CN204613171U - 一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，与现有技术相比解决了尚无适用于材料无焰热解及有焰燃烧特性研究实验装置的缺陷。本实用新型包括反应箱体，反应箱体侧部活动安装有实验箱门，实验箱门上设有观察窗，反应箱体底部开有进气孔，进气管道接在进气孔上且进气管道位于反应箱体外，反应箱体上设有出气孔、辐射源接线柱和航空插头，出气孔上安装有压力传感器，还包括进气组件、出气组件和辐射源组件。本实用新型不仅具有常规低压实验箱的消防研究实验功能，还可用于固体可燃物的无焰热解和有焰燃烧特性实验研究。

Description

一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱

技术领域

本实用新型涉及火灾中固体可燃物无焰热解和有焰燃烧特性研究技术领域，具体来说是一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，重大恶性火灾及爆炸事故频繁发生，直接危及人民的生命、财产，造成环境污染，引发生态失衡。减少火灾及其相关灾害对人类生产、生活及资源环境的危害，已成为迫切需要解决的重大问题之一。火灾科学研究中的一个重点是对固体可燃物燃烧特性的研究，因为生活的周边有很多固体可燃物，具有一定的火灾危险性。建筑、森林中固体可燃物占的比重很大，工业上固体可燃物也有一定的比重。在火灾中，这些固体可燃物可以是点火源，也可成为主要的可燃物。研究发现，火灾中固体可燃物热解和燃烧时会发生形态变化，比如：木质材料燃烧时的炭化现象，以及其炭化层的缩聚、开裂现象；聚苯乙烯（XPS）燃烧时的熔融滴落现象等。这些燃烧过程中发生的形态变化，对固体可燃物的着火和火蔓延行为存在重大影响。

在实验中，可利用不同压力和气氛浓度下的固体可燃物无焰热解和有焰燃烧过程，消除火焰的影响或减缓物质燃烧反应速度，进而获取一些可用于阐析固体可燃物热解和燃烧时的形态变化机理的数据。也可以通过改变物质反应时环境的压力和氧浓度这两个物理参量，来考察压力和氧浓度对反应过程的影响。既可对比常压、常氧浓度的固体可燃物无焰热解和有焰燃烧，获取一系列实验结论，也可根据具体地区环境的特定气压和氧浓度展开火灾研究。

目前已有的实验箱不能满足固体可燃物无焰热解和有焰燃烧实验的需求，无法快速响应实验环境压力变化，不能提供稳定的低压环境、均匀的辐射热源和适宜的照明效果。如专利申请号201010261671.5的专利文件（对比文件1），公开了一种模拟实验箱，通过压力传感器、进气阀（手动）、真空泵控制箱内压力的变化，但其主要存在以下问题：

1、无法提供氮氧混合环境，且不能改变气氛条件

固体可燃物的无焰热解实验需要在稳定的惰性环境中进行，避免固体可燃物热解时与氧气反应产生火焰，从而对无焰热解实验结果造成比较大的误差。而在对比文件1中，补气进气阀直接与外界相通，无法提供氮氧混合或纯氮环境，并且不能改变氮氧混合比、改变气氛条件。

2、真空泵的设计存在不足之处

在对比文件1中，把真空泵集成在反应箱底部，真空泵正常工作对实验数据的采集会有电磁干扰，必须关闭真空泵才能采集到实验数据。当达到实验设定压力后，需要关闭真空泵进行实验，而关闭真空泵后，就不能保持箱内压力的动态平衡。

3、未配备稳定辐射源

对比文件1中，采用电子点火器的设计，难以提供无焰热解和有焰燃烧需要的稳定辐射热流，不能满足固体可燃物无焰热解和有焰燃烧实验的要求。且电子点火器不可移动，而在实验过程中难以保证实验样品是在同一热流下的反应数据。

再如专利申请号201310645998.6，公开了一种低气压飞机货舱火灾实验模拟装置，用于模拟飞机舱火灾中的液体油池火灾，实验箱内环境模拟飞机舱内环境，限制了实验装置的使用范围。调压范围都在30kPa以上，研究的压力范围较窄，且无法涉及极限低压的情况，限制了不同压力下固体可燃物的无焰热解和有焰燃烧研究。此外，飞机货舱箱体过大，使得箱内的环境监测点与样品附近所处状态（气压、氧浓度等）不一致，而样品附近的压力和氧浓度正是影响实验的重要因素，也是固体可燃物的无焰热解和有焰燃烧实验的重要控制变量，故无法适用。

再如专利申请号201410209817.X公开了一种用于低压环境下的碳烟特性研究的燃烧装置，用于液体油池火碳烟特性的研究，实验箱内设计仅适合液体油池火碳烟特性的研究，限制了实验装置的使用范围。调压范围都在30kPa以上，研究的压力范围较窄，同样无法涉及极限低压的情况，限制了不同压力下固体可燃物的无焰热解和有焰燃烧研究。

再如专利申请号为201310752345.8的专利文件，也公开了一种变低气压变氧浓度的火灾试验箱，调压范围为26.4kPa～101.3 kPa的压力范围，限制了不同压力下固体可燃物的无焰热解和有焰燃烧研究。此外，由于缺少变频真空泵（或者调节阀与真空泵），其压力的调节稳定性有待改善，还可能导致实验开始后无法继续控压，而需要停泵工作，且其箱体过大，可能使得箱内的环境监测点与样品附近所处状态（气压、氧浓度等）不一致。

如何开发出一种改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧特性研究的实验装置已经成为急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中尚无适用于材料无焰热解及有焰燃烧特性研究实验装置的缺陷，提供一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，包括反应箱体，反应箱体侧部活动安装有实验箱门，实验箱门上设有观察窗，反应箱体底部开有进气孔，进气管道接在进气孔上且进气管道位于反应箱体外，反应箱体上设有出气孔、辐射源接线柱和航空插头，出气孔上安装有压力传感器，

还包括进气组件、出气组件和辐射源组件，进气组件包括氮气瓶，氮气瓶上通过减压阀接有氮气进气管道，氮气进气管道引入进气管道；出气组件包括安装在出气孔上的出气管道，出气管道接入烟气过滤集成箱，烟气过滤集成箱中接出真空泵进气管道，真空泵进气管道连入真空泵，真空泵连出真空泵出气管道；

辐射源组件包括固定安装在反应箱体内的导轨平台，辐射源固定板安装在导轨平台上与导轨平台构成滑动配合，平板红外辐射源安装在辐射源固定板的下方，辐射源固定板上设有方形孔，平板红外辐射源的导线穿过方形孔与辐射源接线柱相连；

导轨平台的右端分别安装有滑轮杆和平台，滑轮杆的中部安装有钢丝滑轮，辐射源固定板的右侧安装有钢丝，钢丝的另一端安装有重锤，钢丝绕在钢丝滑轮上，平台上分别安装有铁钩固定块和立板，立板上安装有电磁插销，电磁插销的电源控制线与航空插头相连，钢丝铁钩为“L”形，钢丝铁钩的根部安装在铁钩固定块上且与铁钩固定块构成转动配合，挂环的一端栓在钢丝滑轮下方的钢丝上，挂环的另一端挂在钢丝铁钩的下端，钢丝铁钩的上端在挂环的下拉力作用下抵在电磁插销上，且当电磁插销处于收缩状态时，挂环与钢丝铁钩相脱落。

还包括放置在反应箱体内的样品架，样品架上放有电子天平，电子天平上放置有样品托架，实验样品位于样品托架上且位于平板红外辐射源正下方30mm处。

还包括放置在反应箱体内的有焰燃烧样品架，有焰燃烧样品架上放有实验样品托盘，实验样品托盘上设有实验样品夹，实验样品夹上夹有XPS实验样品且XPS实验样品位于平板红外辐射源正下方10mm处。

所述的氮气进气管道上安装有氮气电磁阀，进气管道的进气端处安装有进气球阀，出气管道上安装有调节阀。

所述实验箱门上朝向反应箱体内部的一面安装有LED贴灯，LED贴灯位于观察窗旁；反应箱体内的底部安装有LED灯。

所述的反应箱体长1m、宽0.6m、高1m。

所述辐射源固定板的左侧与导轨平台的左侧安装有伸缩绳。

        有益效果

本实用新型的一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，与现有技术相比不仅具有常规低压实验箱的消防研究实验功能，还可用于固体可燃物的无焰热解和有焰燃烧特性实验研究。具体地，对于有焰燃烧特性试验，如低压下XPS火蔓延及其热重特性分析实验，可以实现外墙外保温材料火灾危险特性的研究；对于无焰热解实验，如常压、低压、超低压（2kPa～10kPa）下纤维板缩裂现象及其热解反应机理实验研究，可以实现对固体可燃物燃烧机理、过程、发展的研究。

本实用新型采用真空泵和调节阀联动控制，更为稳定地自动调节压力。相对于单纯真空泵，工作能力更为稳定。相对于变频泵，在工作能力相同的情况下，成本更低。并且泵的设计远离反应箱体，真空泵工作过程中产生的电磁干扰，不会对反应箱体内的采集数据造成误差和影响。通过适宜尺寸箱体的选择，保证箱内的环境与样品附近所处状态（气压、氧浓度等）基本趋于一致。通过采用平板红外辐射源的设计，辐射热流稳定、均匀，并且可以根据实验过程的需要进行移动，保证了能够测得实验样品在同一辐射热流下的反应数据。通过采用LED贴灯和LED灯的设计，可部分消除烟气对能见度的影响，提高箱体内部的能见度。

        附图说明                            

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中反应箱体的结构示意图；

图3为本实用新型中进气组件的结构示意图；

图4为本实用新型中出气组件的结构示意图；

图5为本实用新型中实验箱控制装置的结构示意图；

图6为本实用新型中辐射源组件的结构示意图；

图7为本实用新型中无焰热解实验的结构示意图；

图8为本实用新型中有焰燃烧实验的结构示意图；

其中，1-反应箱体、2-实验箱门、3-观察窗、4-LED贴片灯、5-平板红外辐射源、6-LED灯、7-进气孔、8-出气孔、9-辐射源接线柱、10-航空插头、21-进气管道、22-进气球阀、23-氮气电磁阀、24-氮气进气管道、25-减压阀、26-氮气瓶、31-烟气过滤集成箱、32-调节阀、33-出气管道、34-真空泵进气管道、35-真空泵、36真空泵出气管道、41-控制系统集成箱、42-触屏式集散控制系统面板、51-实验样品、52-样品托架、53-电子天平、54-无焰热解样品架、61-XPS实验样品、62-实验样品托盘、63-实验样品夹、64-有焰燃烧样品架、72-辐射源固定板、73-滑轮螺丝、74-辐射源螺丝、75-导轨平台、76-辐射源移动滑轮、77-伸缩绳、78-钢丝、79-钢丝滑轮、710-滑轮杆、711-钢丝铁钩、712-立板、713-电磁插销、714-重锤、715-方形孔、716-导线、717-平台螺丝、718-挂环、719-铁钩固定块、720-平台。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1和图2所示，本实用新型所述的一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，包括反应箱体1，反应箱体1侧部活动安装有实验箱门2，实验箱门2通过铰链安装在反应箱体1上，当实验箱门2关闭时实现一个密封的环境。实验箱门2上设有观察窗3，观察窗3的长为30cm，宽为30cm，可以实现实验时对实验样品的实时观察。反应箱体1底部开有进气孔7，进气管道21接在进气孔7上且进气管道21位于反应箱体1外，通过进气管道21向反应箱体1内补充气体。反应箱体1上设有出气孔8、辐射源接线柱9和航空插头10，辐射源接线柱9和航空插头10均为现有技术中广泛使用技术，辐射源接线柱9外接电源，在不影响反应箱体1密封性的前提下，实现了对平板红外辐射源5的供电；航空插头10外接处理采集系统，在不影响反应箱体1密封性的前提下，实现了反应箱体1内部信号和数据向外部传输的功能。出气孔8上安装有压力传感器，带有压力传感器的出气孔8实现反应箱体1内部气体的向外排放，提供了气体排放通道，还提供了反应箱体1内压力的数据采集功能。

固体可燃物的无焰热解实验需要在稳定的惰性环境中进行，避免固体可燃物热解时与氧气反应产生火焰，从而对无焰热解实验结果造成比较大的误差，因此要求提供稳定的惰性气氛条件。如图3所示，进气组件包括氮气瓶26，氮气瓶26为浓度为99.999%高纯氮气的氮气瓶。氮气瓶26上通过减压阀25接有氮气进气管道24，氮气进气管道24实现高纯氮气从氮气瓶26传输至进气管道21，减压阀25实现氮气从氮气瓶出来后的初步调压，氮气的压力从高压变到低压。氮气进气管道24引入进气管道21，进气管道21是反应箱体1的进气管道，将氮气进气管道24引入实现空气和氮气充入反应箱体1。同时为了实验需要，氮气进气管道24上可以安装氮气电磁阀23，通过氮气电磁阀23可以控制着氮气进气的流量，实现快速控制，实时调节氮气含量。进气管道21的进气端处可以安装有进气球阀22，进气球阀22控制着进气管道21中空气的充入量， 若将进气球阀22关闭、氮气电磁阀23打开，则进气管道21内充入反应箱体1内为纯氮气，满足无焰热解实验需要。

如图4所示，出气组件包括安装在出气孔8上的出气管道33，出气管道33提供了反应箱体1内气体向外输运的通道。出气管道33接入烟气过滤集成箱31，烟气过滤集成箱31中接出真空泵进气管道34，烟气过滤集成箱31为常规的水冷系统和烟气颗粒过滤系统组成，为了移动的方便，集成在一个箱子里面。由于反应箱体1在实验过程中会产生大量的高温烟气，烟气过滤集成箱31可以对反应箱体1输出的烟气进行冷却和过滤，延长真空泵的使用寿命。真空泵进气管道34连入真空泵35，真空泵35连出真空泵出气管道36，真空泵进气管34将冷却、过滤处理后的烟气传输到真空泵35，真空泵35实现了对反应箱体1的抽气功能，是降低反应箱体1内部压力的动力来源，真空泵出气管道36将真空泵35出来的气体排出到室外的通道。在实际应用中发现，真空泵位置的设计至关重要，若真空泵设计在箱体内部或附近时，对实验有两点影响：1、真空泵正常工作时会产生较大的振动，对箱体的稳定性影响较大；2、真空泵正常工作对实验数据的采集会有电磁干扰，必须关闭真空泵才能采集到实验数据，而关闭真空泵后，就不能保持箱内压力的动态平衡。在本实用新型中，真空泵35与反应箱体1之间相隔了烟气过滤集成箱31，真空泵35与反应箱体1相距较远，在真空泵35持续工作保护压力平衡的同时，也不会对反应箱体1采集设备造成电磁干扰。出气管道33上还可以安装有调节阀32，调节阀32可以根据带有压力传感器的出气孔8的压力值，来调节出气管道33的开度大小，控制着实验箱出气装置的流量，实现反应箱体1内压力的自动控制、快速响应压力变化、压力的动态平衡。

如图6所示，辐射源组件包括固定安装在反应箱体1内的导轨平台75，导轨平台75通过平台螺丝717固定安装在反应箱体1中部。辐射源固定板72安装在导轨平台75上与导轨平台75构成滑动配合，辐射源固定板72可以在导轨平台75的轨道上进行滑动，其构成滑动配合的方式可以使用现有技术中的多种方式，如在辐射源固定板72上通过滑轮螺丝73安装辐射源移动滑轮76，每条轨道上进行两个辐射源移动滑轮76的安装设计，辐射源移动滑轮76卡在导轨平台75的轨道上，通过辐射源移动滑轮76实现辐射源固定板72在导轨平台75轨道上的滑动。平板红外辐射源5通过辐射源螺丝74安装在辐射源固定板72的下方，平板红外辐射源5可以比较不同辐射热流下固体可燃物的无焰热解和有焰燃烧的区别，满足实验箱配置稳定辐射源的要求。平板红外辐射源5可以为OMEGA公司生产的红外平板辐射源，经过一段时间的线性升温，达到设定的辐射功率后，可以稳定地提供热辐射。辐射源固定板72上设有方形孔715，平板红外辐射源5的导线716穿过方形孔715与辐射源接线柱9相连，通过辐射源接线柱9的外部供电，实现平板红外辐射源5的线性升温。

实验中采用的辐射源，需要经过一段时间的线性升温，才会达到设定的辐射功率。为了保证实验样品在同一辐射热流下反应，平板红外辐射源5一开始并没有在样品上方，达到设定的辐射功率后，平板红外辐射源5才会被移动到样品上方。因此平板红外辐射源5需要具有可移动功能，经过一段时间的线性升温，达到设定的辐射功率后，平板红外辐射源5移动到样品上方。为此，在导轨平台75的右端分别安装有滑轮杆710和平台720，平台720则为直接焊接在导轨平台75右端上平面的一块板。滑轮杆710的中部安装有钢丝滑轮79，钢丝滑轮79可以通过滑轮座或其他部件安装在滑轮杆710的中部。辐射源固定板72的右侧安装有钢丝78，钢丝78的另一端安装有重锤714，钢丝78绕在钢丝滑轮79上，通过钢丝78和钢丝滑轮79的组合，使得辐射源固定板72能够在重锤714的下拉力作用下往右边（钢丝滑轮79处）移动。平台720上分别安装有铁钩固定块719和立板712，立板712直接焊接在平台720上，立板712上安装有电磁插销713，电磁插销713的电源控制线与航空插头10相连，电磁插销713在电源控制下插销做收缩和弹出运动。钢丝铁钩711为“L”形，钢丝铁钩711的根部安装在铁钩固定块719上且与铁钩固定块719构成转动配合，同样钢丝铁钩711的根部与铁钩固定块719转动配合的方式可以使用现有技术中的多种，例如将钢丝铁钩711的根部销连接在铁钩固定块719上。挂环718的一端栓在钢丝滑轮79下方的钢丝78上，挂环718的另一端挂在钢丝铁钩711的下端，重锤714通过挂环718对钢丝铁钩711产生向下的作用力。钢丝铁钩711的上端在挂环718的下拉力作用下抵在电磁插销713上，从而保持钢丝铁钩711的平衡。当电磁插销713处于收缩状态时，钢丝铁钩711的上端失去电磁插销713的阻挡，钢丝铁钩711在重锤714和挂环718的带动下向重锤714方向转动，挂环718与钢丝铁钩711相脱落。挂环718与钢丝铁钩711相脱落后，重锤714在钢丝滑轮79的引导下通过钢丝78带动辐射源固定板72右边即向钢丝滑轮79处移动，从而实现平板红外辐射源5的移动。

在实验开始前，平板红外辐射源5位于导轨平台75的最左端，等到需要向右移动平板红外辐射源5时，电磁插销713通电处于收缩状态，钢丝铁钩711左转，挂环718与钢丝铁钩711相脱落，重锤714下落，拉着平板红外辐射源5向右移动。待实验结束后，断开电磁插销713电源，打开实验箱门2，手工将挂环718挂在钢丝铁钩711的下端，将钢丝铁钩711的上端抵在电磁插销713上，继续将平板红外辐射源5移至导轨平台75的最左端。为了更方便平板红外辐射源5移至导轨平台75的最左端，辐射源固定板72的左侧与导轨平台75的左侧可以安装伸缩绳77，当重锤714上移的时候，平板红外辐射源5自动恢复移动至导轨平台75最左端。同理，也可以将伸缩绳77改成长度适宜的钢丝绳，在平板红外辐射源5右移过程中起到限位作用。

为了保证箱内的环境与样品附近所处状态（气压、氧浓度等）基本趋于一致，反应箱体1可以设计为长1m、宽0.6m、高1m。实验箱门2上朝向反应箱体1内部的一面安装有LED贴灯4，LED贴灯4的数量为两个，可以分别位于观察窗3旁。LED贴灯4长30cm，低色温、高光通量，可以提高对实验样品观察的照明效果。反应箱体1内的底部安装有LED灯6，LED灯6用于提供反应箱体1内部的照明，光通量大，照明效果良好。为了更便携、高效的操作和使用，如图5所示，还可以使用比较成熟的控制系统集成箱41和触屏式集散控制系统面板42，将触屏式集散控制系统面板42安装在控制系统集成箱41上，通过触屏式集散控制系统面板42操作控制系统集成箱41，可以将出气孔8处的压力传感器、航空插头10、辐射源接线柱9、氮气电磁阀23、调节阀32、电磁插销713等都接入控制系统集成箱41，通过触屏式集散控制系统面板42进行统一控制操作。

如图7所示，在进行无焰热解实验时，在反应箱体1内放置用于无焰热解的样品架54，用来支撑上方的各个实验装置，起到了提升高度的作用。样品架54上放有电子天平53，用来记录反应时实验样品51的失重变化。电子天平53上放置有样品托架52，样品托架52用来隔绝实验样品51反应时放出的热量。实验样品51位于样品托架52上且位于平板红外辐射源5正下方30mm处。实验样品51的长、宽、厚度分别为：10cm、10cm、15mm的纤维板，实验样品51可以放置在样品托架52的凹块内。实验样品51放置完毕后，可以开始实验。确定本组实验压力为10kPa，辐射热流50kW/m2（对应平板红外辐射源5的输入电压为162V）。

封闭实验箱门2，保证反应箱体1初步的密封。设定压力值为10kPa，打开减压阀25至0.1MPa，依次打开LED贴片灯4、实验箱底部的LED灯6、真空泵35电源、氮气电磁阀23、平板红外辐射源5的电源。当稳定在设定压力后，调节平板红外辐射源5的输入电压为162V，平板红外辐射源5达到辐射功率后，打开电磁插销713处于收缩状态时，将平板红外辐射源5移至实验样品51正上方30mm处，通过观察窗3观察实验样品51的无焰热解过程。实验样品51反应完毕后，调节平板红外辐射源5的输入电压为0V，停止实验，关闭减压阀25等。

根据本组实验可以得到，实验压力为10kPa、辐射热流50kW/m2下实验样品51（纤维板）的缩聚开裂情况、失重曲线。然后改变实验压力、辐射热流，继续其他组的实验。并且，在之后的实验数据处理中进行更加详细的分析。根据纤维板缩聚开裂行为实验研究，可以得出固体可燃物中炭化材料（纤维板）的热解速率、炭化过程，从而为预测其燃烧过程提供依据，相关成果可服务于对固体可燃物的着火行为、火蔓延特征进行了研究。

如图8所示，在进行有焰燃烧实验时，如XPS（聚苯乙烯）火焰脉动和燃烧速率实验研究。在反应箱体1内放置有焰燃烧样品架64，有焰燃烧样品架64上放有实验样品托盘62，实验样品托盘62上设有实验样品夹63，实验样品夹63用来夹持XPS实验样品61，实现了固定XPS实验样品61的作用。实验样品夹63上夹有XPS实验样品61，XPS实验样品61高为40cm、宽为20cm、厚5cm，位于平板红外辐射源5正下方10mm处。

XPS实验样品61放置完毕后，开始实验。确定本组实验压力为70kPa（对应海拔高度10000m），辐射热流50kW/m2（对应平板红外辐射源5的输入电压为162V）。同样，封闭实验箱门2，保证反应箱体1初步的密封。设定压力值为80kPa，打开减压阀25至0.1MPa，依次打开LED贴片灯4、实验箱底部的LED灯6、真空泵35电源、氮气电磁阀23、平板红外辐射源5的电源。当稳定在设定压力后，调节平板红外辐射源5的输入电压为162V。平板红外辐射源5达到辐射功率后，打开电磁插销713处于收缩状态时，将平板红外辐射源5移至XPS实验样品61正上方10mm处，通过观察窗3观察XPS实验样品61的有焰燃烧过程。XPS实验样品61反应完毕后，调节平板红外辐射源5的输入电压为0V，停止实验，关闭氮气瓶的减压阀25等。

根据本组实验可以得到，实验压力为70kPa、辐射热流50kW/m²下XPS实验样品61的燃烧火焰脉动情况、失重曲线。然后改变实验压力、辐射热流、样品尺寸，继续其他组的实验。并且，在之后的实验数据处理中进行更加详细的分析。根据XPS（聚苯乙烯）火焰脉动和燃烧速率实验研究，可以得出XPS的燃烧现象发展情况、燃烧速率，从而服务于当前的研究热点—高层建筑火灾、火灾中的火蔓延过程。尤其是XPS作为一种外墙外保温材料，使用广泛，对于它的火灾危险性研究就显得很有必要。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，包括反应箱体（1），反应箱体（1）侧部活动安装有实验箱门（2），实验箱门（2）上设有观察窗（3），反应箱体（1）底部开有进气孔（7），进气管道（21）接在进气孔（7）上且进气管道（21）位于反应箱体（1）外，反应箱体（1）上设有出气孔（8）、辐射源接线柱（9）和航空插头（10），出气孔（8）上安装有压力传感器，

其特征在于：还包括进气组件、出气组件和辐射源组件，进气组件包括氮气瓶（26），氮气瓶（26）上通过减压阀（25）接有氮气进气管道（24），氮气进气管道（24）引入进气管道（21）；出气组件包括安装在出气孔（8）上的出气管道（33），出气管道（33）接入烟气过滤集成箱（31），烟气过滤集成箱（31）中接出真空泵进气管道（34），真空泵进气管道（34）连入真空泵（35），真空泵（35）连出真空泵出气管道（36）；

辐射源组件包括固定安装在反应箱体（1）内的导轨平台（75），辐射源固定板（72）安装在导轨平台（75）上与导轨平台（75）构成滑动配合，平板红外辐射源（5）安装在辐射源固定板（72）的下方，辐射源固定板（72）上设有方形孔（715），平板红外辐射源（5）的导线（716）穿过方形孔（715）与辐射源接线柱（9）相连；

导轨平台（75）的右端分别安装有滑轮杆（710）和平台（720），滑轮杆（710）的中部安装有钢丝滑轮（79），辐射源固定板（72）的右侧安装有钢丝（78），钢丝（78）的另一端安装有重锤（714），钢丝（78）绕在钢丝滑轮（79）上，平台（720）上分别安装有铁钩固定块（719）和立板（712），立板（712）上安装有电磁插销（713），电磁插销（713）的电源控制线与航空插头（10）相连，钢丝铁钩（711）为“L”形，钢丝铁钩（711）的根部安装在铁钩固定块（719）上且与铁钩固定块（719）构成转动配合，挂环（718）的一端栓在钢丝滑轮（79）下方的钢丝（78）上，挂环（718）的另一端挂在钢丝铁钩（711）的下端，钢丝铁钩（711）的上端在挂环（718）的下拉力作用下抵在电磁插销（713）上，且当电磁插销（713）处于收缩状态时，挂环（718）与钢丝铁钩（711）相脱落。

2.根据权利要求1所述的一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，其特征在于：还包括放置在反应箱体（1）内的样品架（54），样品架（54）上放有电子天平（53），电子天平（53）上放置有样品托架（52），实验样品（51）位于样品托架（52）上且位于平板红外辐射源（5）正下方30mm处。

3.根据权利要求1所述的一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，其特征在于：还包括放置在反应箱体（1）内的有焰燃烧样品架（64），有焰燃烧样品架（64）上放有实验样品托盘（62），实验样品托盘（62）上设有实验样品夹（63），实验样品夹（63）上夹有XPS实验样品（61）且XPS实验样品（61）位于平板红外辐射源（5）正下方10mm处。

4.根据权利要求2或3所述的一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，其特征在于：所述的氮气进气管道（24）上安装有氮气电磁阀（23），进气管道（21）的进气端处安装有进气球阀（22），出气管道（33）上安装有调节阀（32）。

5.根据权利要求2或3所述的一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，其特征在于：所述实验箱门（2）上朝向反应箱体（1）内部的一面安装有LED贴灯（4），LED贴灯（4）位于观察窗（3）旁；反应箱体（1）内的底部安装有LED灯（6）。

6.根据权利要求2或3所述的一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，其特征在于：所述的反应箱体（1）长1m、宽0.6m、高1m。

7.根据权利要求1所述的一种能够改变环境压力和气氛条件的材料无焰热解及有焰燃烧实验箱，其特征在于：所述辐射源固定板（72）的左侧与导轨平台（75）的左侧安装有伸缩绳（77）。