CN115188253B - 一种拱形隧道火灾试验用模拟设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了拱形隧道火灾试验技术领域的一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，包括固定底座，所述固定底座顶部固定连接有模拟隧道，所述模拟隧道前侧设置有移动小车，所述模拟隧道内设置有用于带动移动小车在隧道内移动的移动机构，所述移动小车用于盛放火源材料，所述移动小车底部设置有排料阀；本发明通过在每次对隧道内进行火灾模拟试验时，利用模拟隧道、移动小车配合喷水机构、扑灭机构、回收机构和输送机构，在实验过程中，自动将试验后的火源材料继续扑灭，并可多次使用，大大节省模拟成本，及时对火源材料进行灭火，避免损坏模拟隧道，避免人员参与，方便快捷。

Description

一种拱形隧道火灾试验用模拟设备

技术领域

本发明涉及拱形隧道火灾试验技术领域，具体为一种拱形隧道火灾试验用模拟设备。

背景技术

公路隧道是专供汽车运输行驶的通道，随着社会经济和生产的发展，公路大量出现，对道路的修建技术提出了较高的标准，要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等，因此在道路穿越山区时，过去盘山绕行的方案多改为隧道方案，而在拱形隧道内发生火灾时往往救援困难且需要及时了解隧道内的情况进行灭火，火灾模拟试验能够通过模拟隧道内汽车火灾来观察和收集火灾过程中烟气流动、火焰和烟气温度等数据情况。

现有技术中的隧道火灾模拟设备在进行火灾模拟时，通常将模拟用火源材料送入隧道内，模拟火灾发生时隧道内的情况，在模拟完成后，需要对火源材料进行及时的消灭，避免超出隧道的承载能力，并且在需要同时对隧道内的各种烟雾进行排出，避免烟雾能停留在隧道内，持续影响隧道，不利于多次模拟隧道内火灾情况，所以急需一种带有自动排烟雾、及时灭火的火灾实验用模拟设备。

基于此，本发明设计了一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，以解决上述背景技术中提出了现有技术中的隧道火灾模拟设备在进行火灾模拟时，通常将模拟用火源材料送入隧道内，模拟火灾发生时隧道内的情况，在模拟完成后，需要对火源材料进行及时的消灭，避免超出隧道的承载能力，并且在需要同时对隧道内的各种烟雾进行排出，避免烟雾能停留在隧道内，持续影响隧道，不利于多次模拟隧道内火灾情况，所以急需一种带有自动排烟雾、及时灭火的火灾实验用模拟设备的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，包括固定底座，所述固定底座顶部固定连接有模拟隧道，所述模拟隧道前侧设置有移动小车，所述模拟隧道内设置有用于带动移动小车在隧道内移动的移动机构，所述移动小车用于盛放火源材料，所述移动小车底部设置有排料阀，所述模拟隧道内侧连接有用于对隧道内进行喷洒清水的喷水机构，所述模拟隧道的后端设置有用于对移动小车进行落砂自动扑灭的扑灭机构，所述扑灭机构后侧设置有用于在自动扑灭后将砂石进行回收的回收机构，所述回收机构侧壁上连接有用于将砂石送入扑灭机构内进行再次使用的输送机构；

所述移动机构包括第一底板，所述第一底板固定安装在固定底座的顶部，且所述第一底板位于模拟隧道内侧，所述第一底板顶部固定连接有两个行走板，两个所述行走板位于移动小车的左右两侧，所述移动小车左右侧壁上均固定连接有支撑辊，所述支撑辊落在行走板的顶部，所述移动小车的前后两侧均转动连接有行走辊，所述行走辊与行走板内侧壁接触用于带动移动小车沿着行走板移动；

所述喷水机构包括若干拱形水管，若干所述拱形水管呈线性阵列固定连接在模拟隧道内侧壁上，若干所述拱形水管的顶都共同固定连通有第一连通管，所述第一连通管位于模拟隧道的顶部，所述固定底座顶部固定连接有水箱，所述水箱通过若干第二连通管与第一连通管相连通；

所述扑灭机构包括两个弧形固定架，两个所述弧形固定架均固定连接在固定底座顶部，两个所述弧形固定架之间固定连接有盛砂箱，所述盛砂箱底部连接有开合板，所述盛砂箱位于两个行走板的正上方，所述第一底板和两个行走板后端均超出弧形固定架；

所述回收机构包括回收箱，所述回收箱内侧壁上固定连接有若干震动电缸，若干所述震动电缸的顶端共同固定连接有筛分网，所述筛分网用于将砂砾和火源材料分开，所述筛分网左右两端均设置有固定连接在回收箱内侧壁上的第一挡板，所述第一底板的后端位于筛分网顶部的部分中间位置开设有供火源材料和砂砾落下的落料口，所述回收箱内侧连接有用于将处于筛分网顶部的物料刮动收集的刮除机构；

所述刮除机构包括第一刮板，所述第一刮板位于第一挡板的顶部，所述回收箱内侧壁上转动连接有两个第一丝杆，两个所述第一丝杆均贯穿第一刮板并与其螺纹连接，两个所述第一丝杆的左端均固定连接有第一电机，所述第一电机固定连接在回收箱额外侧壁上；

所述输送机构包括第一接料板，所述第一接料板倾斜布置固定连接在回收箱的内侧壁上，所述回收箱的左侧壁上固定连接有U型引导槽，所述U型引导槽用于将第一接料板顶部的砂砾向左侧引导排出，所述U型引导槽左端固定连通有暂存箱，所述暂存箱顶部设置有固定连接在固定底座顶部的输送带，所述输送带用于将暂存箱内部的砂砾输送至盛砂箱内；

所述第一接料板内部开设有若干过滤孔，所述过滤孔供水通过而无法通过砂砾，左侧所述第一挡板和回收箱内部共同开设有排水孔；

所述固定底座顶部固定连接有抽吸机，所述抽吸机固定连通有第三连通管，所述第三连通管一端插入模拟隧道内，另一端位于回收箱的外侧，所述第三连通管的底部固定连通有若干的第四连通管，所述第四连通管的底端插入回收箱内，且所述第四连通管位于第一接料板的上方；

所述固定底座顶部连接有两组位于模拟隧道前后两端的L型固定架，每组所述L型固定架包括两个L型固定架，每组两个所述L型固定架分别位于模拟隧道的左右两侧，每个所述L型固定架内部均转动连接有第二丝杆，每个所述第二丝杆的顶端均固定连接有第二电机，所述第二电机固定连接在L型固定架的顶部，同侧两个所述第二丝杆通过螺纹连接有拱形的密封板，所述密封板用于密封模拟隧道的前后两端；

所述固定底座和第一底板共同开设有若干的通水孔，所述通水孔用于及时将喷水机构喷出的水向外导出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 本发明通过在每次对隧道内进行火灾模拟试验时，利用模拟隧道、移动小车配合喷水机构、扑灭机构、回收机构和输送机构，在实验过程中，自动将试验后的火源材料继续扑灭，并可多次使用，大大节省模拟成本，及时对火源材料进行灭火，避免损坏模拟隧道，避免人员参与，方便快捷。

2. 本发明通过在移动小车中的火源材料被砂砾扑灭后，继续向后移动时，移动小车移动至落料口的位置，异性小车底部排料阀打开，将砂砾和火源材料一同向下排出，使砂砾和火源材料一同落在筛分网顶部，然后，启动震动电缸，带动筛分网上下不停震动，将落在火源材料表面上的砂砾震动落下，从而将砂砾和火源材料进行分离，在震动一段时间后，震动电机停止，此时筛分网顶部与第一刮板底面处于同一平面，启动两个第一电机，带动两个第一丝杆转动，启动第一刮板向右侧移动，第一刮板将落在筛分网上的火源材料向右侧刮出，落在收集箱与有右侧第一挡板之间的空间内进行集中收集，方便后续进行再次取用。

附图说明

图1为本发明的总体结构第一立体视图；

图2为本发明的总体结构第二立体视图；

图3为本发明的总体结构第三立体视图（移动小车移动至后侧）；

图4为本发明的总体结构第四立体视图（隐藏模拟隧道）；

图5为本发明的扑灭机构、回收机构和输送机构结构示意图；

图6为本发明的移动小车结构示意图；

图7为本发明的回收机构结构示意图；

图8为本发明的第一接料板、第四连通管位置示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

固定底座1、模拟隧道2、移动小车3、第一底板4、支撑辊5、行走辊6、行走板7、拱形水管8、第一连通管9、水箱10、第二连通管11、弧形固定架12、盛砂箱13、开合板14、回收箱15、震动电缸16、筛分网17、第一挡板18、落料口19、第一刮板20、第一丝杆21、第一电机22、第一接料板23、U型引导槽24、暂存箱25、输送带26、排水孔27、抽吸机28、第三连通管29、第四连通管30、L型固定架31、第二丝杆32、第二电机33、密封板34、通水孔35。

具体实施方式

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，包括固定底座1，固定底座1顶部固定连接有模拟隧道2，模拟隧道2前侧设置有移动小车3，模拟隧道2内设置有用于带动移动小车3在隧道内移动的移动机构，移动小车3用于盛放火源材料，移动小车3底部设置有排料阀，模拟隧道2内侧连接有用于对隧道内进行喷洒清水的喷水机构，模拟隧道2的后端设置有用于对移动小车3进行落砂自动扑灭的扑灭机构，扑灭机构后侧设置有用于在自动扑灭后将砂石进行回收的回收机构，回收机构侧壁上连接有用于将砂石送入扑灭机构内进行再次使用的输送机构；

当需要进行隧道内火灾模拟时，先将点燃的火源材料放置在移动小车3内，模拟为隧道内小车着火的情况，然后，启动移动机构，带动移动小车3的火源材料在隧道内移动或停止在隧道内某个位置，模拟固定点着火和移动式着火的情况，然后，人员通过检测系统对模拟隧道2内的情况进行实时监控，观察隧道内发生火灾时的隧道内的状况，当模拟完成后，需要及时地将小车内的火源材料消灭并对隧道内进行降温，通过启动喷水机构向模拟隧道2内喷洒水雾，对模拟隧道2快速进行降温，同步移动机构驱动移动小车3向后移动出模拟隧道2，避免火源材料持续地加热隧道，并方便对移动小车3的火源材料进行消灭，当移动小车3移动至扑灭机构下方时，扑灭机构从移动小车3的上方将砂砾到下，将移动小车3内的火源材料进行彻底扑灭，且利用砂砾进行扑灭效果更好，避免造成过多的经济损失，且砂砾可多次使用，在移动小车3继续向后移动的过程中，砂砾将火源材料盘扑灭，移动小车3继续向后移动至回收机构的上方，移动小车3底部的排料阀打开，将火源材料和砂砾一同向下排出，回收机构火源材料和砂砾进行过滤分离收集，可再次使用砂砾进行灭火，火源材料同样可以再次进行使用，大大节省模拟成本，最后，输送机构将分离后收集在一起的砂砾再次输送回扑灭机构内再次使用，方便快捷，移动小车3移动至前端复位，完成一次拱形隧道火灾试验，从而实现在每次对隧道内进行火灾模拟试验时，利用模拟隧道2、移动小车3配合喷水机构、扑灭机构、回收机构和输送机构，在实验过程中，自动将试验后的火源材料继续扑灭，并可多次使用，大大节省模拟成本，及时对火源材料进行灭火，避免损坏模拟隧道2，避免人员参与，方便快捷。

作为本发明的进一步方案，移动机构包括第一底板4，第一底板4固定安装在固定底座1的顶部，且第一底板4位于模拟隧道2内侧，第一底板4顶部固定连接有两个行走板7，两个行走板7位于移动小车3的左右两侧，移动小车3左右侧壁上均固定连接有支撑辊5，支撑辊5落在行走板7的顶部，移动小车3的前后两侧均转动连接有行走辊6，行走辊6与行走板7内侧壁接触用于带动移动小车3沿着行走板7移动；工作时，由于需要在隧道内不同位置或者不停地移动进行模拟试验，通过启动若干行走辊6，行走辊6紧靠在行走板7侧壁上，从而带动移动小车3沿着行走板7在隧道内进行稳定的移动，此种移动方式可适配弯曲型隧道，并且可方便长距离移动，方便快捷。

作为本发明的进一步方案，喷水机构包括若干拱形水管8，若干拱形水管8呈线性阵列固定连接在模拟隧道2内侧壁上，若干拱形水管8的顶都共同固定连通有第一连通管9，第一连通管9位于模拟隧道2的顶部，固定底座1顶部固定连接有水箱10，水箱10通过若干第二连通管11与第一连通管9相连通；工作时，由于需要在试验完成后，需要及时对模拟隧道2内进行降温，避免损坏模拟隧道2，通过启动水箱10，向第二连通管11内送水，经过第一连通管9进入若干拱形水管8内，向模拟隧道2内喷射水雾，对模拟隧道2进行降温和灭火，方便快捷，避免模拟隧道2长时间受热降低其性能。

作为本发明的进一步方案，扑灭机构包括两个弧形固定架12，两个弧形固定架12均固定连接在固定底座1顶部，两个弧形固定架12之间固定连接有盛砂箱13，盛砂箱13底部连接有开合板14，盛砂箱13位于两个行走板7的正上方，第一底板4和两个行走板7后端均超出弧形固定架12；工作时，由于需要对移动小车3内的火源材料进行及时扑灭，通过在移动小车3向后移动到达盛砂箱13正下方时，盛砂箱13底部的开合板14打开，将砂砾倒入移动小车3内，及时且有效地将移动小车3内的火源材料扑灭，且不会过多的损上火源材料和砂砾，使得火源材料和砂砾都能再次使用，形成良好的循环，节省大量的成本。

作为本发明的进一步方案，回收机构包括回收箱15，回收箱15内侧壁上固定连接有若干震动电缸16，若干震动电缸16的顶端共同固定连接有筛分网17，筛分网17用于将砂砾和火源材料分开，筛分网17左右两端均设置有固定连接在回收箱15内侧壁上的第一挡板18，第一底板4的后端位于筛分网17顶部的部分中间位置开设有供火源材料和砂砾落下的落料口19，回收箱15内侧连接有用于将处于筛分网17顶部的物料刮动收集的刮除机构；

作为本发明的进一步方案，刮除机构包括第一刮板20，第一刮板20位于第一挡板18的顶部，回收箱15内侧壁上转动连接有两个第一丝杆21，两个第一丝杆21均贯穿第一刮板20并与其螺纹连接，两个第一丝杆21的左端均固定连接有第一电机22，第一电机22固定连接在回收箱15额外侧壁上；

工作时，由于在砂砾倒入移动小车3内后，砂砾与火源材料混合，需要将其分离，通过在移动小车3中的火源材料被砂砾扑灭后，继续向后移动时，移动小车3移动至落料口19的位置，异性小车底部排料阀打开，将砂砾和火源材料一同向下排出，使砂砾和火源材料一同落在筛分网17顶部，然后，启动震动电缸16，带动筛分网17上下不停震动，将落在火源材料表面上的砂砾震动落下，从而将砂砾和火源材料进行分离，在震动一段时间后，震动电机停止，此时筛分网17顶部与第一刮板20底面处于同一平面，启动两个第一电机22，带动两个第一丝杆21转动，启动第一刮板20向右侧移动，第一刮板20将落在筛分网17上的火源材料向右侧刮出，落在收集箱与有右侧第一挡板18之间的空间内进行集中收集，方便后续进行再次取用。

作为本发明的进一步方案，输送机构包括第一接料板23，第一接料板23倾斜布置固定连接在回收箱15的内侧壁上，回收箱15的左侧壁上固定连接有U型引导槽24，U型引导槽24用于将第一接料板23顶部的砂砾向左侧引导排出，U型引导槽24左端固定连通有暂存箱25，暂存箱25顶部设置有固定连接在固定底座1顶部的输送带26，输送带26用于将暂存箱25内部的砂砾输送至盛砂箱13内；工作时，由于需要将分离后的砂砾再次导入盛砂箱13内进行再次使用，通过在分离后的砂砾落在第一接料板23上，第一接料板23将砂砾向U型引导槽24内引导，缓慢从U型引导槽24流出，进入暂存箱25内，同步启动输送带26，将暂存箱25内的砂砾向盛砂箱13内输送，进行再次使用。

作为本发明的进一步方案，第一接料板23内部开设有若干过滤孔，过滤孔供水通过而无法通过砂砾，左侧第一挡板18和回收箱15内部共同开设有排水孔27；工作时，由于在喷水机构喷水过程中，可能会有部分水雾落在移动小车3内，可能会影响后续的砂砾内存在部分水，通过在第一接料板23内部开设有过滤孔，水流及时从过滤孔流下，进行初步分离，有利于后续将砂砾进行回收利用。

作为本发明的进一步方案，固定底座1顶部固定连接有抽吸机28，抽吸机28固定连通有第三连通管29，第三连通管29一端插入模拟隧道2内，另一端位于回收箱15的外侧，第三连通管29的底部固定连通有若干的第四连通管30，第四连通管30的底端插入回收箱15内，且第四连通管30位于第一接料板23的上方；工作时，由于砂砾内可能残留的水雾不易直接排出，通过启动抽吸机28，将模拟隧道2内较高温度的气流通过第三连通管29和第四连通管30导入第一接料板23的上方，在砂砾落下的过程中，持续的对砂砾进行吹干，有利于后续对砂砾进行回收使用和分离，避免砂砾粘附在一起。

作为本发明的进一步方案，固定底座1顶部连接有两组位于模拟隧道2前后两端的L型固定架31，每组L型固定架31包括两个L型固定架31，每组两个L型固定架31分别位于模拟隧道2的左右两侧，每个L型固定架31内部均转动连接有第二丝杆32，每个第二丝杆32的顶端均固定连接有第二电机33，第二电机33固定连接在L型固定架31的顶部，同侧两个第二丝杆32通过螺纹连接有拱形的密封板34，密封板34用于密封模拟隧道2的前后两端；工作时，由于在模拟过程中需要模拟隧道2两端被封闭时隧道内的情况，通过启动同侧的第二电机33，带动第二丝杆32转动，启动密封板34件上下移动，对模拟隧道2两端进行密封，模拟隧道2两端被封闭时，发生火灾的情况。

作为本发明的进一步方案，固定底座1和第一底板4共同开设有若干的通水孔35，通水孔35用于及时将喷水机构喷出的水向外导出；工作时，由于在喷水机构向模拟隧道2内喷水时，水落在隧道内不易直接流出，容易影响下次的火灾模拟试验，通过在第一底板4和固定底座1共同开设的通水孔35，及时地将落在第一底板4上方的水向外移动排出，避免影响下次火灾模拟试验。

Claims (5)

1.一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，包括固定底座（1），其特征在于：所述固定底座（1）顶部固定连接有模拟隧道（2），所述模拟隧道（2）前侧设置有移动小车（3），所述模拟隧道（2）内设置有用于带动移动小车（3）在隧道内移动的移动机构，所述移动小车（3）用于盛放火源材料，所述移动小车（3）底部设置有排料阀，所述模拟隧道（2）内侧连接有用于对隧道内进行喷洒清水的喷水机构，所述模拟隧道（2）的后端设置有用于对移动小车（3）进行落砂自动扑灭的扑灭机构，所述扑灭机构后侧设置有用于在自动扑灭后将砂石进行回收的回收机构，所述回收机构侧壁上连接有用于将砂石送入扑灭机构内进行再次使用的输送机构；

所述移动机构包括第一底板（4），所述第一底板（4）固定安装在固定底座（1）的顶部，且所述第一底板（4）位于模拟隧道（2）内侧，所述第一底板（4）顶部固定连接有两个行走板（7），两个所述行走板（7）位于移动小车（3）的左右两侧，所述移动小车（3）左右侧壁上均固定连接有支撑辊（5），所述支撑辊（5）落在行走板（7）的顶部，所述移动小车（3）的前后两侧均转动连接有行走辊（6），所述行走辊（6）与行走板（7）内侧壁接触用于带动移动小车（3）沿着行走板（7）移动；

所述喷水机构包括若干拱形水管（8），若干所述拱形水管（8）呈线性阵列固定连接在模拟隧道（2）内侧壁上，若干所述拱形水管（8）的顶都共同固定连通有第一连通管（9），所述第一连通管（9）位于模拟隧道（2）的顶部，所述固定底座（1）顶部固定连接有水箱（10），所述水箱（10）通过若干第二连通管（11）与第一连通管（9）相连通；

所述扑灭机构包括两个弧形固定架（12），两个所述弧形固定架（12）均固定连接在固定底座（1）顶部，两个所述弧形固定架（12）之间固定连接有盛砂箱（13），所述盛砂箱（13）底部连接有开合板（14），所述盛砂箱（13）位于两个行走板（7）的正上方，所述第一底板（4）和两个行走板（7）后端均超出弧形固定架（12）；

所述回收机构包括回收箱（15），所述回收箱（15）内侧壁上固定连接有若干震动电缸（16），若干所述震动电缸（16）的顶端共同固定连接有筛分网（17），所述筛分网（17）用于将砂砾和火源材料分开，所述筛分网（17）左右两端均设置有固定连接在回收箱（15）内侧壁上的第一挡板（18），所述第一底板（4）的后端位于筛分网（17）顶部的部分中间位置开设有供火源材料和砂砾落下的落料口（19），所述回收箱（15）内侧连接有用于将处于筛分网（17）顶部的物料刮动收集的刮除机构；

所述刮除机构包括第一刮板（20），所述第一刮板（20）位于第一挡板（18）的顶部，所述回收箱（15）内侧壁上转动连接有两个第一丝杆（21），两个所述第一丝杆（21）均贯穿第一刮板（20）并与其螺纹连接，两个所述第一丝杆（21）的左端均固定连接有第一电机（22），所述第一电机（22）固定连接在回收箱（15）额外侧壁上；

所述输送机构包括第一接料板（23），所述第一接料板（23）倾斜布置固定连接在回收箱（15）的内侧壁上，所述回收箱（15）的左侧壁上固定连接有U型引导槽（24），所述U型引导槽（24）用于将第一接料板（23）顶部的砂砾向左侧引导排出，所述U型引导槽（24）左端固定连通有暂存箱（25），所述暂存箱（25）顶部设置有固定连接在固定底座（1）顶部的输送带（26），所述输送带（26）用于将暂存箱（25）内部的砂砾输送至盛砂箱（13）内。

2.根据权利要求1所述的一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，其特征在于：所述第一接料板（23）内部开设有若干过滤孔，所述过滤孔供水通过而无法通过砂砾，左侧所述第一挡板（18）和回收箱（15）内部共同开设有排水孔（27）。

3.根据权利要求1所述的一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，其特征在于：所述固定底座（1）顶部固定连接有抽吸机（28），所述抽吸机（28）固定连通有第三连通管（29），所述第三连通管（29）一端插入模拟隧道（2）内，另一端位于回收箱（15）的外侧，所述第三连通管（29）的底部固定连通有若干的第四连通管（30），所述第四连通管（30）的底端插入回收箱（15）内，且所述第四连通管（30）位于第一接料板（23）的上方。

4.根据权利要求1所述的一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，其特征在于：所述固定底座（1）顶部连接有两组位于模拟隧道（2）前后两端的L型固定架（31），每组所述L型固定架（31）包括两个L型固定架（31），每组两个所述L型固定架（31）分别位于模拟隧道（2）的左右两侧，每个所述L型固定架（31）内部均转动连接有第二丝杆（32），每个所述第二丝杆（32）的顶端均固定连接有第二电机（33），所述第二电机（33）固定连接在L型固定架（31）的顶部，同侧两个所述第二丝杆（32）通过螺纹连接有拱形的密封板（34），所述密封板（34）用于密封模拟隧道（2）的前后两端。

5.根据权利要求1所述的一种拱形隧道火灾试验用模拟设备，其特征在于：所述固定底座（1）和第一底板（4）共同开设有若干的通水孔（35），所述通水孔（35）用于及时将喷水机构喷出的水向外导出。