，所述有机玻璃容器内部设有多孔玻璃盘、多孔有机玻璃管、泡沫进液口、燃料蒸汽进气口和放水口；所述有机玻璃容器的顶端为有机玻璃顶盖；所述有机玻璃顶盖设有进气口和出气口；所述进气口通过进气管依次与流量计、压力表、气瓶阀门和氮气气瓶连接；所述出气口通过出气管与气相色谱仪连接；能够准确定量的测量消防泡沫对燃料蒸汽的密封性能。通过分析燃料蒸汽溢出泡沫的时间能定量测量消防泡沫对燃料蒸汽的密封性。可对不同消防泡沫对同种燃料的密封性能以及同种消防泡沫对不同燃料的密封性能进行系统研究。本发明结构巧妙，适用于消防泡沫对燃料蒸汽密封性能的测量。

Description

一种消防泡沫密封性能的测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及评价消防泡沫性能的技术领域，具体涉及一种消防泡沫密封性能的测量装置及测量方法，尤其适用于定量测量各类型消防泡沫对燃料蒸汽的密封性能。
背景技术
随着科技的发展和人们生活水平的不断提高，人类对火灾防治的需求也日益提高。在各类火灾中，易燃液体火灾由于燃烧速度快，流淌性强，容易复燃等特点而往往难以扑救。每年都有大量易燃液体火灾发生在化工厂、油田、储罐仓、机场和船舶等区域，且均造成了较为严重的后果。
消防泡沫是扑灭易燃液体类(特别是烃类)火灾最常用也最有效的方法。一方面，消防泡沫在灭火时可以覆盖在燃烧的燃料表面，形成致密的泡沫层，泡沫吸热能瞬间冷却燃料，起到降温灭火的作用。另一方面，一定厚度的消防泡沫层还能阻止下方的燃料蒸汽的溢出，起到密封燃料蒸汽的效果防止燃料复燃的效果。
消防泡沫的密封性是指消防泡沫防止挥发性燃料溢出蒸气的能力，是评价消防泡沫性能的一项重要指标。较低密封性能的消防泡沫即使短时间内将火灾熄灭，燃料也有较大几率重新复燃。研究人员通常根据GB15306-2006附录A的提供的小尺度实验来评估消防泡沫的抗烧性，从而间接获得消防泡沫对燃料蒸汽的密封性能。但是，该方法实施难度大，通用性有限，且不能对泡沫对燃料蒸汽的密封性能进行定量分析。目前，国内外尚缺少消防泡沫密封性能的测量装置及测量方法。
发明内容
本发明目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种简单、精确、定量且具有通用性的消防泡沫密封性能的测量装置及测量方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种消防泡沫密封性能的测量装置，装置主体为有机玻璃容器，所述有机玻璃容器内部设有多孔玻璃盘、多孔有机玻璃管、泡沫进液口、燃料蒸汽进气口和放水口；所述有机玻璃容器的顶端为有机玻璃顶盖；所述有机玻璃顶盖设有进气口和出气口；进气口通过进气管依次与流量控制器II、压力表II、气瓶阀门II和氮气气瓶II连接；所述出气口通过出气管与气相色谱仪连接；所述有机玻璃容器内的上部设有所述多孔玻璃盘；所述多孔玻璃盘通过所述进气管与所述有机玻璃容器顶部的进气口连接；所述有机玻璃容器内的侧面从上到下依次设有所述泡沫进液口和所述燃料蒸汽进气口；所述泡沫进液口和所述燃料蒸汽进气口分别与左端的泡沫进液管和燃料蒸汽进气管连接；所述燃料蒸汽进气管上依次设有燃料箱、流量控制器I、压力表I、气瓶阀门I和氮气气瓶I；所述燃料箱内部设有加热器和热电偶；所述泡沫进液管与泡沫发生器连接；所述有机玻璃容器内的下部设有多孔有机玻璃管；所述多孔有机玻璃管与所述燃料蒸汽进气口连接；所述有机玻璃容器底部设有放水口；所述放水口与放水管连接；所述泡沫进液管、所述燃料蒸汽进气管、所述放水管、所述进气管和所述出气管上均设置阀门。
其中，所述有机玻璃顶盖通过螺纹与所述有机玻璃容器连接以方便拆卸。
其中，所述有机玻璃容器内的所述进气管由有机玻璃加工而成并与多孔玻璃盘上端通过螺纹连接。
其中，所述多孔玻璃盘的孔径尺寸为100μm，根据不同使用需要可以更换不同孔径尺寸多孔玻璃盘。
其中，所述多孔有机玻璃管上孔径尺寸为50μm，根据不同使用需要可以更换不同孔径尺寸多孔有机玻璃管。
其中，所述燃料箱内燃料的种类和向所述有机玻璃容器内注入的泡沫种类可以根据实验需要进行调整。
一种消防泡沫密封性能的测量方法，利用所述的消防泡沫密封性能的测量装置，该方法步骤如下：
步骤1.关闭所有阀门，开启燃料箱内的加热器维持燃料箱内燃料温度恒定；
步骤2.打开泡沫进液管阀门，开启泡沫发生器，将400ml的泡沫缓慢注入到有机玻璃容器中，随后关闭泡沫进液管阀门；
步骤3.打开有机玻璃容器进气管与出气管上的阀门，打开与进气口连接的氮气气瓶II阀门，利用流量控制器II设定气体流量为200mL/min，开启气相色谱仪，利用气相色谱仪连续检测出气口流出的气体；
步骤4.打开燃料蒸汽进气管上的阀门，打开与燃料箱连接的氮气气瓶I，调节流量控制器I设定气体流量为20mL/min，使氮气缓慢将燃料箱内的燃料表面上方的燃料蒸汽带走，并通过多孔有机玻璃管送入到有机玻璃容器中与泡沫结合；
步骤5.记录自气相色谱仪开启至气相色谱仪检测到燃料蒸汽为止所需要的时间，记录气相色谱仪所检测的燃料蒸汽浓度随时间的变化；
步骤6.当气相色谱仪检测到燃料蒸汽3min后，关闭所有阀门，打开放水管上的阀门，将有机玻璃容器内部的泡沫排出。
其中，该装置燃料箱中的燃料具有一定的挥发性，燃料在其表面会不断挥发形成燃料蒸汽，挥发形成燃料蒸汽能被氮气带入有机玻璃容器中；该装置通过调节燃料箱中的加热器及通过热电偶的对燃料温度进行测量，能保证燃料箱内的燃料处于恒温状态；通过进气管向本装置有机玻璃容器上方的缓慢注入低流量的氮气，使得氮气通过多孔玻璃盘后能缓慢的掠过泡沫表面，一方面能保证气流在不破坏泡沫的情况下将泡沫层上方的气体带向出气口，另一方面能维持有机玻璃容器内气压的平衡。
其中，向该装置中注入燃料蒸汽初期，受消防泡沫密封性影响燃料蒸汽不会立刻上升到泡沫层表面，此时气相色谱仪检测不到燃料蒸汽，随着时间的推移，泡沫在燃料的降解和泡沫析液的双重作用下对燃料蒸汽的密封性会变差，此时燃料蒸汽会上升到泡沫层表面并被多孔玻璃盘释放氮气吹扫并通过出气管路流向气相色谱仪。
本发明的优点和积极效果为：
本发明能够准确定量的测量消防泡沫对燃料蒸汽的密封性能。通过分析燃料蒸汽溢出泡沫的时间能定量测量消防泡沫对燃料蒸汽的密封性。通过改变燃料和泡沫的种类进行实验，可对不同消防泡沫对同种燃料的密封性能以及同种消防泡沫对不同燃料的密封性能进行系统研究。所用系统采用了独特的设计思路，结构巧妙，特别适用于消防泡沫对燃料蒸汽密封性能的测量。
附图说明
图1是本发明的一种消防泡沫密封性能的测量装置原理示意图。
图中：1-氮气气瓶I；2-气瓶阀门I；3-压力表I；4-燃料蒸汽进气管；5-流量控制器I；6-燃料箱；7-热电偶；8-燃料蒸汽；9-加热器；10-燃料；11-阀门I；12-燃料蒸汽进气口；13-有机玻璃容器；14-消防泡沫；15-阀门II；16-放水管；17-放水口；18-多孔有机玻璃管；19-刻度；20-阀门III；21-泡沫发生器；22-泡沫进液管；23-泡沫进液口；24-多孔玻璃盘；25-有机玻璃容器顶盖；26-进气口；27-出气口；28-氮气气瓶II；29-气瓶阀门II；30-压力表II；31-流量控制器II；32-进气管；33-阀门IV；34-阀门V；35-出气管；36-气相色谱仪。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施实施方式进一步说明本发明。
本发明一种消防泡沫密封性能的测量装置，装置主体为设有多孔玻璃盘24、多孔有机玻璃管18、泡沫进液口23、燃料蒸汽进气口12和放水口17的有机玻璃容器13。所述有机玻璃容器13的顶端为有机玻璃容器顶盖25。所述有机玻璃容器顶盖25上设有进气口26和出气口27。所述进气口26通过进气管32依次与流量控制器II 31、压力表II 30、气瓶阀门II29和氮气气瓶II 28连接。所述出气口27通过出气管35与气相色谱仪36连接。所述有机玻璃容器13内的上部设有所述多孔玻璃盘24，所述多孔玻璃盘24通过所述进气管32与所述有机玻璃容器13顶部的所述进气口26连接；所述有机玻璃容器13内的侧面从上到下依次设有所述泡沫进液口23和所述燃料蒸汽进气口12；所述泡沫进液口23和所述燃料蒸汽进气口12分别与左端的泡沫进液管22和燃料蒸汽进气管4连接；所述燃料蒸汽进气管4上依次设有燃料箱6、流量控制器I5、压力表I3、气瓶阀门I2和氮气气瓶I1；所述燃料箱6内部设有加热器9和热电偶7；所述泡沫进液管22与泡沫发生器21连接；所述有机玻璃容器13内的下部设有多孔有机玻璃管18；所述多孔有机玻璃管18与所述燃料蒸汽进气口12连接；所述有机玻璃容器13底部设有放水口17；所述放水口17与放水管16连接；所述泡沫进液管22、所述燃料蒸汽进气管4、所述放水管16、所述泡沫进液管22、所述进气管32和所述出气管35上分别设置阀门I11、阀门II15、阀门III20、阀门IV33、阀门V34。
所述有机玻璃容器顶盖25通过螺纹与所述有机玻璃容器13连接以方便拆卸。
所述有机玻璃容器13内的所述燃料蒸汽进气管4由有机玻璃加工而成并与多孔玻璃盘24上端通过螺纹连接。
所述多孔玻璃盘24的孔径尺寸为100μm，根据不同使用需要可以更换不同孔径尺寸多孔玻璃盘。
所述多孔有机玻璃管18上孔径尺寸为50μm，根据不同使用需要可以更换不同孔径尺寸多孔有机玻璃管。
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
实施例1
1.关闭阀门I 11、阀门II 15、阀门III 20、阀门IV 33、阀门V 34，开启加热器9使燃料箱6内燃料A的温度保持稳定。
2.打开泡沫进液管22的阀门III 20，开启泡沫发生器21将400ml的消防泡沫A缓慢注入到有机玻璃容器13中。
3.在注入消防泡沫A的同时打开阀门IV 33和阀门V 34，打开氮气气瓶II 28的气瓶阀门II 29，调节流量控制器II 31设定氮气流量为200mL/min，使氮气气流经进气管32从多孔玻璃盘24下部缓缓吹扫泡沫表面，与此同时开启气相色谱仪36，利用气相色谱仪36连续检测出气口27流出的气体。
4.打开阀门I 11，打开打开氮气气瓶I 1的气瓶阀门II 2，调节流量控制器I5设置气体流量为20mL/min，使氮气气流缓慢将燃料箱6内的燃料表面上方的燃料蒸汽带走，使燃料蒸汽经燃料蒸汽进气管4通过多孔有机玻璃管18进入有机玻璃容器13中与泡沫结合。
5.记录自气相色谱仪36自开启至检测到燃料蒸汽为止所需要的时间。
6.当气相色谱仪检测到燃料蒸汽3min后，关闭阀门阀门I 11、阀门III 20、阀门IV33、阀门V 34，打开阀门II 15，将有机玻璃容器13内部的泡沫排出。
7.更换消防泡沫B，重复步骤1-6，根据步骤5所记录的数据定量比较两种消防泡沫对同种燃料蒸汽的密封性能。
实施例2
1.关闭阀门I 11、阀门II 15、阀门III 20、阀门IV 33、阀门V 34，开启加热器9使燃料箱6内燃料A的温度保持稳定。
2.打开泡沫进液管22的阀门III 20，开启泡沫发生器21，将400ml的消防泡沫A缓慢注入到有机玻璃容器13中。
3.在注入消防泡沫A的同时打开阀门IV 33和阀门V 34，打开氮气气瓶II 28的气瓶阀门II 29，调节流量控制器II 31设定氮气流量为200mL/min，使氮气气流经进气管32从多孔玻璃盘24下部缓缓吹扫泡沫表面，与此同时开启气相色谱仪36，利用气相色谱仪36连续检测出气口27流出的气体。
4.打开阀门I 11，打开打开氮气气瓶I 1的气瓶阀门II 2，调节流量控制器II 5设置气体流量为20mL/min，使氮气气流缓慢将燃料箱6内的燃料表面上方的燃料蒸汽带走，使燃料蒸汽经燃料蒸汽进气管4通过多孔有机玻璃管18进入有机玻璃容器13中与泡沫结合。
5.记录自气相色谱仪36自开启至检测到燃料蒸汽为止所需要的时间。
6.当气相色谱仪检测到燃料蒸汽3min后，关闭阀门阀门I 11、阀门III 20、阀门IV33、阀门V 34，打开阀门II 15，将有机玻璃容器13内部的泡沫排出。
7.更换燃料B，重复步骤1-6，根据步骤5所记录的数据定量比较同种泡沫对不同燃料蒸汽的密封性能。

Claims (9)

1.一种消防泡沫密封性能的测量装置，其特征在于：装置主体为有机玻璃容器(13)，所述有机玻璃容器(13)内部设有多孔玻璃盘(24)、多孔有机玻璃管(18)、泡沫进液口(23)、燃料蒸汽进气口(12)和放水口(17)；所述有机玻璃容器的顶端为有机玻璃顶盖(25)；所述有机玻璃顶盖(25)设有进气口(26)和出气口(27)；进气口(26)通过进气管(32)依次与流量控制器II(31)、压力表II(30)、气瓶阀门II(29)和氮气气瓶II(28)连接；所述出气口(27)通过出气管(35)与气相色谱仪(36)连接；所述有机玻璃容器(13)内的上部设有所述多孔玻璃盘(24)；所述多孔玻璃盘(24)通过所述进气管(32)与所述有机玻璃容器(13)顶部的进气口(26)连接；所述有机玻璃容器(13)内的侧面从上到下依次设有所述泡沫进液口(23)和所述燃料蒸汽进气口(12)；所述泡沫进液口(23)和所述燃料蒸汽进气口(12)分别与左端的泡沫进液管(22)和燃料蒸汽进气管(4)连接；所述燃料蒸汽进气管(4)上依次设有燃料箱(6)、流量控制器I(5)、压力表I(3)、气瓶阀门I(2)和氮气气瓶I(1)；所述燃料箱(6)内部设有加热器(9)和热电偶(7)；所述泡沫进液管(22)与泡沫发生器(21)连接；所述有机玻璃容器(13)内的下部设有多孔有机玻璃管(18)；所述多孔有机玻璃管(18)与所述燃料蒸汽进气口(12)连接；所述有机玻璃容器(13)底部设有放水口(17)；所述放水口(17)与放水管(16)连接；所述泡沫进液管(22)、所述燃料蒸汽进气管(4)、所述放水管(16)、所述进气管(32)和所述出气管(32)上均设置阀门。
2.根据权利要求1所述的一种消防泡沫密封性能的测量装置，其特征在于：所述有机玻璃顶盖(25)通过螺纹与所述有机玻璃容器(13)连接以方便拆卸。
3.根据权利要求1所述的一种消防泡沫密封性能的测量装置，其特征在于：所述有机玻璃容器(13)内的所述进气管(4)由有机玻璃加工而成并与多孔玻璃盘(24)上端通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种消防泡沫密封性能的测量装置，其特征在于：所述多孔玻璃盘(24)的孔径尺寸为100μm，根据不同使用需要可以更换不同孔径尺寸多孔玻璃盘。
5.根据权利要求1所述的一种消防泡沫密封性能的测量装置，其特征在于：所述多孔有机玻璃管(18)上孔径尺寸为50μm，根据不同使用需要可以更换不同孔径尺寸多孔有机玻璃管。
6.根据权利要求1所述的一种消防泡沫密封性能的测量装置，其特征在于：所述燃料箱(6)内燃料的种类和向所述有机玻璃容器(13)内注入的泡沫种类可以根据实验需要进行调整。
7.一种消防泡沫密封性能的测量方法，利用权利要求1所述的消防泡沫密封性能的测量装置，其特征在于：该方法步骤如下：
步骤1.关闭所有阀门，开启燃料箱(6)内的加热器(9)维持燃料箱(6)内燃料温度恒定；
步骤2.打开泡沫进液管(22)阀门，开启泡沫发生器(21)，将400ml的泡沫缓慢注入到有机玻璃容器(13)中，随后关闭泡沫进液管(22)阀门；
步骤3.打开有机玻璃容器(13)进气管(32)与出气管(35)上的阀门，打开与进气口(26)连接的氮气气瓶II(28)阀门，利用流量控制器II(31)设定气体流量为200mL/min，开启气相色谱仪(36)，利用气相色谱仪(36)连续检测出气口流出的气体；
步骤4.打开燃料蒸汽进气管(4)上的阀门，打开与燃料箱(6)连接的氮气气瓶I(1)，调节流量控制器I(5)设定气体流量为20mL/min，使氮气缓慢将燃料箱(6)内的燃料表面上方的燃料蒸汽带走，并通过多孔有机玻璃管(18)送入到有机玻璃容器(13)中与泡沫结合；
步骤5.记录自气相色谱仪(36)开启至气相色谱仪检测到燃料蒸汽为止所需要的时间，记录气相色谱仪所检测的燃料蒸汽浓度随时间的变化；
步骤6.当气相色谱仪(36)检测到燃料蒸汽3min后，关闭所有阀门，打开放水管(16)上的阀门，将有机玻璃容器(13)内部的泡沫排出。
8.根据权利要求7所述的一种消防泡沫密封性能的测量方法，其特征在于：该装置燃料箱(6)中的燃料具有一定的挥发性，燃料在其表面会不断挥发形成燃料蒸汽，挥发形成燃料蒸汽能被氮气带入有机玻璃容器(13)中；该装置通过调节燃料箱(6)中的加热器(9)及通过热电偶(7)的对燃料温度进行测量，能保证燃料箱(6)内的燃料处于恒温状态；通过进气管向本装置有机玻璃容器(13)上方的缓慢注入低流量的氮气，使得氮气通过多孔玻璃盘后能缓慢的掠过泡沫表面，一方面能保证气流在不破坏泡沫的情况下将泡沫层上方的气体带向出气口，另一方面能维持有机玻璃容器(13)内气压的平衡。
9.根据权利要求7所述的一种消防泡沫密封性能的测量方法，其特征在于：向该装置中注入燃料蒸汽初期，受消防泡沫密封性影响燃料蒸汽不会立刻上升到泡沫层表面，此时气相色谱仪检测不到燃料蒸汽，随着时间的推移，泡沫在燃料的降解和泡沫析液的双重作用下对燃料蒸汽的密封性会变差，此时燃料蒸汽会上升到泡沫层表面并被多孔玻璃盘释放氮气吹扫并通过出气管(35)路流向气相色谱仪(36)。
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