CN114858962A - 一种测试防火封堵材料耐火性能的装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测试防火封堵材料耐火性能的装置及方法，该装置包括耐火试验炉本体；测试组件，其包括材料安置管、待测材料、以及多个热电偶，其中待测材料容置在材料安置管内，材料安置管的下端自上而下贯穿耐火试验炉本体的上端面并与耐火试验炉本体上部的炉膛连通，每一热电偶的探头端通过材料安置管的上端插入待测材料内、另一端与温度采集器电性连接；以及用以测量所述待测材料质量的称重件；该装置主要是通过各热电偶测得试验过程中待测材料的温度变化，以及通过称重件测得质量变化，进而分析其耐火性能。本发明结构简单，便于操作，能够同时得到待测材料的温度和质量随时间变化的情况。

Description

一种测试防火封堵材料耐火性能的装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及材料耐火性能测试技术领域，尤其涉及一种测试防火封堵材料耐火性能的装置及其使用方法。

背景技术

电缆防火封堵材料是一种对电缆密集区域进行防火封堵的新材料，主要有：有机防火堵料、无机防火堵料和防火包等，可防止因电缆着火延燃造成火灾事故扩大。耐火性能作为防火封堵材料的核心参数，是目前防火检测的重点。耐火试验炉是进行防火封堵材料相关研究和测试的重要装置，传统的耐火试验是直接通过耐火试验炉来进行耐火材料测试的，这就直接导致了只能通过试验结束后调出试验炉内存储的数据来查看耐火材料温度变化，无法在试验过程中实时观察，同时传统的耐火试验炉只能得到防火材料随时间的变化，无法得到防火材料质量的变化，而防火材料在耐火试验中质量的变化也是评判其耐火性能的重要参数之一。

发明内容

有鉴于此，为了实现在耐火试验中实时观察防火材料温度随时间的变化，以及得到防火材料的质量随时间的变化，本发明的实施例提供了一种测试防火封堵材料耐火性能的装置及其使用方法。

本发明的实施例提供的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其包括：

耐火试验炉本体；

测试组件，其包括材料安置管、待测材料、以及多个热电偶，其中所述待测材料容置在所述材料安置管内，所述材料安置管的下端自上而下贯穿所述耐火试验炉本体的上端面并与所述耐火试验炉本体上部的炉膛连通，每一所述热电偶的探头端通过所述材料安置管的上端插入所述待测材料内、另一端与温度采集器电性连接；

以及用以测量所述待测材料质量的称重件。

进一步地，所述材料安置管为99刚玉管，所述材料安置管与所述耐火试验炉本体的上端面垂直，所述材料安置管的下端与所述炉膛的顶面平齐、上端位于所述耐火试验炉本体的上方。

进一步地，所述待测材料的外壁包裹有硅酸铝陶瓷纤维纸，并通过所述硅酸铝陶瓷纤维纸与所述材料安置管的内壁抵紧固定。

进一步地，所述耐火试验炉本体设置在所述称重件上，所述称重件为电子秤，其称重精度高于等于0.01g。

进一步地，所述炉膛的各面均由陶瓷纤维板拼装而成，所述炉膛设有防护门，所述防护门内侧面设有与所述炉膛相适配的陶瓷纤维凸台、外侧面设有把手。

进一步地，所述炉膛除顶面和底面外其余各面均匀设有若干个镍铬电炉丝。

进一步地，所述耐火试验炉本体的下部设有电源开关和温控仪表器，所述耐火试验炉本体上设有通风散热孔。

进一步地，还包括显示终端，所述显示终端分别与所述温度采集器和所述称重件电性连接。

进一步地，每一所述热电偶为K型铠装热电偶。

进一步地，所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置的使用方法，包括以下步聚：

S1、将所述待测材料放入电热恒温干燥箱内以60℃烘干48小时，随后利用硅酸铝陶瓷纤维纸包裹所述待测材料，并放入所述材料安置管内；

S2、组装并调试整个试验装置，随后将所述耐火试验炉本体的工作模式调至标准火灾升温曲线模式，并升温2小时，在升温过程中记录所述待测材料的温度随时间的变化，以及所述待测材料的质量随时间的变化；

S3、根据国家耐火材料判据标准评价所述待测材料在标准火灾升温曲线模式下的耐火性能。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：第一，本发明中的装置，能够在试验过程中同步得到待测试材料的质量和温度随时间的变化情况；第二，本发明装置中的各面均由陶瓷纤维板拼装而成，能够起到更好的隔热保温效果，同时结合炉膛除顶面和底面外其余各面设有的镍铬电炉丝，能够实现快速升温，从而快速的达到标准火灾升温曲线模式；同时，由于可以快速达到标准火灾升温曲线模式，故此就可以间接性的减小整个装置的体积，以便实际工况的安装；第三，本装置结构简单，成本低，便于操作。

附图说明

图1是本发明的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置整体结构示意图；

图2是图1中材料安置管4及其连接部件的结构示意图；

图3是图2中材料安置管4及其连接部件的俯视图；

图4是本发明的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置的使用方法流程图；

图5是试验过程中待测材料3的温度随时间变化的曲线；

图6是试验过程中待测材料3的质量随时间变化的曲线；

图中：1-称重件、2-耐火试验炉本体、3-待测材料、4-材料安置管、5-温度采集器、6-显示终端、7-第一K型铠装热电偶、8-第二K型铠装热电偶、9-炉膛、10-电源开关、11-温控仪表器、12-通风散热孔、13-防护门、14-把手、15-陶瓷纤维凸台、16-硅酸铝陶瓷纤维纸。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种测试防火封堵材料耐火性能的装置及其使用方法，该试验装置主要包括称重件1、耐火试验炉本体2、以及测试组件。

所述耐火试验炉本体2放置在所述称重件1上，在本实施例中，所述称重件1为电子秤，其承重精度高于等于0.01g，所述称重件1用以测量整个试验中质量随时间的变化。

所述耐火试验炉本体2上部为炉膛9、下部设有电源开关10和温控仪表器11，其中所述炉膛9用以为试验提供高温环境，所述电源开关9用以控制所述耐火试验炉本体2的启停，所述温控仪表器11用以调节所述耐火试验炉本体2的工作模式，所述工作模式包括标准火灾升温曲线模式和其他模式，在这里需要说明的是，所述耐火试验炉本体2还包括一种控制器，所述控制器内存储有控制所述耐火试验炉本体2工作的程序，所述电源开关10和所述温控仪表器11与所述控制器电性连接。

所述耐火试验炉本体2上设有若干个通风散热孔12，所述炉膛9的各面均是由陶瓷纤维板拼装而成，这样就有利于在试验中防止所述炉膛9的热量散发，进而就可以在试验中加快所述炉膛9内部的升温；所述炉膛9内除顶面和底面的其与各面都均匀铺设有若干个镍铬电炉丝。

所述炉膛9设有相适配的防护门13，所述防护门13的内侧设有与所述炉膛9相适配的陶瓷纤维凸台15，所述陶瓷纤维凸台15用以增强所述炉膛9的隔热效果，所述防护门13的外侧面上设有把手14。

请参考图2和图3，所述测试组件设置在所述耐火试验炉本体2的上方，并与所述炉膛9连通，所述测试组件包括材料安置管4、待测材料3、以及多个热电偶，其中材料安置管4垂直于所述耐火试验炉本体2的上端面，所述材料安置管4的下端自上而下贯穿所述耐火试验炉本体2的上端面并与所述炉膛9连通、上端与外界连通，所述材料安置管4的下端与所述炉膛9的顶面平齐，在这里需要说明的是，所述耐火试验炉本体2的上端面上是设有一个避让孔的，所述材料安置管4的下端通过所述避让孔以与所述炉膛9连通的，在本实施例中，所述耐火试验炉本体2的上端面上的所述避让孔的半径为25mm，所述材料安置管4为耐高温、耐腐蚀的99刚玉管，且其外径为25mm，内径为19mm，长度为150mm；所述待测材料3容置在所述材料安置管4内，且所述待测材料3的下端与所述材料安置管4的下端平齐、上端低于所述材料安置管4的上端，在本实施例中所述待测材料3的外形为与所述材料安置管4相适配的圆柱形；各所述热电偶的探头端均通过所述材料安置管4的上端口插入所述待测材料3内、另一端均与温度采集器5电性连接，所述温度采集器5用以采集各所述热电偶在试验过程中测得的温度数据，在本实施例中，所述热电偶为K型铠装热电偶，其数量为两个，分别为第一K型铠装热电偶7和第二K型铠装热电偶8。

所述待测材料3的外壁上还包裹有硅酸铝陶瓷纤维纸16，以与所述材料安置管4的内壁形成隔热，在这里需要说明的是，所述待测材料3的上、下端不被所述硅酸铝陶瓷纤维纸16包裹，并且所述待测材料3通过所述硅酸铝陶瓷纤维纸16与所述材料安置管4的内壁抵紧固定；同时需要说明的是，在本实施例中所述第一K型铠装热电偶7的探头端靠近所述待测材料3的上端面，即所述待测材料3的背火面，所述第二K型铠装热电偶8的探头端位于所述第一K型铠装热电偶7的探头端的下方且二者的探头端相距25mm。

本实施例中的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置还包括显示终端6，所述显示终端6分别与所述温度采集器5和所述称重件1电性连接，以显示所述待测材料3在试验过程中其温度和质量随时间的变化曲线。

本实施例还提供一种测试防火封堵材料耐火性能的装置的使用方法，其包括以下步聚：

S1、将所述待测材料放入电热恒温干燥箱内以60℃烘干48小时，随后利用硅酸铝陶瓷纤维纸包裹所述待测材料，并放入所述材料安置管内。

具体地，根据国标中GB/T 23864-2009《防火封堵材料》对防火封堵材料耐火性能试验标准试件的安装说明制作所述待测材料3，在本实施例中，所述待测材料3由DR-A2-YWJX02型号的防火泥制成且长度为120mm，直径为17mm，随后将所述待测材料3放置电热恒温干燥箱内，以60℃烘干48小时。

S2、组装并调试整个试验装置，随后将所述耐火试验炉本体的工作模式调至标准火灾升温曲线模式，并升温2小时，在升温过程中记录所述待测材料的温度随时间的变化，以及所述待测材料的质量随时间的变化。

具体地，待所述待测材料3烘干结束后，包裹上所述硅酸铝陶瓷纤维纸16，并按照要求放置在所述材料安置管内，随后组装整个试验装置，待试验装置组装完成后将所述耐火试验炉本体2的工作模式调至标准火灾升温曲线模式并启动升温，在本实施例中升温时常为2小时，同时在升温过程中所述第一K型铠装热电偶和所述第二K型铠装热电偶测得所述待测材料3背火面和距背火面25mm的温度，并通过所述显示终端6显示这两处温度随时间变化的曲线，如图5所示；与此同时，试验人员在试验前通过所述称重件1记录显示的初始质量，并在试验过程中记录变化的质量，以得到所述待测材料的质量随时间变化的曲线，如图6所示。

S3、根据国家耐火材料判据标准评价所述待测材料在标准火灾升温曲线模式下的耐火性能。

具体地，根据得到的图5和图6，可知在试验2小时内，用防火泥制成的所述待测材料3的背火面最高温度达到99.7℃，距背火面25mm处的最高温度达到65.6℃，而国标中GB/T23864-2009《防火封堵材料》对防火材料耐火性能最高温度的设定为180℃，同时虽然防火泥制成的所述待测材料3在质量上有所减少但是背火面的最高温度为达到国标中设定的温度，故此在本实施例中，用型号为DR-A2-YW JX02防火泥制成的所述待测材料3的耐火性能满足要求。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于，包括：

耐火试验炉本体；

测试组件，其包括材料安置管、待测材料、以及多个热电偶，其中所述待测材料容置在所述材料安置管内，所述材料安置管的下端贯穿延伸入所述耐火试验炉本体上部的炉膛内，每一所述热电偶的探头端通过所述材料安置管的上端插入所述待测材料内、另一端与温度采集器电性连接；

以及用以测量所述待测材料质量的称重件。

2.如权利要求1所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于：所述材料安置管为99刚玉管，所述材料安置管与所述耐火试验炉本体的上端面垂直，所述材料安置管的下端与所述炉膛的顶面平齐、上端位于所述耐火试验炉本体的上方。

3.如权利要求1所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于：所述待测材料的外壁包裹有硅酸铝陶瓷纤维纸，并通过所述硅酸铝陶瓷纤维纸与所述材料安置管的内壁抵紧固定。

4.如权利要求1所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于：所述耐火试验炉本体设置在所述称重件上，所述称重件为电子秤，其称重精度高于等于0.01g。

5.如权利要求1所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于：所述炉膛的各面均由陶瓷纤维板拼装而成，所述炉膛设有防护门，所述防护门内侧面设有与所述炉膛相适配的陶瓷纤维凸台、外侧面设有把手。

6.如权利要求1所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于：所述炉膛除顶面和底面外其余各面均匀设有若干个镍铬电炉丝。

7.如权利要求1所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于：所述耐火试验炉本体的下部设有电源开关和温控仪表器，所述耐火试验炉本体上设有通风散热孔。

8.如权利要求1所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于：还包括显示终端，所述显示终端分别与所述温度采集器和所述称重件电性连接。

9.如权利要求1所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置，其特征在于：每一所述热电偶为K型铠装热电偶。

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种测试防火封堵材料耐火性能的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步聚：

S1、将所述待测材料放入电热恒温干燥箱内以60℃烘干48小时，随后利用硅酸铝陶瓷纤维纸包裹所述待测材料，并放入所述材料安置管内；

S2、组装并调试整个试验装置，随后将所述耐火试验炉本体的工作模式调至标准火灾升温曲线模式，并升温2小时，在升温过程中记录所述待测材料的温度随时间的变化，以及所述待测材料的质量随时间的变化；

S3、根据国家耐火材料判据标准评价所述待测材料在标准火灾升温曲线模式下的耐火性能。

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