CN203376300U - 超细粉体灭火剂灭火性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超细粉体灭火剂灭火性能测试装置。该装置包括由气体流量计、气粉混合器及塞堵构成的气粉混合部分、由推进螺杆、螺杆套、料槽、粉罐、密封盖、驱动电机及第一驱动控制器构成的螺旋推进输粉部分、由搅拌桨、搅拌电机及第二驱动控制器构成的粉体搅拌部分及其由测试容器、燃烧杯、调节阀及燃料储罐构成的灭火测试部分。本装置解决了超细粉体灭火剂易起拱、推进螺杆周围粉体易被架空或不实等影响持续、稳定给料的问题，具有超细粉体气溶胶浓度连续可调、运行稳定、精度高的突出优点。其结构简单、操作便捷、可重复型强，既可用于现有超细干粉灭火剂产品的灭火性能检测，也可用于各种新型粉体灭火剂灭火性能的测试评估和基础研究。

Description

超细粉体灭火剂灭火性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及消防技术领域的测试装置，具体地说是一种超细粉体灭火剂灭火性能测试装置。

背景技术

超细粉体灭火剂粒径小、单位质量的比表面积大、活性高，具有灭火速度快、效能高的特点，并且超细粉体灭火剂具有类似气体灭火剂的性质及灭火特征，释放后能迅速分散和悬浮在空气中，形成相对较稳定的气溶胶，故又称为“冷气溶胶灭火剂”，可用于全淹没灭火防护，具有广阔的应用前景。据统计，目前国内生产超细干粉灭火剂及其灭火装置的厂家有几十家，形成了包括管网式灭火系统、悬挂式灭火装置、柜式灭火装置等在内的多种灭火产品。

然而，由于超细干粉灭火剂的灭火性能受配方组分和粒径影响较大，而不同厂家的产品配方组分及粒径会有差别，因此不同厂家的产品灭火性能都会不同，即每个厂家的产品临界灭火浓度大小不一。而现行粉体灭火剂的产品标准均是采用接近实际火场规模的灭火模型评定粉体灭火剂及其系统的灭火性能是否达到标准要求，如GB4066-2004《干粉灭火剂》采用手提式灭火器（3kg）熄灭油盘火的局部灭火试验模型，GA 578-2005《超细干粉灭火剂》采用在100m³灭火间内进行的全淹没灭火试验模型。这些灭火模型或试验方法只是判别试验样品能否达到标准中规定的要求，并不给出所测超细干粉灭火剂的临界灭火参数，这就导致超细粉体灭火剂及灭火技术在实际工程化应用中缺乏临界灭火浓度参数。

因此，为了评估不同原料及粒径的超细粉体灭火剂的灭火性能，精确测试出不同超细粉体灭火剂的临界灭火参数，当前亟需一种科学有效的超细粉体灭火剂灭火性能测试装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种操作便捷、运行稳定、测量精度高的超细粉体灭火剂灭火性能测试装置，以满足超细粉体灭火剂、纳米粉体灭火剂等新型灭火产品的研究和性能测试需求，从而解决缺乏超细粉体灭火剂临界灭火浓度测量手段的问题。

本实用新型为实现上述目的采取以下技术方案：一种超细粉体灭火剂灭火性能测试装置，其特征在于：包括气粉混合部分、螺旋推进输粉部分、粉体搅拌部分及灭火测试部分；所述气粉混合部分包括气体流量计、设有气粉混合网的气粉混合器及塞堵，其中：气体流量计安装在气体进口管上，气体进口管与气粉混合器密封连通，塞堵安装在气粉混合器的下端；所述螺旋推进输粉部分包括推进螺杆、螺杆套、料槽、粉罐、密封盖、驱动电机及第一驱动控制器，其中：推进螺杆与螺杆套紧密配合，粉罐底部与料槽密封连通，料槽上部敞开，料槽与螺杆套焊接为一体，密封盖安装在粉罐的顶部，推进螺杆的一端通过联轴器与驱动电机连接，驱动电机与第一驱动控制器连接，推进螺杆的另一端通过微型轴承密封安装在气粉混合器底部的进料口上；所述粉体搅拌部分包括搅拌桨、搅拌电机及第二驱动控制器，其中：搅拌桨的下端置于粉罐中，其上端穿过密封盖通过联轴器与搅拌电机连接，搅拌电机与第二驱动控制器连接；所述灭火测试部分包括测试容器、燃烧杯、调节阀及燃料储罐，其中：测试容器顶部敞开与空气相通，测试容器的底部与气粉混合器上端密封连通，燃烧杯通过燃料管置于测试容器中，且通过调节阀与燃料储罐相通。

超细粉体灭火剂灭火性能测试装置还包括粉体气溶胶浓度标定部分，粉体气溶胶浓度标定部分包括计算机、粉体收集器及粉体质量采集器，所述气粉混合器底部的进料口置于粉体收集器中，粉体收集器置于粉体质量采集器上，粉体质量采集器与计算机相连接。

本实用新型工作原理：向粉罐7内加入一定量的超细粉体灭火剂17，将气粉混合器2底部的塞堵14密封安装好；调节气体的流量为10-100 L／min，持续向气粉混合器2和测试容器3内通入气体；启动第一驱动控制器12-1和第二驱动控制器12-2，调整搅拌电机9和驱动电机11至合适的转速。搅拌桨10在驱动电机11的带动下按照一定转速搅拌和推动粉罐7内的超细粉体灭火剂，料槽6内部与粉罐7内部相通，粉罐7内的超细粉体灭火剂17可直接进入料槽6内的推进螺杆4周围，从而使粉槽6内始终保持满槽的超细粉体，协助推进螺杆4持续恒定给料，防止了因超细粉体松密度太小而使推进螺杆周围粉体被架空或不实，降低了推进螺杆周围的粉体结拱效应，确保了给料速率的精度。料槽6中的超细粉体灭火剂通过推进螺杆4输送至气粉混合器2底部进料口后，在气流的携带下，经气粉混合器2充分混合，形成均匀的超细粉体气溶胶，通入与气粉混合器2密封连通的测试容器3内进行灭火测试。当推进螺杆转速大时，这时候给料速度较快，需要的粉体较多，应适当提高搅拌速度；而当推进螺杆转速小时，可适当降低搅拌速度。

若采取本装置对粉体气溶胶的浓度进行标定时，应停止向气粉混合器2和测试容器3内通入气体，去掉气粉混合器2底部的塞堵14，灭火剂在重力作用自由下落至粉体收集器15，通过粉体质量采集器16和计算机13实时记录落入粉体收集器15内的灭火剂质量，对采集数据进行处理。 

本实用新型的有益效果及优点在于：

（1）本测试装置采用螺旋推进与推进式搅拌相结合的输粉方式，解决了超细粉体灭火剂易起拱、推进螺杆周围粉体易被架空或不实等影响持续、稳定给料的问题。

（2）本测试装置结构简单、操作便捷、运行稳定、可重复型强，具有超细粉体气溶胶浓度连续可调和测量精度高的突出优点。既可用于现有超细干粉灭火剂产品的灭火性能检测，也可用于各种新型微米、亚微米以及纳米粉体灭火剂灭火性能的测试评估和基础研究。

（3）本测试装置采用正压螺旋推进的微量给料方式（气体无法从被超细粉体充实的推进螺杆和料槽中流出，只能从气粉混合器流出到测试容器），既保证了气体流量的精度，又使得气体分散介质的多样性，既可使用空气，也可使用氮气、氩气、二氧化碳以及七氟丙烷、三氟甲烷等洁净化学气体，可用于各种分散介质的灭火气溶胶性能研究测试。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是采用本实用新型进行灭火浓度标定示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：参照图1，超细粉体灭火剂灭火性能测试装置包括气粉混合部分、螺旋推进输粉部分、粉体搅拌部分及灭火测试部分；气粉混合部分包括气体流量计1、设有气粉混合网2-1的气粉混合器2及塞堵14，其中：气体流量计1安装在气体进口管上，气体进口管与气粉混合器2密封连通，塞堵14安装在气粉混合器2的下端；螺旋推进输粉部分包括推进螺杆4、螺杆套5、料槽6、粉罐7、密封盖8、驱动电机11及第一驱动控制器12-1，其中：推进螺杆4与螺杆套5紧密配合，粉罐7底部与料槽6密封连通，料槽6上部敞开，料槽6与螺杆套5焊接为一体，密封盖8安装在粉罐7的顶部，推进螺杆4的一端通过联轴器与驱动电机11连接，驱动电机11与第一驱动控制器12-1连接，推进螺杆4的另一端通过微型轴承密封安装在气粉混合器2底部的进料口上；粉体搅拌部分包括搅拌桨10、搅拌电机9及第二驱动控制器12-2，其中：搅拌桨10的下端置于粉罐7中，其上端穿过密封盖8通过联轴器与搅拌电机9连接，搅拌电机9与第二驱动控制器12-2连接；灭火测试部分包括测试容器3、燃烧杯18、调节阀19及燃料储罐20，其中：测试容器3顶部敞开与空气相通，测试容器3的底部与气粉混合器2上端密封连通，燃烧杯18通过燃料管置于测试容器3中，且通过调节阀19与燃料储罐20相通。

参照图2，采用本测试装置进行灭火浓度标定时，该测试装置还包括粉体气溶胶浓度标定部分，粉体气溶胶浓度标定部分包括计算机,13、粉体收集器15及粉体质量采集器16，气粉混合器2底部的进料口置于粉体收集器15中，粉体收集器15置于粉体质量采集器16上，粉体质量采集器16与计算机13相连接。计算机13实时采集记录粉体收集器15内的超细粉体灭火剂质量。

粉体气溶胶浓度标定部分也可采用过滤捕集法或激光消光法进行标定。

本测试装置的搅拌桨10为四叶片推进式搅拌桨，采用不锈钢制作，搅拌桨10底端与粉罐7底部的间隙为0.5-3mm，以保证充分有效推动粉体。

本测试装置的气粉混合器2采用不锈钢或工程塑料制作。气粉混合器2内至少设有两层气粉混合网2-1，以设置2至5层气粉混合网为最佳。气粉混合网2-1采用10-80目的不锈钢网制作。测试容器3为圆柱筒体，其上部与大气相通，可采用不锈钢或石英玻璃或工程塑料制作。燃烧杯18采用耐热玻璃或不锈钢材料制作。

本测试装置的气体流量计1采用气体质量流量计或玻璃转子流量计。推进螺杆4采用锰钢或不锈钢制作，推进螺杆4的末端设有微型轴承，以保证螺杆高速旋转。 

本测试装置的驱动电机11和搅拌电机9分别由第一驱动控制器12-1和第二驱动控制器12-2控制，从而精确控制推进螺杆4和搅拌桨10的转速。搅拌电机9采用060STM型伺服电机，搅拌电机9调速范围为-1000 rpm～1000rpm，驱动电机11采用080STM型伺服电机，驱动电机11调速范围为-3000 rpm～3000rpm；第一驱动控制器12-1和第二驱动控制器12-2均采用ORS-A20s型伺服驱动器，调节范围为-3000 rpm～3000rpm。

本测试装置的粉罐7采用不锈钢制作，用于盛放超细粉体灭火剂17，粉罐7的上部设有不锈钢或橡胶或硅胶的密封盖8，密封盖8中心设有开口，搅拌桨10通过此开口与搅拌电机9连接。

本测试装置所用气体既可以是空气，也可以是氮气、氩气、二氧化碳以及七氟丙烷、三氟甲烷等洁净化学气体，采用不同的气体作为分散介质，可产生出特性不同的超细粉体气溶胶。

本装置具体使用方法：

（1）超细粉体灭火剂灭火性能测试：点燃燃烧杯18内的燃料，调节空气的流量为10-100 L／min，持续向测试容器3内通入空气，通过调节阀19调整燃料的火焰21高度并维持恒定燃烧；向粉罐7内加入一定量的超细粉体灭火剂，将气粉混合器2底部的塞堵14密封安装好；分别启动第一驱动控制器12-1和第二驱动控制器12-2，调整驱动电机11转速至0-3000rpm，调整搅拌电机9至0-1000 rpm，开始输送粉体；推进螺杆4将料槽6和粉罐7内的灭火剂输送至气粉混合器底部进料口，灭火剂在空气的携带下，经气粉混合器2充分混合，形成均匀的超细粉体气溶胶22，粉体气溶胶通入与气粉混合器2密封连通的测试容器3内后与火焰相互作用，超细粉体气溶胶的浓度达到一定浓度后将火焰熄灭，此时的超细粉体气溶胶浓度即为临界灭火浓度，记录下此时的气体流量（m³/s）、驱动电机转速及搅拌电机转速。

（2）超细粉体灭火剂灭火浓度标定：向粉罐7内加入一定量的超细粉体灭火剂，将气粉混合器2底部的塞堵14去掉，使气粉混合器2底部进料口位于粉体收集器15内，但不接触；启动第一驱动控制器12-1和第二驱动控制器12-2、粉体质量采集器16及计算机13，采用以上灭火试验中记录下的推进电机转速和搅拌电机转速，开始输送超细粉体灭火剂，灭火剂在重力作用下自由下落至粉体收集器15内，通过粉体质量采集器16和计算机13实时记录落入粉体收集器15内的灭火剂质量，对采集数据进行处理，可得到超细粉体的给料速率（g/s）；超细粉体气溶胶的浓度C按照下式计算即可得到：

     …   … … …（1）

式中：C ——超细粉体气溶胶的(质量)浓度，g/m³；

      q ——超细粉体的给料速率，g/s；

      V₁——空气的体积流量，m³/s；

V₂——超细粉体的体积流量，m³/s。鉴于粉体的密度远大于空气，实际计算时超细粉体的体积流量V₂可忽略。

Claims (4)

1.一种超细粉体灭火剂灭火性能测试装置，其特征在于：包括气粉混合部分、螺旋推进输粉部分、粉体搅拌部分及灭火测试部分；所述气粉混合部分包括气体流量计（1）、设有气粉混合网（2-1）的气粉混合器（2）及塞堵（14），其中：气体流量计（1）安装在气体进口管上，气体进口管与气粉混合器（2）密封连通，塞堵（14）安装在气粉混合器（2）的下端；所述螺旋推进输粉部分包括推进螺杆（4）、螺杆套（5）、料槽（6）、粉罐（7）、密封盖（8）、驱动电机（11）及第一驱动控制器（12-1），其中：推进螺杆（4）与螺杆套（5）紧密配合，粉罐（7）底部与料槽（6）密封连通，料槽（6）上部敞开，料槽（6）与螺杆套（5）焊接为一体，密封盖（8）安装在粉罐（7）的顶部，推进螺杆（4）的一端通过联轴器与驱动电机（11）连接，驱动电机（11）与第一驱动控制器（12-1）连接，推进螺杆（4）的另一端通过微型轴承密封安装在气粉混合器（2）底部的进料口上；所述粉体搅拌部分包括搅拌桨（10）、搅拌电机（9）及第二驱动控制器（12-2），其中：搅拌桨（10）的下端置于粉罐（7）中，其上端穿过密封盖（8）通过联轴器与搅拌电机（9）连接，搅拌电机（9）与第二驱动控制器（12-2）连接；所述灭火测试部分包括测试容器（3）、燃烧杯（18）、调节阀（19）及燃料储罐（20），其中：测试容器（3）顶部敞开与空气相通，测试容器（3）的底部与气粉混合器（2）上端密封连通，燃烧杯（18）通过燃料管置于测试容器（3）中，且通过调节阀（19）与燃料储罐（20）相通。

2.根据权利要求1所述的超细粉体灭火剂灭火性能测试装置，其特征在于：所述的超细粉体灭火剂灭火性能测试装置还包括粉体气溶胶浓度标定部分，粉体气溶胶浓度标定部分包括计算机（13）、粉体收集器（15）及粉体质量采集器（16），所述气粉混合器（2）底部的进料口置于粉体收集器（15）中，粉体收集器（15）置于粉体质量采集器（16）上，粉体质量采集器（16）与计算机（13）相连接。

3.根据权利要求1所述的超细粉体灭火剂灭火性能测试装置，其特征在于：所述的搅拌桨（10）为四叶片推进式搅拌桨，采用不锈钢制作，搅拌桨（10）底端与粉罐（7）底部的间隙为0.5-3mm。

4.根据权利要求1所述的超细粉体灭火剂灭火性能测试装置，其特征在于：所述的气粉混合器（2）内至少设有两层气粉混合网（2-1）。

Images