CN113740481A - 一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置及使用方法，包括悬臂梁，所述悬臂梁下方吊装有脚模型，脚模型外部穿戴有防护靴试样，在防护靴试样的下方设有移动装置，每个移动装置的末端均连接一个燃烧器，五个燃烧器的喷火口分别正对防护靴试样前端上表面、防护靴试样前端与靴底交界处、防护靴试样靴底正下方、防护靴试样靴筒正前方和防护靴试样靴筒正后方。该装置通过机械结构支撑燃烧器，可以防止火焰抖动、确保火焰的内焰尖接触试样并保持距离稳定，满足火焰倾斜90°或45°要求，实现计时、观察、判定自动化，改善检测人员所处环境、提高试验检测质量和效率。
Description
技术领域
本发明属于消防产品检测设备及方法技术领域，特别涉及一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置及使用方法。
背景技术
现对消防员防护靴阻燃性能试验是人工手持本生灯操作进行的，防护靴试样放在台架上，点燃燃烧器将火焰高度调节至75mm，火焰以90°或45°对防护靴试样规定五个燃烧点位接触燃烧12s后离开，每个燃烧位置离火后自熄时间不得超过2s, 每个试验位置的损毁长度不得超过 100mm，不应产生熔融和熔滴或剥离等现象。由于是人工手持本生灯操作很容易造成火焰抖动，火焰与燃烧点位角度和距离很难达到规定要求，也使得各试验燃烧点位的燃烧温度不一致，这是因为火外焰和内焰部分都不如内焰尖的温度稳定和温度高，每个燃烧点位燃烧12s后离火，被燃烧点位自熄时间不超过2s,靠人肉眼计时、观察、判定常存在偏差差异，试验检测质量和效率不高，检验人员所处环境也恶劣。
发明内容
为消除如上所述缺陷，本发明提供一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置及使用方法，该装置通过机械结构支撑燃烧器，可以防止火焰抖动、确保火焰的内焰尖接触试样并保持距离稳定，满足火焰倾斜90°或45°要求，实现计时、观察、判定自动化，改善检测人员所处环境、提高试验检测质量和效率。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，包括悬臂梁，所述悬臂梁下方吊装有脚模型，所述脚模型外部穿戴有防护靴试样，在防护靴试样的靴底长度方向的下方设有三个移动装置，在防护靴试样的靴底宽度方向一侧的下方设有两个移动装置，五个移动装置各自相互独立，五个独立的移动装置结构、工作原理均相同，每个移动装置的末端均连接一个燃烧器，五个燃烧器的喷火口分别正对防护靴试样前端上表面、防护靴试样前端与靴底交界处、防护靴试样靴底正下方、防护靴试样靴筒正前方和防护靴试样靴筒正后方。
优选的，每个移动装置均包括依次连接的垂直轴驱动电机、水平电动缸、垂直电动缸和燃气输送管，所述燃烧器安装在燃气输送管的末端。
优选的，所述燃烧器的火焰喷口设有电控打火针。
优选的，所述燃气输送管上靠近燃烧器的一端安装有可旋转监控摄像头，在可旋转监控摄像头的顶端装有瞬时动态3D测量仪，可旋转监控摄像头和瞬时动态3D测量仪用于监控和测量燃烧器的火焰和被燃烧点位的变化情况及损毁长度。
优选的，五个点位的燃烧器工作移动不是同步的，是各自独立的。
优选的，每个燃气输送管均连接电控压力调节阀组。
优选的，每个电控压力调节阀组内均串联连接一个电控压力调节阀和一个电控开关阀，各电控开关阀通过管路与燃气输入总管并联连接，燃气输入总管路上设有电控压力调节总阀，电控压力调节总阀通过燃气管与电控开关总阀串联连接，电控开关总阀输入端通过燃气软管与甲烷燃气储存罐连接。
优选的，所述伺服电机、水平电动缸、垂直电动缸、可旋转监控摄像头和微型瞬时动态3D测量仪、电控压力调节阀组均与PLC控制显示器通讯连接，对PLC控制显示器输入试验控制程序和图像分析软件。
移动装置中的垂直轴驱动电机工作可使燃烧器转动、水平电动缸工作可使燃烧器水平移动、垂直电动缸可使燃烧器垂直移动，每个燃烧器都对应一个可旋转监控摄像头和微型瞬时动态3D测量仪，当燃烧器的火焰点燃后，移动装置可将燃烧器准确移至所燃烧点位并使燃烧火焰的内火焰尖接触燃烧点位，12s后燃烧器迅速离开，而可旋转监控摄像头和微型瞬时动态3D测量仪却跟踪着被燃烧的点位变化情况。
本发明还公开一种上述实验装置的使用方法，步骤如下：
1、将防护靴试样穿到脚模型上，打开甲烷燃气储存罐的开关阀，按PLC显示控制器中的试验启动按钮，各电控部件进入工作状态；
2、五个可旋转监控摄像头各自将编程设定的跟踪区域点位影像数据实时发送至PLC显示控制器，PLC显示控制器控制五个电打火针打火工作，各燃烧器相继点燃火焰；
3、当PLC显示控制器调整某个可旋转监控摄像头所对应监控的燃烧器火焰高度达到设定高度并稳定后，PLC显示控制器控制连接该燃烧器的移动装置工作，使该燃烧器移至消防靴试样的相应燃烧点位并使火焰的内焰尖接触该点位；
4、可旋转监控摄像头和瞬时动态3D测量仪跟踪监控该燃烧点位变化情况和燃烧情况，并将实时影像传送至PLC显示控制器；
5、燃烧设定时间后PLC显示控制器控制移动装置工作使燃烧器迅速离开；
6、依据编程进行分析判定并作出该点位阻燃试验结论；
7、试验完毕后PLC显示控制器关闭相关电控部件并发出影音提示。
本发明的有益效果
该装置及使用方法改善了检测人员操作环境、解决了内火焰尖与燃烧部位距离不稳定、不一致问题，消除了人为干扰因素，实现计时、观察、判定自动化，显著提高了试验质量和检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明主视图；
图2是图1中Ⅰ的放大图；
图3是图1中Ⅱ的放大图；
图4是本发明俯视图；
图5是本发明左视图；
图6是电控原理图；
图中，1地面，2甲烷燃气储存罐，3燃气输送软管，4电控压力调节阀组，5伺服电机B，6水平电动缸A，7水平固定卡A，8法兰盘A，9垂直轴A，10垂直轴伺服电机A，11伸缩轴A，12法兰盘B，13垂直固定卡B，14垂直电动缸B，15伺服电机C,16伸缩端B,17法兰盘C,18管托,19水平金属短管，20刚性燃气输送管，21燃烧器B,22内火焰尖,23电打火针,24燃烧器A,25抱箍，26支杆，27可旋转监控摄像头,28微型瞬时动态3D测量仪,29燃烧器D,30消防员防护靴阻燃性能试样,31脚模型,32法兰盘D,33垂直吊轴,34支架悬臂梁,35燃烧器E,36燃烧器C,37显示PLC控制器,38移动装置E，39移动装置C，40支架立柱，41移动装置D，42移动装置B，43三角加强筋。。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”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。
本发明公开一种如图1-6所示的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，支架立柱40下端通过地脚螺固定在地面1上，支架立柱40顶端焊有支架悬臂梁34，支架悬臂梁34与支架立柱40间焊有三角加强筋43，在支架悬臂梁34悬臂端下方焊有垂直吊轴33，垂直吊轴33的下端装有法兰盘D32，法兰盘D32通过螺栓可安装固定不同规格大小的脚模型31，在脚模型31上穿上适宜规格大小的消防员防护靴阻燃性能试样30。在消防员防护靴阻燃性能试样30的靴底长度方向正下方设有三个移动装置，在试样30的靴底宽度方向一侧的下方设有两个移动装置，这五个独立的移动装置结构、工作原理相同，它们都是实现各自连接的燃烧器和连接在刚性燃气输送管上的所有部件的移动。
每个移动装置的结构组成为：垂直轴伺服电机A10是支撑连接其以上部件移动的主要代表，垂直轴A9顶端装有法兰盘A8，法兰盘A8顶端设有水平固定卡A7，在水平固定卡A7内卡有水平电动缸A6和伺服电机B5，伺服电机B5向水平电动缸A6提供动力源。在伸缩端A11的端部装有法兰盘B12，在法兰盘B12的端部装有垂直固定卡B13，在垂直固定卡B13内卡有垂直电动缸B14和伺服电机C15，伺服电机C15向垂直电动缸B14提供动力源。在伸缩端B16的顶部装有法兰盘C17，法兰盘C17的顶部设有管托18，在管托18上焊有水平金属短管19。各种弯曲形状不同的刚性燃气输送管20的下部都有一水平段，将该水平段插入金属短管19内并通过螺栓将其固定，在每个刚性燃气输送管的上端部都焊有燃烧器，燃烧器喷口内径为11mm，在各燃烧器的火焰喷口都设有电控打火针23，在临近燃烧器刚性燃气输送管上都设有固定套25，在固定套25上焊有支架26，支架26的形状有直角和直段两种形式，在支架26端部装可旋转监控摄像头27，在可旋转监控摄像头27的顶端装有微型瞬时动态3D测量仪28，可旋转监控摄像头27和微型瞬时动态3D测量仪28用于监控和测量燃烧器的火焰和被燃烧点位的变化情况及损毁长度。移动装置中的垂直轴伺服电机A10工作可使燃烧器转动、伺服电机B5工作可使燃烧器水平移动、伺服电机C15工作可使燃烧器垂直移动，每个燃烧器都对应一个可旋转监控摄像头27和微型瞬时动态3D测量仪28，当燃烧器的火焰点燃后，移动装置可将燃烧器准确移至所燃烧点位并使燃烧火焰的内火焰尖22接触燃烧点位12s后燃烧器迅速离开，而可旋转监控摄像头27和微型瞬时动态3D测量仪28却跟踪着被燃烧的点位变化情况。
五个点位的燃烧器工作移动不是同步的，是各自独立的。消防靴试样30上被燃烧的五个点位分别是：消防靴试样30前头上面为燃烧第一点位，该点燃烧器A24与水平面成90°，燃烧器A24由试样30的靴底正下前方移动装置A10来支撑移动。靴试样30前头与靴底交界处为燃烧第二点位，该点燃烧器B21与水平面成45°，燃烧器B21是由试样30靴底正下方的移动装置B42来支撑移动。靴试样30的靴底后掌为燃烧第三点位，该点燃烧器C36与水平面成90°，燃烧器C36是由试样30靴底正下后方的移动装置C39来支撑移动。试样30穿靴口正前方为第四燃烧点位，该点燃烧器D29与垂线成90°，燃烧器D29由试样30靴底宽度方向侧前方移动装置D41来支撑移动。试样30穿靴口正后方为第五燃烧点位，该点燃烧器E35与垂线成90°，燃烧器E35由试样30靴底宽度方向侧后方移动装置E38来支撑移动。
各刚性燃气输送管的燃气入口接燃气输送软管3，燃气输送软管3的另一端接电控压力调节阀组4，在电控压力调节阀组4内每根燃气输送软管3分别与一个电控压力调节阀和一个电控开关阀串联连接，各电控开关阀通过管路与燃气输入总管并联连接，燃气输入总管路上设有电控压力调节总阀，电控压力调节总阀通过燃气管与电控开关总阀串联连接，电控开关总阀输入端通过燃气软管3与甲烷燃气储存罐2连接。
五个移动装置中的伺服电机A10、伺服电机B5、伺服电机C15、五个打火针、五个可旋转监控摄像头和微型瞬时动态3D测量仪、电控压力调节阀组4等电控导线均与显示PLC控制器37连接，对PLC控制器37输入试验控制程序和图像分析软件。
使用方法：将消防员防护靴阻燃性能试样30穿到脚模型31上，打开甲烷燃气储存罐2上自带的开关阀，按动显示PLC控制器37中的试验启动按钮，各电控部件进入工作状态。五个可旋转监控摄像头21各自将编程设定的跟踪区域点位影像数据实时发送至PLC控制器37，PLC控制器37控制五个电打火针23打火工作、控制电控压力调节阀组4中的电控开关总阀导通、电控压力调节总阀工作、各支管路上的电控开关阀导通、控制各支路上的电控压力调节阀处于编程设定值，各燃烧器相继点燃火焰， PLC控制器37当发现某个可旋转监控摄像头27所对应监控的燃烧器火焰高度达到75mm并稳定，则PLC控制器37控制连接该燃烧器的移动装置工作使该燃烧器移至试样30上的相应燃烧点位并使火焰的内焰尖22接触该点位燃烧12s后PLC控制器37控制移动装置工作使燃烧器迅速离开。当燃烧器的内焰尖22移至试样30某燃烧点位时，该可旋转监控摄像头27依据编程将由跟踪监控该燃烧器火焰燃烧情况转为跟踪监控试样30的该点位燃烧情况，该点位燃烧12s和该燃烧器离开该点位过程中可旋转监控摄像头27和瞬时动态3D测量仪28始终跟踪监控该燃烧点位变化情况，并将实时影像传送至PLC控制器37，PLC控制器37根据该监控摄像头27传送的影像和瞬时动态3D测量仪28测量结果、依据编程进行分析判定并作出该点位阻燃试验结论。其余四个燃烧器火焰的内火焰尖22控制及移至试样30所对应燃烧点位到停留12s后离开等过程控制和监控情况与前述原理相同，PLC控制器37根据试样30上的五个点位试验燃烧情况作出：火源离开后，被燃烧处是否在2s内自熄、是否有熔融和滴落现象，损毁长度是否超过100mm的判定结论。试验完毕PLC控制器37关闭相关电控部件并发出影音提示。
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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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)
1.一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，其特征在于，包括悬臂梁，所述悬臂梁下方吊装有脚模型，所述脚模型外部穿戴有防护靴试样，在防护靴试样的靴底长度方向的下方设有三个移动装置，在防护靴试样的靴底宽度方向一侧的下方设有两个移动装置，五个移动装置各自相互独立，五个独立的移动装置结构、工作原理均相同，每个移动装置的末端均连接一个燃烧器，五个燃烧器的喷火口分别正对防护靴试样前端上表面、防护靴试样前端与靴底交界处、防护靴试样靴底正下方、防护靴试样靴筒正前方和防护靴试样靴筒正后方。
2.根据权利要求1所述的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，其特征在于，五个点位的燃烧器工作移动不是同步的，是各自独立的。
3.根据权利要求1所述的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，其特征在于，每个移动装置均包括依次连接的垂直轴驱动电机、水平电动缸、垂直电动缸和燃气输送管，所述燃烧器安装在燃气输送管的末端。
4.根据权利要求3所述的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，其特征在于，所述燃烧器的火焰喷口设有电控打火针。
5.根据权利要求3所述的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，其特征在于，所述燃气输送管上靠近燃烧器的一端安装有可旋转监控摄像头，在可旋转监控摄像头的顶端装有瞬时动态3D测量仪，可旋转监控摄像头和瞬时动态3D测量仪用于监控和测量燃烧器的火焰和被燃烧点位的变化情况及损毁长度。
6.根据权利要求3所述的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，其特征在于，每个燃气输送管均连接电控压力调节阀组。
7.根据权利要求6所述的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，其特征在于，每个电控压力调节阀组内均串联连接一个电控压力调节阀和一个电控开关阀，各电控开关阀通过管路与燃气输入总管并联连接，燃气输入总管路上设有电控压力调节总阀，电控压力调节总阀通过燃气管与电控开关总阀串联连接，电控开关总阀输入端通过燃气软管与甲烷燃气储存罐连接。
8.根据权利要求6所述的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置，其特征在于，所述伺服电机、水平电动缸、垂直电动缸、可旋转监控摄像头和微型瞬时动态3D测量仪、电控压力调节阀组均与PLC显示控制器通讯连接，对PLC显示控制器输入试验控制程序和图像分析软件。
9.一种根据权利要求8所述的一种消防员防护靴阻燃性能自动试验装置的使用方法，其特征在于，使用步骤如下：
将防护靴试样穿到脚模型上，打开甲烷燃气储存罐的开关阀，按PLC显示控制器中的试验启动按钮，各电控部件进入工作状态；
五个可旋转监控摄像头各自将编程设定的跟踪区域点位影像数据实时发送至PLC显示控制器，PLC显示控制器控制五个电打火针打火工作，各燃烧器相继点燃火焰；
当PLC显示控制器调整某个可旋转监控摄像头所对应监控的燃烧器火焰高度达到设定高度并稳定后，PLC显示控制器控制连接该燃烧器的移动装置工作，使该燃烧器移至消防靴试样的相应燃烧点位并使火焰的内焰尖接触该点位；
可旋转监控摄像头和瞬时动态3D测量仪跟踪监控该燃烧点位变化情况和燃烧情况，并将实时影像传送至PLC显示控制器；
燃烧设定时间后PLC显示控制器控制移动装置工作使燃烧器迅速离开；
依据编程进行分析判定并作出该点位阻燃试验结论；
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