CN113030373A - 一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，包括舱体、排气口、排气罩、排气管道、舱门、观察窗、灭火产物检测孔、压力测量孔、油池火模块、气体火模块、火焰温度采集模块、燃料质量监测模块、防爆泄压模块、灭火剂填充模块、灭火剂喷射模块。本发明可为测试灭火剂灭火性能、检测灭火产物提供实验环境，例如可利用该装置开展全氟己酮、七氟丙烷、超细干粉等灭火剂性能测试及灭火产物检测实验。

Description

一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置
技术领域
本发明涉及灭火剂性能测试技术领域，特别涉及一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置。
背景技术
随着工业化进程加快，大规模火灾造成的经济损失、社会危害程度显著提高，而灭火剂作为降低火灾损失、减少人员伤亡的重要工具，在火灾救援中有着不可替代的地位。由于哈龙灭火剂被禁用，开展寻找能够替代哈龙灭火剂的其他灭火剂试验尤为重要，在此过程中，最重要的衡量指标就是灭火剂性能及灭火产物。
目前，现有灭火剂性能试验设备，如中国专利“一种灭火性能试验系统”(CN210243589U)中所述灭火试验在开阔环境下进行，灭火剂用量大，其灭火效果不易进行深入分析，且灭火产物扩散至大气中易对检测造成误差，污染环境。中国专利“一种水系灭火剂性能对比试验系统”(CN 206876660 U)、“一种胶体灭火剂性能测试系统”(CN211043215 U)中所述灭火剂性能测试系统只能对单一或同种类型灭火剂进行性能测试，且无法对灭火过程中形成的气体产物进行检测，不利于开展多种灭火剂性能测试及灭火产物检测试验。
因此，设置一种小尺寸、便于开展多种灭火剂试验及气体检测的装置，为灭火剂灭火性能测试、灭火产物检测分析提供良好的试验环境是非常有必要的。
发明内容
为构造小尺寸、便于灭火剂灭火性能测试及灭火产物检测实验环境，本发明提出了一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置。
本发明采用的技术方案如下：一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，包括：舱体、排气口、排气罩、排气管道、舱门、观察窗、灭火产物检测孔、压力测量孔、油池火模块、气体火模块、火焰温度采集模块、燃料质量监测模块、防爆泄压模块、灭火剂填充模块和灭火剂喷射模块，舱体顶部设排气口，排气口位于排气罩下方，排气罩位于舱体正上方，与舱体间采用M6螺钉连接；排气罩与排气管道连接，将烟气排出舱体；舱门与观察窗安装在舱体表面；灭火产物检测孔安装在舱体上；油池火模块与气体火模块安装在舱体内底板；火焰温度采集模块安装在舱体内底板；燃料质量监测模块安装在油盘下方，油盘直接放置在燃料质量监测模块的薄壁圆盘上方，油盘中心与薄壁圆盘中心处于同一直线上，位于天平正上方；灭火剂填充模块安装在舱体外表面；灭火剂喷射模块安装在舱体内顶面，其中：
所述舱体，用于为灭火剂性能测试和灭火产物检测提供实验环境；
所述排气口，用于排出舱体内烟气和剩余灭火剂；
所述排气罩及排烟管道，用于将烟气和剩余灭火剂排出室外；
所述舱门，用于进入和观测舱体内部；
所述观察窗，用于观察舱体内部；
所述灭火产物检测孔，用于抽取箱内气体，供气体检测装置和烟气检测装置分析灭火剂灭火产物；所述灭火产物检测孔中一个或多个位于舱体两侧面处；
所述压力测量孔位于舱体侧面处，用于测量灭火后舱体内的升压情况。
所述油池火模块，用于在舱体内形成油池，产生油池火；
所述气体火模块，用于向舱体内喷射可燃气体，产生气体火；
所述火焰温度采集模块，用于测量火焰温度及火焰周围温度；
所述燃料质量监测模块，用于记录燃料实时质量；
所述防爆泄压模块由爆破片和夹持器组成，位于舱体底板处，用于保护舱体，使其在超压状态下能安全泄压。
所述灭火剂填充模块，用于填充灭火剂；
所述灭火剂喷射模块，用于向舱体内喷射灭火剂。
其中，所述排气口能够自由开关。
其中，所述舱体为能够移动舱体。
其中，所述舱体外表面均能够拆卸替换。
其中，所述舱体内底面含一个或多个气体燃料进气孔。
其中，所述舱门为自由开关舱门，既能够进行密闭空间试验，也能够进行开放空间试验。
其中，所述灭火产物检测孔中的一个或多个位于舱体两侧面处。
其中，所述压力测量孔位于舱体侧面处，用于测量灭火后舱体内压力变化。
其中，所述油池火模块和气体火模块所产生的火焰能够位于舱体不同位置。
其中，所述燃料质量监测模块为能够拆卸模块，由电子天平、圆盘、支撑杆和薄壁圆盘组成，圆盘放置在电子天平正上方，与天平称量表面直接接触，圆盘中心焊接有螺栓，螺栓与贯穿底板的薄壁支撑杆相连接，支撑杆一端为薄壁圆盘，位于油盘下方，使得火焰温度不影响天平测量，且支撑杆与底板接触处焊接有无油衬套，用于减少支撑杆上下移动产生的摩擦。
其中，防爆泄压模块可安全释放压力，保护舱体结构，使其避免由灭火剂喷射灭火产生的压力对舱体造成破坏。
其中，所述灭火剂填充装置能够预先填充灭火剂。
其中，所述火焰温度采集模块能够采集火焰中心及周围实时温度，并将其显示在电脑上。
其中，所述灭火剂喷射模块由气动开关控制，外接可控制和监测灭火剂实时流量的质量流量计，能够通过调节或更换喷嘴改变灭火剂喷射形状。
本发明工作流程：将烟气罩、排烟管道连接，并置于排烟口上方，将灭火剂填充模块与外部加压灭火剂、气源连接，将灭火剂喷射模块与加压灭火剂连接，根据试验设计要求，设置油池火模块、气体火模块、燃料质量监测模块、防爆泄压模块、灭火剂喷射模块，灭火产物检测孔连接有毒气体检测设备、烟气检测设备，再对火焰温度采集模块进行调试，开始试验后，各模块测量相关试验参数，用于开展试验分析。
本发明实现的有益效果为：
(1)本发明提供一种用于进行灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，能够用于一种或多种不同类型灭火剂性能测试及灭火产物检测，且结构简单、体积小、易移动、燃料质量测量不受温度影响、便于开展科研试验。
(2)通过调节舱门可实现开放或密闭环境的灭火剂性能测试对比试验。
(3)可实现不同火焰方位的灭火剂灭火性能测试试验。
(4)可实现火焰上方气流抽吸对灭火剂灭火效果测试试验。
附图说明
为更清楚说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单介绍，但以下描述的附图仅是本发明的实施例，对本领域人员，在不付出创造性劳动前提下，还可根据提供的附图获得其他附图。
图1为本发明外部结构示意图，其中，1为舱体，2为排气口，3为排气罩，4为排气管道，5为舱门，6为观察窗，14为灭火剂填充模块；
图2为本发明内部结构示意图，其中，9为油池火模块，11为火焰温度采集模块，15为灭火剂喷射模块；
图3本发明内部部分结构示意图，其中，7为灭火产物检测孔，8为压力测量孔，10为气体火模块，12为燃料质量监测模块，13为防爆泄压模块。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步说明，但本发明实施范围不局限于这种布置方式。
如图1、图2、图3所示，本发明提供一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，包括舱体1，排气口2，排气罩3，排气管道4，舱门5，观察窗6，灭火产物检测孔7，压力测量孔8，油池火模块9，气体火模块10，火焰温度采集模块11，燃料质量监测模块12，防爆泄压模块13，灭火剂填充模块14，灭火剂喷射模块15，其中，舱体1，排气口2，排气罩3，排气管道4，舱门5，观察窗6、油池火模块9和防爆泄压模块13采用机械连接；火焰温度采集模块11和燃料质量监测模块12采用电路连接；气体火模块10、灭火剂填充模块14和灭火剂喷射模块15采用气路连接。
本实施例中，舱体1与排气口2采用M6内六角螺钉连接，舱体外框架由4根长1.8m，12根长1m的铝型材搭建而成，舱体为正方体结构，内部空间为1m3，且舱体底部四角装有可调节滑轮。所述舱体为能够移动舱体。所述舱体，用于为灭火剂性能测试和灭火产物检测提供实验环境。所述排气口，用于排出舱体内烟气和剩余灭火剂；所述排气口能够自由开关。
本实施例中，排气罩3的顶部和排气管道4之间采用法兰连接，排气罩3罩在舱体1的顶部，与舱体间采用M6螺钉连接，所述排气罩3为锥形结构，底面是边长1m的正方形，顶面是半径20cm的圆形。所述排气罩及排烟管道，用于将烟气和剩余灭火剂排出室外。
本实施例中，舱门5采用铝型材与亚克力有机玻璃组合而成，并采用内六角M4螺钉与舱体连接；舱门5位于舱体1的侧面上。所述舱门，用于进入和观测舱体内部。所述舱门为自由开关舱门，既能够进行密闭空间试验，也能够进行开放空间试验。
本实施例中，观察窗6采用铝型材与亚克力有机玻璃组合而成，并采用T型螺栓与舱体连接，观察窗6位于舱体1的另一侧面上。所述观察窗，用于观察舱体内部。
本实施例中，灭火产物检测孔7分别位于正对舱门5的后不锈钢板与位于舱门5右侧的右不锈钢板上，孔径为12mm，每块钢板上检测孔数量为10个，其中上下底部检测孔距钢板边界为9cm，其余8个检测孔位于钢板中部，不锈钢板与舱体1外部框架采用M6内六角螺钉连接，本实施例中，采用后钢板中的上检测孔、下检测孔进行产物检测，其余检测孔采用螺钉密封。所述灭火产物检测孔，用于抽取箱内气体，供气体检测装置和烟气检测装置分析灭火剂灭火产物。
本实施例中，压力测量孔8分别位于正对舱门5的后不锈钢板与位于舱门5右侧的右不锈钢板中心位置，孔径为12mm，采用内径为1/4英寸的穿孔不锈钢外螺纹接头，本实施例中，采用OMEGA型号HHP360–B数字压力计测量舱体压力，压力计与软管采用1/4英寸卡套接头连接，软管另一端采用1/4英寸卡套接头与穿孔不锈钢外螺纹接头相接，穿孔不锈钢外螺纹接头位于舱体侧面的不锈钢板中心，用于连接HHP360–B数字压力计。所述压力测量孔用于测量灭火后舱体内升压情况。
本实施例中，油池火模块9的油池尺寸为长15cm，宽15cm，深5cm，油池位于灭火剂喷射模块15的喷嘴正下方处，喷嘴用于喷射灭火剂，油池火模块9下方为燃料质量监测模块12。在开始试验前，先往位于舱体底板中心处的圆盘内倒入冷却水，用以维持油盘温度，减少由油盘过热导致燃料分解所造成的实验误差，圆盘由支撑杆支撑，位于舱体1底板中心上方5mm处，将含燃料的油盘放置在圆盘中心，燃料预燃15秒，在本实施例中，燃料添加量为250mL。所述油池火模块，用于在舱体内形成油池，产生油池火。
本实施例中，气体火模块10由气体输送管路和可燃气体喷射孔组成，可燃气体喷射孔有6个，位于舱体1底板中部区域，每个喷射孔距底板最近边界的距离为20cm，喷射孔采用内径为1/4英寸的穿孔不锈钢外螺纹接头，其中一端为1/4英寸卡套接头，另一端为1/4英寸NPT螺纹，喷射孔与气体输送管路间采用1/4英寸卡套接头连接。本实施例中，采用单一可燃气体喷射孔，其余喷射孔采用M6内六角螺钉进行密封。所述气体火模块，用于向舱体内喷射可燃气体，产生气体火。
本实施例中，火焰温度采集模块11分为棒状热电偶和热电偶树，棒状热电偶树为2个，每条棒中均匀分布10个K型热电偶，分别位于油盘两侧，采用内径为1/4英寸的穿孔不锈钢外螺纹接头及卡套接头固定于舱体底板处，且热电偶树均匀分布8个热电偶，位于舱体1底板中心油盘的正上方，油盘放置在燃料质量监测模块12的薄壁圆盘中心。油盘中心与薄壁圆盘中心处于同一直线上。所述火焰温度采集模块，用于测量火焰温度及火焰周围温度，能够采集火焰中心及周围实时温度，并将其显示在电脑上。
本实施例中，燃料质量监测模块12采用SQP型电子天平，天平精确度为0.01g，天平称量表面上放置有直径16cm、厚2mm圆盘，圆盘位于舱体1底板中心的正下方，圆盘中心焊接的螺栓与贯穿舱体1底板的薄壁支撑杆连接，且支撑杆高度为40.5cm、壁厚为3mm、内径为7mm，支撑杆中间部分为长10cm的绝热树脂棒，树脂棒可起到防止热量从油盘向下传递的作用，支撑杆另一端与直径25cm、厚1mm的薄壁圆盘相焊接，并在圆盘上方放置长15cm，宽15cm，深5cm的油盘，支撑杆与底板接触处焊接有直径7.2mm的铜合金带肩标准型无油衬套，可起到减少由支撑杆上下移动产生的摩擦影响，采用Δm＝m1+m2-m3计算金属连接所造成的质量误差，其中，Δm为质量误差；m1为加燃料油盘质量；m2为支撑部分重量；m3为燃料固定后天平读数。所述燃料质量监测模块，用于记录燃料实时质量。
本实施例中，防爆泄压模块13采用耐腐蚀开缝正拱形爆破片和夹持器，爆破片位于舱体1底板对角处，距最近底板边界距离为10cm，夹持器被焊接于舱体1底板的爆破片安装处，考虑高温、灭火剂灭火产物对舱体抗压能力的影响，爆破片爆破压力设置为0.6MPa。所述防爆泄压模块用于保护舱体，使其在超压状态下能安全泄压。
本实施例中，灭火剂填充模块14采用容量为500mL、最高耐热温度为300℃的取样钢瓶，两端为1/4NPT螺纹，采用1/4英寸卡套接头连接，在本实施例中，采用全氟己酮、七氟丙烷灭火剂，灭火剂填充量为300mL。灭火剂填充模块14安装在舱体外表面。所述灭火剂填充模块，用于填充灭火剂。
本实施例中，灭火剂喷射模块安装在舱体内顶面。灭火剂喷射模块15由气动开关控制，气动开关采用T型螺栓固定于舱体表面，气动开关采用1/4英寸卡套接头与喷嘴连接，外接流量范围为0.005kg/h-30kg/h的科里奥利质量流量计，用以控制、测量灭火剂实时质量流量，灭火剂输送管路采用1/4英寸卡套接头与流量计连接，灭火剂填充模块14与灭火剂喷射模块15通过管路连接，先将灭火剂填充至灭火剂填充模块14中的取样钢瓶中，后控制灭火剂喷射模块15中的气动开关将灭火剂喷出。所述灭火剂喷射模块，用于向舱体内喷射灭火剂。
在本实施例中，采用两种试验方案测试灭火剂灭火性能。
方案一：将灭火剂填充模块14中取样钢瓶内压力控制在0.3MPa，通过灭火剂喷射模块15中的科里奥利质量流量计将灭火剂喷射流量设置为1kg/h、5kg/h、10kg/h、20kg/h，以此来比较不同灭火剂的灭火效果和性能；对于灭火产物检测，采用深国安型号SGA–600C–HF-MH气体检测仪检测氟化氢含量，检测仪探杆通过灭火产物检测孔7插入舱体1，气体检测仪与舱体1间采用铝箔胶带进行密封固定；采用testo型号350烟气分析仪分析烟气成分，烟气分析仪探头通过灭火产物检测孔7插入舱体1，烟气分析仪与舱体1间采用铝箔胶带进行密封固定。
方案二：通过灭火剂喷射模块15中的科里奥利质量流量计将灭火剂喷射流量控制在10kg/h，设置灭火剂填充模块14中取样钢瓶内压力为0.3MPa、0.5MPa、0.7MPa，以此来比较不同灭火剂的灭火效果和性能；对于灭火产物检测，采用深国安型号SGA–600C–HF-MH气体检测仪检测氟化氢含量，检测仪探杆通过灭火产物检测孔7插入舱体1，气体检测仪与舱体1间采用铝箔胶带进行密封固定；采用testo型号350烟气分析仪分析烟气成分，烟气分析仪探头通过灭火产物检测孔7插入舱体1，烟气分析仪与舱体1间采用铝箔胶带进行密封固定。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，包括：舱体、排气口、排气罩、排气管道、舱门、观察窗、灭火产物检测孔、压力测量孔、油池火模块、气体火模块、火焰温度采集模块、燃料质量监测模块、防爆泄压模块、灭火剂填充模块和灭火剂喷射模块，舱体顶部设有排气口，排气口位于排气罩下方，排气罩位于舱体正上方，与舱体间采用M6螺钉连接；排气罩与排气管道连接，将烟气排出舱体；舱门与观察窗安装在舱体表面；灭火产物检测孔安装在舱体上；油池火模块与气体火模块安装在舱体内底板；火焰温度采集模块安装在舱体内底板；燃料质量监测模块安装在油盘下方，油盘直接放置在燃料质量监测模块的薄壁圆盘上方，油盘中心与薄壁圆盘中心处于同一直线上，位于天平正上方；灭火剂填充模块安装在舱体外表面；灭火剂喷射模块安装在舱体内顶面，其中：
所述舱体，用于为灭火剂性能测试和灭火产物检测提供实验环境；
所述排气口，用于排出舱体内烟气和剩余灭火剂；
所述排气罩及排烟管道，用于将烟气和剩余灭火剂排出室外；
所述舱门，用于进入和观测舱体内部；
所述观察窗，用于观察舱体内部；所述灭火产物检测孔，用于抽取箱内气体，供气体检测装置和烟气检测装置分析灭火剂灭火产物；所述灭火产物检测孔中一个或多个位于舱体两侧面处；
所述压力测量孔位于舱体侧面处，用于测量灭火后舱体内升压情况；所述油池火模块，用于在舱体内形成油池，产生油池火；
所述气体火模块，用于向舱体内喷射可燃气体，产生气体火；
所述火焰温度采集模块，用于测量火焰温度及火焰周围温度；
所述燃料质量监测模块，用于记录燃料实时质量；
所述防爆泄压模块由爆破片和夹持器组成，位于舱体底板处，用于保护舱体，使其在超压状态下能安全泄压；
所述灭火剂填充模块，用于填充灭火剂；
所述灭火剂喷射模块，用于向舱体内喷射灭火剂。
2.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述排气口能够自由开关。
3.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述舱体为能够移动舱体。
4.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述舱体外表面均能够拆卸替换。
5.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述舱体内底面含一个或多个气体燃料进气孔。
6.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述舱门为自由开关舱门，既能够进行密闭空间试验，也能够进行开放空间试验。
7.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述油池火模块和气体火模块所产生的火焰能够位于舱体不同位置。
8.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述燃料质量监测模块为能够拆卸模块，由电子天平、圆盘、支撑杆和薄壁圆盘组成，圆盘放置在电子天平称量表面中心处，圆盘中心焊接有螺栓，螺栓与贯穿舱体底板的薄壁支撑杆相连接，支撑杆一端为薄壁圆盘，位于油盘下方，使得火焰温度不影响天平测量，且支撑杆与底板接触处焊接有无油衬套，用于减少支撑杆上下移动产生的摩擦。
9.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述灭火剂填充装置能够预先填充灭火剂；火焰温度采集模块能够采集火焰中心及周围实时温度，并将其显示在电脑上。
10.如权利要求1所述的一种灭火剂性能测试及灭火产物检测装置，其特征在于，所述灭火剂喷射模块由气动开关控制，外接可控制和监测灭火剂实时流量的质量流量计，能够通过调节或更换喷嘴改变灭火剂喷射形状。
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