CN111710224A - 一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，包括隧道系统，隧道系统包括主隧道通道和横向连接通道，横向连接通道横向布置在两条主隧道通道之间，并与两条主隧道通道垂直连通；火源模拟装置设于主隧道通道内；排烟管道设于横向连接通道的顶部；监控装置设于主隧道通道和横向连接通道内部；本发明可模拟出隧道内的火灾场景，并对隧道内的烟气浓度、烟气流动规律、温度场及热辐射值进行观察、监测并记录试验数据，提高隧道火灾试验研究的准确性和有效性，同时主隧道通道可实现模块化拼接，各个具有不同功能的模块可根据不同位置的需求反复使用，降低了制造难度，提高了拼装效率。

Description

一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统

技术领域

本发明涉及隧道防火技术领域，更具体的说是涉及一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统。

背景技术

伴随着我国高速铁路和客运专线的发展以及西部铁路网建设的兴起，超长铁路大隧道的数量在线路中的比例越来越高。众所周知，特长铁路隧道由于其结构特点，一旦列车在隧道内发生火灾，短时间内外部救援很难到达现场展开施救工作，造成人员逃生困难。

在现代的隧道火灾研究中，通过模拟试验来研究隧道内火灾状况下的烟气流动规律和通风策略，用来指导通风与排烟模式的设计，对于保障隧道高效、安全的运营具有重要意义。由于其巨大的结构构造，进行全尺寸隧道火灾试验的成本高，操作困难，难以获得大量的试验数据，因此目前多采用小尺寸模拟试验，但是通常小尺寸模拟试验系统只能模拟一种或少数几种隧道形式，通用性差。

因此，提供一种结构简单，易于拼装，通用性强，能够在实验室中研究隧道内火灾状况的双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一，提供了双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，包括：

隧道系统，所述隧道系统包括主隧道通道和横向连接通道，所述主隧道通道为两条平行布置的纵向通道，所述横向连接通道横向布置在两条所述主隧道通道之间，并与两条所述主隧道通道垂直连通；

火源模拟装置，所述火源模拟装置设于所述主隧道通道内；

排烟管道，所述排烟管道设于所述横向连接通道的顶部；

监控装置，所述监控装置设于所述主隧道通道和横向连接通道内部，用于监测所述主隧道通道和横向连接通道内的烟气浓度及烟气流动规律。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，通过火源模拟装置可模拟出隧道内的火灾场景，并通过隧道系统、排烟系统和监控装置对隧道内的烟气浓度、烟气流动规律、温度场及热辐射值进行观察、监测并记录试验数据，提高隧道火灾试验研究的准确性和有效性，从而有针对性地设计出优良的隧道火灾救援系统；

本发明结构简单，通用性强，试验操作方便，能够准确地记录分析铁路隧道内发生火灾时的烟气流动规律、温度场、热辐射值及通风策略等特征参数，具有较强的实用性。

进一步的，两条所述主隧道通道均包括主隧道基础模块、主隧道观察模块、主隧道调整模块、主隧道燃烧模块和主隧道连接模块，所述主隧道基础模块、主隧道观察模块、主隧道调整模块、主隧道燃烧模块和主隧道连接模块均为多个且依次连接；所述火源模拟装置安装在所述主隧道燃烧模块内。

采用上述技术方案产生的有益效果是，主隧道通道可实现模块化拼接，各个具有不同功能的模块可根据不同位置的需求反复使用，降低了制造难度，提高了拼装效率。

进一步的，所述主隧道观察模块的侧壁上开设有主隧道观察窗；所述主隧道调整模块的长度小于所述主隧道基础模块的长度；所述主隧道连接模块的侧壁上开设有连接口，所述连接口与所述横向连接通道连接。

采用上述技术方案产生的有益效果是，便于试验人员及时有效地观察到该试验系统内的烟气流动情况。

进一步的，所述主隧道燃烧模块侧壁上开设有燃烧口，所述燃烧口处设有推拉抽屉，且所述推拉抽屉滑动连接在所述主隧道燃烧模块上，所述火源模拟装置安装在所述推拉抽屉内。

采用上述技术方案产生的有益效果是，便于模拟火源的取放。

进一步的，还包括射流风机，所述横向连接通道包括横向连接通道排烟口模块和横向连接通道防护门模块，所述横向连接通道排烟口模块的顶壁上开设有排烟口，所述排烟管道一端与所述排烟口连接并连通；所述横向连接通道防护门模块一端设有防护门，所述防护门铰接在所述横向连接通道防护门模块一端，且所述射流风机安装在所述横向连接通道防护门模块顶壁；所述横向连接通道防护门模块为一个及以上，一个及以上所述横向连接通道防护门模块依次连接，且依次连接的一个及以上所述横向连接通道防护门模块的一端与所述连接口固定连接。

采用上述技术方案产生的有益效果是，防护门和射流风机可阻止主隧道内的烟气进入横向连接通道，并促使烟气通过排烟口模块上的排烟口，进入排烟管道，排出隧道系统。

进一步的，所述主隧道调整模块的长度为所述主隧道基础模块长度的三分之一至三分之二。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该试验系统的长度易于调整，从而便于模拟出不同长度下的铁路隧道，并记录分析不同长度下试验系统内的烟气流动规律等参数，提高了该试验系统结构的灵活性，扩大了该试验系统的适用范围。

进一步的，所述主隧道基础模块、主隧道观察模块、主隧道调整模块、主隧道燃烧模块、主隧道连接模块、横向连接通道排烟口模块和横向连接通道防护门模块均包括模块框架、U型底板、弧形折弯顶板和调整螺杆，所述U型底板和所述弧形折弯顶板分别适配安装在所述模块框架的底部和顶部，所述调整螺杆为多个，且多个调整螺杆分别转动连接在所述模块框架端部的两侧。

采用上述技术方案产生的有益效果是，各模块的基础部件相同，更利于批量化生产，降低了整体制造费用；同时，调整螺杆的设置便于调整各个模块的高度，使该试验系统在置于路面不平的情况下，通过调节调整螺杆能够确保该试验系统中的各个模块位于同一水平面，从而提高了该试验系统整体结构的平衡性和稳定性。

进一步的，所述排烟管道包括第一排烟管和第一排烟管，所述第一排烟管为圆筒状排烟管，所述第一排烟管为三通排烟管，所述第一排烟管底部固定在所述排烟口处，任一所述第一排烟管沿纵向布置的两个出口通过所述第一排烟管与相邻的所述第一排烟管固定连接并连通。

采用上述技术方案产生的有益效果是，更有利于排出主隧道内的烟气，同时便于测量该试验系统内的烟气流动规律，从而制定出相应的通风策略。

进一步的，所述监控装置包括气体传感器和控制终端，所述气体传感器为多个，且多个所述气体传感器分别均匀布置在所述主隧道基础模块、主隧道观察模块、主隧道燃烧模块、主隧道连接模块、横向连接通道防护门模块和横向连接通道排烟口模块内，且多个所述气体传感器与所述控制终端信号连接。

采用上述技术方案产生的有益效果是，能够准确获得主隧道内不同位置的烟气浓度和烟气流动情况，并进一步对烟气流动规律、温度场既热辐射等进行研究和记录。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的立体结构局部放大图；

图3为本发明的后视图；

图4为本发明的主隧道基础模块立体结构示意图；

图5为本发明的主隧道观察模块立体结构示意图；

图6为本发明的主隧道调整模块立体结构示意图；

图7为本发明的主隧道燃烧模块立体结构示意图；

图8为本发明的主隧道连接模块立体结构示意图；

图9为本发明的横向连接通道排烟口模块立体结构示意图；

图10为本发明的横向连接通道防护门模块立体结构示意图；

图11为本发明的主隧道基础模块爆炸图，

图中：

1-隧道系统；11-主隧道通道，111-主隧道基础模块，112-主隧道观察模块，1121-主隧道观察窗，1122-主隧道排烟口，113-主隧道调整模块，114-主隧道燃烧模块，1141-燃烧口，1142-推拉抽屉，115-主隧道连接模块，1151-连接口；

12-横向连接通道，121-横向连接通道排烟口模块，1211-排烟口，122-横向连接通道防护门模块，1221-防护门；

2-排烟管道，21-第一排烟管，22-第二排烟管；

100-模块框架，200-U型底板，300-弧形折弯顶板，400-调整螺杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例公开了一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，该火灾模型试验系统依照平安隧道原型的结构特点，按照1∶10的微缩比例制成了一种结构简单、可模块化拼装、通用性强且整体结构稳定性好的火灾模型试验系统；包括：

隧道系统1，隧道系统1包括主隧道通道11和横向连接通道12，主隧道通道11为两条平行布置的纵向通道，横向连接通道12横向布置在两条主隧道通道11之间，并与两条主隧道通道11垂直连通；

火源模拟装置，火源模拟装置设于主隧道通道11内；

排烟管道2，排烟管道2设于横向连接通道12的顶部；

监控装置，监控装置设于主隧道通道11和横向连接通道12内部，用于监测主隧道通道11和横向连接通道12内的烟气浓度及烟气流动规律。

在一些实施例中，两条主隧道通道11均包括主隧道基础模块111、主隧道观察模块112、主隧道调整模块113、主隧道燃烧模块114和主隧道连接模块115，主隧道基础模块111、主隧道观察模块112、主隧道调整模块113、主隧道燃烧模块114和主隧道连接模块115均为多个且依次连接；火源模拟装置安装在主隧道燃烧模块114内。

具体的，主隧道观察模块112的侧壁上开设有主隧道观察窗1121；主隧道调整模块112的长度小于主隧道基础模块111的长度；主隧道连接模块115的侧壁上开设有连接口1151，连接口1151与横向连接通道12连接；主隧道观察窗1121为透明观察窗，更便于观察主隧道内的烟气流动情况；主隧道观察窗1121材质为耐高温玻璃，可以提高主隧道观察窗1121的使用寿命。

有利的，主隧道燃烧模块114侧壁上开设有燃烧口1141，燃烧口1141处设有推拉抽屉1142，且推拉抽屉1142滑动连接在主隧道燃烧模块114上，火源模拟装置安装在推拉抽屉1142内；

主隧道燃烧模块114采用的材质优选为耐高温不锈钢板，能够更好的隔离高温，避免试验人员在操作过程中发生烫伤事故，提高了该试验系统的安全性。

在一些实施例中，还包括射流风机，横向连接通道12包括横向连接通道排烟口模块121和横向连接通道防护门模块122，横向连接通道排烟口模块121的顶壁上开设有排烟口1211，排烟管道2一端与排烟口1211连接并连通；横向连接通道防护门模块122一端设有防护门1221，防护门1221铰接在横向连接通道防护门模块122一端，且射流风机安装在横向连接通道防护门模块122顶壁；横向连接通道防护门模块122为一个及以上，一个及以上横向连接通道防护门模块122依次连接，且依次连接的一个及以上横向连接通道防护门模块122的一端与连接口1151固定连接，促使烟气通过排烟口模块上的排烟口1211，进入排烟管道2，排出隧道系统。

有利的，主隧道调整模块113的长度为主隧道基础模块111长度的三分之一至三分之二，优选为二分之一，使该试验系统的主隧道长度易于调整，可以根据需要模拟出不同长度的隧道，提高了该试验系统的通用性。

有利的，主隧道基础模块111、主隧道观察模块112、主隧道调整模块113、主隧道燃烧模块114、主隧道连接模块115、横向连接通道排烟口模块121和横向连接通道防护门模块122均包括模块框架100、U型底板200、弧形折弯顶板300和调整螺杆400，U型底板200和弧形折弯顶板300分别适配安装在模块框架100的底部和顶部，调整螺杆400为多个，且多个调整螺杆400分别转动连接在模块框架100端部的两侧。各模块的基础部件相同，更利于批量化生产，降低了整体制造费用，使各个模块的高度可以调节，即使在路面不平的情况下也可以保证各个模块位于同一水平面，避免了因地势原因造成的拼装困难。

有利的，排烟管道2包括第一排烟管21和第一排烟管22，第一排烟管21为圆筒状排烟管，第一排烟管22为三通排烟管，第一排烟管22底部固定在排烟口1211处，任一第一排烟管22沿纵向布置的两个出口通过第一排烟管21与相邻的第一排烟管22固定连接并连通。

在另一些实施例中，监控装置包括气体传感器和控制终端，气体传感器为多个，且多个气体传感器分别均匀布置在主隧道基础模块111、主隧道观察模块112、主隧道燃烧模块114、主隧道连接模块115、横向连接通道防护门模块122和横向连接通道排烟口模块121内，且多个气体传感器与控制终端信号连接；能够准确获得主隧道内不同位置的烟气浓度和烟气流动情况，并进一步对烟气流动规律、温度场既热辐射等进行研究和记录。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，包括：

隧道系统(1)，所述隧道系统(1)包括主隧道通道(11)和横向连接通道(12)，所述主隧道通道(11)为两条平行布置的纵向通道，所述横向连接通道(12)横向布置在两条所述主隧道通道(11)之间，并与两条所述主隧道通道(11)垂直连通；

火源模拟装置，所述火源模拟装置设于所述主隧道通道(11)内；

排烟管道(2)，所述排烟管道(2)设于所述横向连接通道(12)的顶部；

监控装置，所述监控装置设于所述主隧道通道(11)和横向连接通道(12)内部，用于监测所述主隧道通道(11)和横向连接通道(12)内的烟气浓度及烟气流动规律。

2.根据权利要求1所述的一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，两条所述主隧道通道(11)均包括主隧道基础模块(111)、主隧道观察模块(112)、主隧道调整模块(113)、主隧道燃烧模块(114)和主隧道连接模块(115)，所述主隧道基础模块(111)、主隧道观察模块(112)、主隧道调整模块(113)、主隧道燃烧模块(114)和主隧道连接模块(115)均为多个且依次连接；所述火源模拟装置安装在所述主隧道燃烧模块(114)内。

3.根据权利要求2所述的一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，所述主隧道观察模块(112)的侧壁上开设有主隧道观察窗(1121)；所述主隧道调整模块(113)的长度小于所述主隧道基础模块(111)的长度；所述主隧道连接模块(115)的侧壁上开设有连接口(1151)，所述连接口(1151)与所述横向连接通道(12)连接。

4.根据权利要求2所述的一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，所述主隧道燃烧模块(114)侧壁上开设有燃烧口(1141)，所述燃烧口(1141)处设有推拉抽屉(1142)，且所述推拉抽屉(1142)滑动连接在所述主隧道燃烧模块(114)上，所述火源模拟装置安装在所述推拉抽屉(1142)内。

5.根据权利要求3所述的一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，还包括射流风机，所述横向连接通道(12)包括横向连接通道排烟口模块(121)和横向连接通道防护门模块(122)，所述横向连接通道排烟口模块(121)的顶壁上开设有排烟口(1211)，所述排烟管道(2)一端与所述排烟口(1211)连接并连通；所述横向连接通道防护门模块(122)一端设有防护门(1221)，所述防护门(1221)铰接在所述横向连接通道防护门模块(122)一端，且所述射流风机安装在所述横向连接通道防护门模块(122)顶壁；所述横向连接通道防护门模块(122)为一个及以上，一个及以上所述横向连接通道防护门模块(122)依次连接，且依次连接的一个及以上所述横向连接通道防护门模块(122)的一端与所述连接口(1151)固定连接

6.根据权利要求1所述的一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，所述主隧道调整模块(113)的长度为所述主隧道基础模块(111)长度的三分之一至三分之二。

7.根据权利要求2所述的一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，所述主隧道基础模块(111)、主隧道观察模块(112)、主隧道调整模块(113)、主隧道燃烧模块(114)、主隧道连接模块(115)、横向连接通道排烟口模块(121)和横向连接通道防护门模块(122)均包括模块框架(100)、U型底板(200)、弧形折弯顶板(300)和调整螺杆(400)，所述U型底板(200)和所述弧形折弯顶板(300)分别适配安装在所述模块框架(100)的底部和顶部，所述调整螺杆(400)为多个，且多个调整螺杆(400)分别转动连接在所述模块框架(100)端部的两侧。

8.根据权利要求1所述的一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，所述排烟管道(2)包括第一排烟管(21)和第一排烟管(22)，所述第一排烟管(21)为圆筒状排烟管，所述第一排烟管(22)为三通排烟管，所述第一排烟管(22)底部固定在所述排烟口(1211)处，任一所述第一排烟管(22)沿纵向布置的两个出口通过所述第一排烟管(21)与相邻的所述第一排烟管(22)固定连接并连通。

9.根据权利要求7所述的一种双洞单线隧道横通道排烟型救援站火灾模型试验系统，其特征在于，所述监控装置包括气体传感器和控制终端，所述气体传感器为多个，且多个所述气体传感器分别均匀布置在所述主隧道基础模块(111)、主隧道观察模块(112)、主隧道燃烧模块(114)、主隧道连接模块(115)、横向连接通道防护门模块(122)和横向连接通道排烟口模块(121)内，且多个所述气体传感器与所述控制终端信号连接。

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