CN112717309B - 一种扇叶式湍流灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扇叶式湍流灭火装置，包括气箱、连接板和隔板，所述连接板的一侧与气箱的内壁固定连接，并且隔板的一侧与连接板的一侧固定连接，本发明涉及火灾处理装置技术领域。该扇叶式涡流火焰装置，挡板通过滑动方式不仅起到控制气体流通和流速作用还有封闭气体的作用，可根据实验的需要可装入2到4种气体进行实验，增加实验多样性，更可以对多种灭火气体在同一条件下进行对比灭火性能实验，关闭三个进气管道，打开一个通风管道并通入灭火气体，模拟现场消防员面对火灾受地形限制只能在一侧灭火的情况，可根据实验数据对现场灭火具有指导意义，动态改变气体进入速度和进风口大小，完成气体流速改变对火焰结构、流场、颜色等特征影响的观察。
Description
技术领域
本发明涉及火灾消防装置技术领域，具体为一种扇叶式湍流灭火装置。
背景技术
湍流火焰常常发生在大型城市的大型火灾中，尤其是火旋风更为常见的存在于荒野和森林火灾中，研究湍流火焰的性质变化和以及对周围环境的影响对消防安全有着重要意义，目前研究湍流火焰实验装置普遍使用的方式是热驱动式和机械驱动式，其中热驱动式采用的是四墙壁和夹缝装置，其原理为当燃料被点燃后，火焰通过燃烧消耗掉周围氧气，同时装置内部的空气被加热而向上运动，使得燃烧体内压强减少形成压差，压强差迫使外围的新鲜空气通过狭缝进入燃烧体内,由于外围狭缝的环绕设计使得进入的气体迅速形成一个围绕火源的贴壁切向环流，新鲜空气沿着横向切线方向进入火源区以维持燃烧，火焰流场会受周围环向流动气流的影响进而形成湍流火焰，湍流火焰生成条件，存在多个生成气体旋涡，在不同气体旋涡内存在一个方向各异的流体汇，具有某些摩擦力或拖拽力施加给水平表面的空气运动，以形成涡的底部边界。
现有湍流灭火装置不足之处在于，无法精确得知燃烧时气体消耗量，无法确定惰性气体或者气体灭火剂在熄灭湍流火焰时的施加量和气体组分浓度、气体流场的运动变化，不易确定有一定组分灭火剂的混合气体气流的进风口速度、气体流量变化对湍流火焰高度、宽度、拉伸长度、振动频率和火焰颜色等特征的影响。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种扇叶式湍流灭火装置，解决了对通入气体定量，改变气体流量对进入整个湍流火焰区域造成影响的动态观察，确定惰性气体或者其他气体灭火剂在熄灭湍流火焰时火焰高度、宽度、拉伸长度、振动频率和火焰颜色等一系列的火焰结构变化、以及灭火剂可以熄灭不同燃料的湍流火焰的添加浓度等的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种扇叶式湍流灭火装置，包括气箱、连接板和隔板，所述连接板的一侧与气箱的内壁固定连接，并且隔板的一侧与连接板的一侧固定连接，所述气箱的顶部固定连接有顶板，并且气箱的底部固定连接有底板，所述连接板和隔板的顶部均与顶板的底部固定连接，并且连接板和隔板的底部均与底板的顶部固定连接，所述底板内部的四周均开设有气孔，并且四个气孔的内部均与气箱的内部连通，所述连接板的内部滑动连接有挡板，并且顶板的内部开设有与挡板相适配的插槽，所述底板的顶部开设有与挡板相适配的凹槽。
优选的，所述气箱的外部表现形状为密闭的圆筒，并且气箱采用透明玻璃制成。
优选的，所述连接板的内部开设有与挡板相适配的滑槽，并且隔板的一侧开设有与挡板相适配的连接槽，所述挡板的一侧与连接槽的内部滑动连接。
优选的，所述连接板采用长度为0.082m的矩形板，并且隔板采用90°半径长度为0.068m的弧形板。
优选的，所述气箱的高度为0.54m，并且挡板的高度为0.56m，所述顶板与底板的厚度均为0.005m。
优选的，所述插槽与凹槽的长度均为0.0336m，并且挡板的长度为0.0168m。
优选的，所述连接板与隔板位于气箱的内部均设置有四个，并且四个连接板与四个隔板均关于气箱的中心轴线呈等角度分布设置，所述气箱的内部被四个连接板和四个隔板以中心对称方式分隔开，将气箱的内部分为四个气体区间，并且四个气孔的内部分别与四个气体区间的内部连通。
优选的，所述顶板的内部开设有通孔，并且通孔的内部与气箱的内部连通。
（三）有益效果
本发明提供了一种扇叶式湍流灭火装置。与现有技术相比具备以下有益效果：
（1）、该扇叶式湍流灭火装置，通过气箱的顶部固定连接有顶板，并且气箱的底部固定连接有底板，连接板和隔板的顶部均与顶板的底部固定连接，并且连接板和隔板的底部均与底板的顶部固定连接，底板内部的四周均开设有气孔，并且四个气孔的内部均与气箱的内部连通，连接板的内部滑动连接有挡板，并且顶板的内部开设有与挡板相适配的插槽，底板的顶部开设有与挡板相适配的凹槽，挡板通过滑动方式不仅起到控制气体流通和流速作用还有封闭气体的作用，可根据实验的需要可装入2到4种气体进行实验，增加实验多样性，更可以对多种灭火气体在同一条件下进行对比灭火性能实验，关闭三个进气管道，打开一个通风管道并通入灭火气体，可以模拟现场消防员面对火灾受地形限制只能在一侧灭火的情况，可根据实验数据对现场灭火具有指导意义。
（2）、该扇叶式湍流灭火装置，通过气箱的顶部固定连接有顶板，并且气箱的底部固定连接有底板，连接板和隔板的顶部均与顶板的底部固定连接，并且连接板和隔板的底部均与底板的顶部固定连接，底板内部的四周均开设有气孔，并且四个气孔的内部均与气箱的内部连通，连接板的内部滑动连接有挡板，并且顶板的内部开设有与挡板相适配的插槽，底板的顶部开设有与挡板相适配的凹槽，动态改变气体进入速度和进风口大小，完成气体流速改变对火焰形态、结构和颜色等典型特征影响的观察，气箱内部的气体分区可以使氧气、空气、惰性气体和其他气体灭火剂同时贮存在气箱内，与挡板相配合可以令特定的组分浓度混合的气体及气体灭火剂卷吸进入湍流火焰的燃烧区间，从而可以对比研究不同气体种类、组分配比浓度等对湍流火焰形态、结构和颜色等的动态影响。
（3）、该扇叶式湍流灭火装置，通过气箱的顶部固定连接有顶板，并且气箱的底部固定连接有底板，连接板和隔板的顶部均与顶板的底部固定连接，并且连接板和隔板的底部均与底板的顶部固定连接，底板内部的四周均开设有气孔，并且四个气孔的内部均与气箱的内部连通，连接板的内部滑动连接有挡板，并且顶板的内部开设有与挡板相适配的插槽，底板的顶部开设有与挡板相适配的凹槽，向气箱的内部通入有颜色标识的气体进入气箱，进而观察气体的流动特征和轨迹，本发明全程操作仅需点燃液体或固体燃料，通入气体和滑动挡板即可完成，操作简单。
附图说明
图1为本发明扇叶式湍流灭火装置结构的立体图；
图2为本发明扇叶式湍流灭火装置结构的爆炸图；
图3为本发明气箱内部结构的俯视图。
图中，1-气箱、2-连接板、3-隔板、4-顶板、5-底板、6-气孔、7-挡板、8-插槽、9-凹槽、10-滑槽、11-连接槽、12-通孔。
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。
请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种扇叶式湍流灭火装置，包括气箱1、连接板2和隔板3，连接板2与隔板3位于气箱1的内部均设置有四个，并且四个连接板2与四个隔板3均关于气箱1的中心轴线呈等角度分布设置，气箱1的内部被四个连接板2和四个隔板3以中心对称方式分隔开，将气箱1的内部分为四个气体区间，并且四个气孔6的内部分别与四个气体区间的内部连通，气箱1的高度为0.54m，并且挡板7的高度为0.56m，顶板4与底板5的厚度均为0.005m，连接板2的内部开设有与挡板7相适配的滑槽10，并且隔板3的一侧开设有与挡板7相适配的连接槽11，挡板7的一侧与连接槽11的内部滑动连接，连接板2采用长度为0.082m的矩形板，并且隔板3采用90°半径长度为0.068m的弧形板，气箱1的外部表现形状为密闭的圆筒，并且气箱1采用透明玻璃制成，连接板2的一侧与气箱1的内壁固定连接，并且隔板3的一侧与连接板2的一侧固定连接，气箱1的顶部固定连接有顶板4，顶板4的内部开设有通孔12，并且通孔12的内部与气箱1的内部连通，并且气箱1的底部固定连接有底板5，连接板2和隔板3的顶部均与顶板4的底部固定连接，并且连接板2和隔板3的底部均与底板5的顶部固定连接，底板5内部的四周均开设有气孔6，并且四个气孔6的内部均与气箱1的内部连通，连接板2的内部滑动连接有挡板7，并且顶板4的内部开设有与挡板7相适配的插槽8，插槽8与凹槽9的长度均为0.0336m，并且挡板7的长度为0.0168m，底板5的顶部开设有与挡板7相适配的凹槽9，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
使用时，由于插槽8与凹槽9的长度为0.0336m，而挡板7长度为0.0168m，气体进风口长度为0.0168m，所以挡板7的横向滑动可以逐渐阻挡气体进入气箱1中并达到完全阻挡的效果，当四个挡板7完全滑离进风口时，点燃燃料，将其放入气箱1中，燃料位于底板5的顶部中心燃烧，输气管道通过底板5底面四个气孔6向气箱1的内部输入氧气或者空气，由于燃烧消耗掉部分氧气，同时空气被加热而向上运动，使得燃烧体内压强减少形成压差，压强差迫使气体区间内的气体进入燃烧体内,由于气箱1内部的弧形圆壁设计使得进入的气体迅速形成一个围绕火源的切向环流，从而产生湍流火焰，并可以据此进行记录火焰颜色、火焰结构、火焰热辐射等特征的常规实验，同时以相同速度将四个挡板7缓慢滑进连接槽11中可以动态观察气体流量变化对湍流火焰的影响，输气管道通过底板5底面四个气孔6分别在对气箱1内部的气体区间输入氧气或空气，点燃燃料，将其放入气箱1内部，挡板7滑离氧气或空气区间的进风口，使两个氧气或空气区间与燃烧区间相通，挡板7滑进惰性气体或其他气体灭火剂区间的进风口，使两个惰性气体或其他气体灭火剂区间与燃烧区间相阻隔，由于燃烧消耗掉部分氧气，同时空气被加热而向上运动，使得燃烧体内压强减少，压强差迫使助燃气体分区内的气体进入燃烧区间内,由于气箱1内部的弧形圆壁设计使得进入的气体迅速形成一个围绕火源的切向环流，从而产生湍流火焰，待火焰稳定后对侧挡板7滑进氧气或空气区间的进风口，对侧挡板7滑离惰性气体或其他气体灭火剂区间进风口，使两个氧气或空气区间与燃烧区间相阻隔，使两个惰性气体或其他气体灭火剂与燃烧区间相通，就可以在压强差的作用下，使惰性气体进入燃烧区间，在外部即可动态观察惰性气体或者灭火气体对湍流火焰的作用及影响，将三个挡板7滑入进风口，只滑离一个惰性气体区间处的挡板7，此时可以模拟人们在现实灭火时只能在单侧提供灭火材料的情况，记录该惰性气体区间对湍流火焰的影响数据，对现实灭火有指导作用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种扇叶式湍流灭火装置，包括气箱（1）、连接板（2）和隔板（3），所述连接板（2）的一侧与气箱（1）的内壁固定连接，并且隔板（3）的一侧与连接板（2）的一侧固定连接，其特征在于：所述气箱（1）的顶部固定连接有顶板（4），并且气箱（1）的底部固定连接有底板（5），所述连接板（2）和隔板（3）的顶部均与顶板（4）的底部固定连接，并且连接板（2）和隔板（3）的底部均与底板（5）的顶部固定连接，所述底板（5）内部的四周均开设有气孔（6），并且四个气孔（6）的内部均与气箱（1）的内部连通，所述连接板（2）的内部滑动连接有挡板（7），并且顶板（4）的内部开设有与挡板（7）相适配的插槽（8），所述底板（5）的顶部开设有与挡板（7）相适配的凹槽（9）；
所述连接板（2）的内部开设有与挡板（7）相适配的滑槽（10），并且隔板（3）的一侧开设有与挡板（7）相适配的连接槽（11），所述挡板（7）的一侧与连接槽（11）的内部滑动连接；
所述连接板（2）采用长度为0.082m的矩形板，并且隔板（3）采用90°半径长度为0.068m的弧形板；
所述插槽（8）与凹槽（9）的长度均为0.0336m，并且挡板（7）的长度为0.0168m；
所述连接板（2）与隔板（3）位于气箱（1）的内部均设置有四个，并且四个连接板（2）与四个隔板（3）均关于气箱（1）的中心轴线呈等角度分布设置，所述气箱（1）的内部被四个连接板（2）和四个隔板（3）以中心对称方式分隔开，将气箱（1）的内部分为四个气体区间，并且四个气孔（6）的内部分别与四个气体区间的内部连通；
所述顶板（4）的内部开设有通孔（12），并且通孔（12）的内部与气箱（1）的内部连通。
2.根据权利要求1所述的一种扇叶式湍流灭火装置，其特征在于：所述气箱（1）的外部表现形状为密闭的圆筒，并且气箱（1）采用透明玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的一种扇叶式湍流灭火装置，其特征在于：所述气箱（1）的高度为0.54m，并且挡板（7）的高度为0.56m，所述顶板（4）与底板（5）的厚度均为0.005m。
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