CN208334301U - 一种火烧高温试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火烧高温试验平台，包括由耐火砖砌成的鼓风机间、燃气处理间、试验间和操作间，试验间和操作间相邻，试验间和操作间公用的墙壁上设置有观察窗，试验间的墙壁内侧铺设有耐热层，试验间内设置有温度传感器和气体浓度传感器，以及用于装载热通量计和试件的装载机构，装载机构的两侧分别设置有用于调节火燃烧器位置的移动小车，装载机构包括装载小车和滑板，热通量计和试件均安装在滑板上，热通量计与试件的外形和外表面积均相同，火燃烧器的喷火嘴外侧安装有热电偶。本实用新型能够安全并且对试件所要求的温度和热通量值的大小能够精确的控制，使火烧高温试验得以在实验室完成，使之满足用户不同条件下的需要。

Description

一种火烧高温试验平台

技术领域

本实用新型属于高温火烧试验技术领域，具体涉及一种火烧高温试验平台。

背景技术

在当今社会，空难事故发生后，飞机往往解体，甚至被烈火烧毁。人们到现场救援的时候，总是会寻找一个东西，就是被誉为空难“见证人”的黑匣子。它可以给调查人员提供证据，帮助他们了解事故的真相。为了承受飞机坠毁时的高温烈焰，黑匣子的外壳具有很厚的钢板和许多层绝热保护材料。而且为了尽可能的安全，黑匣子通常安装在飞机尾部最安全的部位，也就是失事时最不易损坏的部位，在飞机坠毁时，黑匣子在1100℃的火焰中能经受30分钟的烧烤，能够在汽油、机油、油精、电池、酸液、海水中浸泡几个月，总之，它能在许多恶劣的条件下安然无恙。就算这样的保护，仍然在有些空难中黑匣子遭到了损坏。现阶段企业对黑匣子做高温试验基本上都是在户外进行的，这种做法主要是难以控制火焰的温度和热通量大小，而且重复次数较多，对黑匣子损坏较多，因此迫切需要更精确的控制、更安全的操作以及能够使试验在实验室完成。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种火烧高温试验平台，其设计新颖合理，能够安全并且对试件所要求的温度和热通量值的大小能够精确的控制，使火烧高温试验得以在实验室完成，使之满足用户不同条件下的需要，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种火烧高温试验平台，其特征在于：包括由耐火砖砌成的鼓风机间、燃气处理间、试验间和操作间，鼓风机间内设置有鼓风机，燃气处理间内设置有液化燃气罐，试验间和操作间相邻，试验间和操作间公用的墙壁上设置有观察窗，试验间的墙壁内侧铺设有耐热层，试验间内设置有用于检测环境温度的温度传感器和用于检测环境废气浓度的气体浓度传感器，以及用于装载热通量计和试件的装载机构，所述装载机构的两侧分别设置有用于调节火燃烧器位置的移动小车，火燃烧器通过升降旋转支架安装在移动小车上，所述装载机构包括装载小车和与装载小车顶板滑动配合的滑板，热通量计和试件均安装在滑板上，且试件安装在滑板远离试验间出口的一端，热通量计与试件的外形和外表面积均相同，火燃烧器的喷火嘴外侧安装有热电偶，热通量计上设置有进水接口和出水接口，进水接口通过进水管与水泵的出水端连通，出水接口通过出水管与集水池连通，水泵的出水端安装有水流量计和第一温度计，出水管上安装有第二温度计，鼓风机通过风管与火燃烧器连通，液化燃气罐通过软管与火燃烧器连通，鼓风机与所述风管连接位置处设置有空气阀，液化燃气罐与所述软管连接位置处设置有比例阀，操作间内设置有控制台以及均安装在控制台上的控制主机、显示器和键盘输入模块；

温度传感器的输出端、气体浓度传感器的输出端、热电偶的输出端、水流量计的输出端、第一温度计的输出端、第二温度计的输出端和键盘输入模块的输出端均与控制主机的输入端连接。

上述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述鼓风机间、燃气处理间、试验间和操作间均设置有隔爆窗，隔爆窗和观察窗均为双层透明隔爆窗。

上述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述燃气处理间的墙壁上安装有换气扇，换气扇、空气阀和比例阀均由控制主机控制，控制主机通过水泵变频器控制水泵。

上述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述进水管、出水管、所述风管和所述软管外均包裹有玻璃纤维。

上述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述试验间的顶部安装有除尘器。

上述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述耐火砖为耐火高铝砖，耐热层为玻璃纤维耐热层。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过耐火砖筑成，保证试验的安全性，通过调节空气阀控制鼓风机为火燃烧器工作助燃，通过调节比例阀控制液化燃气罐输出为火燃烧器提供能源，便于火燃烧器调节温度，并采用热电偶实时采集火燃烧器喷出明火的火焰温度，能够安全并且对试件所要求的温度精确的控制，便于推广使用。

2、本实用新型根据试件的外形制作热通量计的外形，使热通量计与试件的外形和外表面积均相同，便于控制试件所要求的热通量值的大小，减少试件火烧高温试验中存在的误差，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型通过将热通量计与试件同时固定在滑板上，利用热通量计校准火场的热通量，当热通量计获取的热通量只满足试验要求时，拉动滑板使试件处于热通量计开始停留的位置，操作简单，避免拆卸热通量计带来的不必要的麻烦，灵活可靠。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，能够安全并且对试件所要求的温度和热通量值的大小能够精确的控制，使火烧高温试验得以在实验室完成，使之满足用户不同条件下的需要，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新试验间的A向视图。

图3为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—鼓风机间； 2—燃气处理间； 3—试验间；

4—操作间； 5—耐火砖； 6—耐热层；

7—隔爆窗； 8—鼓风机； 9—液化燃气罐；

10—换气扇； 11—温度传感器； 12—气体浓度传感器；

13—装载小车； 14—滑板； 15—热通量计；

16—试件； 17—移动小车； 18—火燃烧器；

19—观察窗； 20—控制台； 21—进水接口；

22—出水接口； 23—进水管； 24—出水管；

25—升降旋转支架； 26—除尘器； 27—热电偶；

28—水流量计； 29—第一温度计； 30—第二温度计；

31—控制主机； 32—空气阀； 33—比例阀；

34—出水阀； 35—水泵； 36—显示器；

37—键盘输入模块。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型所述的一种火烧高温试验平台，包括由耐火砖5砌成的鼓风机间1、燃气处理间2、试验间3和操作间4，鼓风机间1内设置有鼓风机8，燃气处理间2内设置有液化燃气罐9，试验间3和操作间4相邻，试验间3和操作间4公用的墙壁上设置有观察窗19，试验间3的墙壁内侧铺设有耐热层6，试验间3内设置有用于检测环境温度的温度传感器11和用于检测环境废气浓度的气体浓度传感器12，以及用于装载热通量计15和试件16的装载机构，所述装载机构的两侧分别设置有用于调节火燃烧器18位置的移动小车17，火燃烧器18通过升降旋转支架25安装在移动小车17上，所述装载机构包括装载小车13和与装载小车13顶板滑动配合的滑板14，热通量计15和试件16均安装在滑板14上，且试件16安装在滑板14远离试验间3出口的一端，热通量计15与试件16的外形和外表面积均相同，火燃烧器18的喷火嘴外侧安装有热电偶27，热通量计15上设置有进水接口21和出水接口22，进水接口21通过进水管23与水泵35的出水端连通，出水接口22通过出水管24与集水池连通，水泵35的出水端安装有水流量计28和第一温度计29，出水管24上安装有第二温度计30，鼓风机8通过风管与火燃烧器18连通，液化燃气罐9通过软管与火燃烧器18连通，鼓风机8与所述风管连接位置处设置有空气阀32，液化燃气罐9与所述软管连接位置处设置有比例阀33，操作间4内设置有控制台20以及均安装在控制台20上的控制主机31、显示器36和键盘输入模块37；

温度传感器11的输出端、气体浓度传感器12的输出端、热电偶27的输出端、水流量计28的输出端、第一温度计29的输出端、第二温度计30的输出端和键盘输入模块37的输出端均与控制主机31的输入端连接。

本实施例中，空气阀32和比例阀33均由控制主机31控制，控制主机31通过水泵变频器34控制水泵35。

需要说明的是，由耐火砖5砌成的鼓风机间1、燃气处理间2、试验间3和操作间4均是独立的立体空间，鼓风机间1内设置鼓风机8，对鼓风机进行隔离，避免鼓风机工作时带来的噪音干扰，燃气处理间2内设置液化燃气罐9，避免液化燃气罐9泄漏燃气对其他房间或操作人员的干扰，本实施例中，所述燃气处理间2的墙壁上安装有换气扇10，换气扇10由控制主机31控制，保证燃气处理间2内通风，减少液化燃气罐9泄漏燃气造成的安全隐患；试验间3和操作间4相邻，试验间3和操作间4公用的墙壁上设置有观察窗19便于操作人员在操作间4内观察试验间3内试验过程的变化。

实际使用中，试验间3内采用装载机构同时装载热通量计15和试件16，所述装载机构包括装载小车13和与装载小车13顶板滑动配合的滑板14，利用装载小车13的移动确定滑板14的位置，通过滑板14与装载小车13的滑动配合关系确定热通量计15的初始安装位置，实际使用中，尽量的使热通量计15的初始安装位置位于试验间3的中心位置处，便于操作人员的观察以及高温试验进行的稳定性，减少环境给高温试验带来的干扰，试件16安装在滑板14远离试验间3出口的一端的目的是便于操作人员拉动滑板14向试验间3出口侧移动而改变试件16的位置，当火燃烧器18向试件16提供的温度满足试验需求，同时，热通量计15获取的热通量值满足试验需求时，操作人员拉动滑板14向试验间3出口侧移动直至试件16处于热通量计15的初始安装位置时停止移动，开始试件16的高温试验，操作简单便捷。

实际使用中，采用升降旋转支架25调节火燃烧器18在移动小车17上的高度和角度，使火燃烧器18的喷火嘴朝向试件16，火燃烧器18的喷火嘴外侧安装有热电偶27是为了便于测量高温试验中明火的温度，热通量计15与试件16的外形和外表面积均相同的目的是利用热通量计15测试试验数据，模拟试件16真实的热通量需求，减少试验的误差；热通量计15上设置有进水接口21和出水接口22，并配合水泵35使热通量计15水循环起来测试高温环境下的热通量，鼓风机8通过风管与火燃烧器18连通的目的一是清扫火燃烧器18，二是为火燃烧器18助燃；液化燃气罐9通过软管与火燃烧器18连通为火燃烧器18的点燃提供能源；操作间4内设置有控制台20以及均安装在控制台20上的控制主机31、显示器36和键盘输入模块37，显示器36可实时的查看试验间3内的数据，键盘输入模块37可为多种试验要求输入试验参数阈值，便于高温试验的多次正常进行。

本实施例中，所述鼓风机间1、燃气处理间2、试验间3和操作间4均设置有隔爆窗7，隔爆窗7和观察窗19均为双层透明隔爆窗。

实际使用中，隔爆窗7和观察窗19均采用双层透明隔爆窗的目的是为高温试验提供安全屏障，避免试验的误操作对操作人员带来的安全隐患。

本实施例中，所述进水管23、出水管24、所述风管和所述软管外均包裹有玻璃纤维。

需要说明的是，玻璃纤维绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，可保证试验间3内进行高温试验时进水管23、出水管24、所述风管和所述软管外均承受的住高温火烧。

本实施例中，所述试验间3的顶部安装有除尘器26。

实际使用中，火燃烧器18工作时会造成火燃烧不充分，伴随有烟尘，在试验间3的顶部安装除尘器26便于将烟尘排出试验间3，保证试验间3内清晰，便于操作间4内观察试验过程。

本实施例中，所述耐火砖5为耐火高铝砖，耐热层6为玻璃纤维耐热层。

本实用新型使用时，将热通量计15和试件16均固定安装在滑板14上，使热通量计15的位置位于试验间3中心位置处；推动移动小车17靠近热通量计15，通过升降旋转支架25调节火燃烧器18的高度和角度，使火燃烧器18的喷火嘴朝向热通量计15，火燃烧器18的喷火嘴与热通量计15之间的距离为5cm～20cm；火燃烧器18的数量为2～4个，2～4个火燃烧器18的喷火嘴之间的区域为火场；

利用键盘输入模块37向控制主机31预先输入火场所要达到的温度标值和热通量标值；

在试验间3的顶部安装除尘器26，并启动除尘器26工作；控制主机31控制空气阀32打开，启动鼓风机8工作，对风管和火燃烧器18内残余的废气吹扫，除尘器26将废气及粉尘排出试验间3，然后控制主机31控制比例阀33打开，点击点火开关使火燃烧器18喷出火焰，火燃烧器18工作；控制主机31控制水泵变频器34启动水泵35工作，水经过热通量计15，使热通量计15工作；

控制主机31控制比例阀33开度调节液化燃气罐9中燃气的输出，进而调节火场实际温度值，通过热电偶27实时采集火场实际温度值；

根据公式获取火场实际热通量值Q，单位为W/m²，其中，dT为水经过热通量计(15)的温差即dT＝T₂-T₁，单位为℃，T₂为第二温度计(30)采集的温度值，单位为℃，T₁为第一温度计(29)采集的温度值，单位为℃，F为水流量计(28)采集的水流速，单位为kg/s，SH为冷却水的比热，单位为J/kg·℃，A为热通量计(15)的外表面积，单位为m²，C为吸热常量且C取0.5；

控制主机31控制水泵变频器34工作频率调节冷却水的水流速，进而调节火场实际热通量值；

当火场实际温度值与火场温度标值相等且火场实际热通量值与火场热通量标值相等时，关闭水泵35和水泵变频器34，拉动滑板14，使滑板14向试验间3出口端滑动，进而带动试件16移动，直至试件16位于试验间3中心位置处，根据火烧高温试验的时间要求，使试件16在高温下完成火烧高温试验；试验结束后，关闭比例阀33和空气阀32，预先设置环境废气浓度安全阈值和环境温度阈值，气体浓度传感器12检测试验间3内的废气浓度，直至试验间3内的废气浓度低于环境废气浓度安全阈值时，关闭除尘器26，待试件16冷却后，将试件16拆下，对试件16内的元器件进行检测。

本实施例中，所述气体浓度传感器12为一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和甲烷传感器。

本实用新型高温火烧试验平台使耐明火高温的试件在实验室完成得以实现，在操作上更安全，更快捷，试验规定的数据能够更准确，对火焰的温度和热通量值的大小更能精确的控制，减少了因火焰温度过高对试件损坏的次数，减少了因试验不合格的重复做的次数，同时试验的成本得以降低，操作人员提高了工作效率，有效地保证了按时顺利的完成试验任务。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种火烧高温试验平台，其特征在于：包括由耐火砖(5)砌成的鼓风机间(1)、燃气处理间(2)、试验间(3)和操作间(4)，鼓风机间(1)内设置有鼓风机(8)，燃气处理间(2)内设置有液化燃气罐(9)，试验间(3)和操作间(4)相邻，试验间(3)和操作间(4)公用的墙壁上设置有观察窗(19)，试验间(3)的墙壁内侧铺设有耐热层(6)，试验间(3)内设置有用于检测环境温度的温度传感器(11)和用于检测环境废气浓度的气体浓度传感器(12)，以及用于装载热通量计(15)和试件(16)的装载机构，所述装载机构的两侧分别设置有用于调节火燃烧器(18)位置的移动小车(17)，火燃烧器(18)通过升降旋转支架(25)安装在移动小车(17)上，所述装载机构包括装载小车(13)和与装载小车(13)顶板滑动配合的滑板(14)，热通量计(15)和试件(16)均安装在滑板(14)上，且试件(16)安装在滑板(14)远离试验间(3)出口的一端，热通量计(15)与试件(16)的外形和外表面积均相同，火燃烧器(18)的喷火嘴外侧安装有热电偶(27)，热通量计(15)上设置有进水接口(21)和出水接口(22)，进水接口(21)通过进水管(23)与水泵(35)的出水端连通，出水接口(22)通过出水管(24)与集水池连通，水泵(35)的出水端安装有水流量计(28)和第一温度计(29)，出水管(24)上安装有第二温度计(30)，鼓风机(8)通过风管与火燃烧器(18)连通，液化燃气罐(9)通过软管与火燃烧器(18)连通，鼓风机(8)与所述风管连接位置处设置有空气阀(32)，液化燃气罐(9)与所述软管连接位置处设置有比例阀(33)，操作间(4)内设置有控制台(20)以及均安装在控制台(20)上的控制主机(31)、显示器(36)和键盘输入模块(37)；

温度传感器(11)的输出端、气体浓度传感器(12)的输出端、热电偶(27)的输出端、水流量计(28)的输出端、第一温度计(29)的输出端、第二温度计(30)的输出端和键盘输入模块(37)的输出端均与控制主机(31)的输入端连接。

2.按照权利要求1所述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述鼓风机间(1)、燃气处理间(2)、试验间(3)和操作间(4)均设置有隔爆窗(7)，隔爆窗(7)和观察窗(19)均为双层透明隔爆窗。

3.按照权利要求1所述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述燃气处理间(2)的墙壁上安装有换气扇(10)，换气扇(10)、空气阀(32)和比例阀(33)均由控制主机(31)控制，控制主机(31)通过水泵变频器(34)控制水泵(35)。

4.按照权利要求1所述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述进水管(23)、出水管(24)、所述风管和所述软管外均包裹有玻璃纤维。

5.按照权利要求1所述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述试验间(3)的顶部安装有除尘器(26)。

6.按照权利要求1所述的一种火烧高温试验平台，其特征在于：所述耐火砖(5)为耐火高铝砖，耐热层(6)为玻璃纤维耐热层。