一種變低氣壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種變低氣壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱，其為在火災(zāi)實(shí)驗(yàn)時(shí)控制試驗(yàn)箱內(nèi)低氣壓和氧濃度值的環(huán)境模擬裝置，屬于燃燒學(xué)及火災(zāi)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，包括試驗(yàn)箱體（1），試驗(yàn)箱體（1）為矩型結(jié)構(gòu)，箱體（1）左側(cè)設(shè)置的出入口（2），出入口（2）采用螺旋壓緊式高強(qiáng)度門(mén)（27）進(jìn)行封閉，箱體（1）內(nèi)上方安裝有2盞加裝防爆罩的耐低壓照明燈（3）和攝像機(jī)（11），箱體（1）正面設(shè)置觀察窗（7），箱體（1）內(nèi)正上方設(shè)有噴頭（8）和噴口基座，鋪設(shè)有滅火管路（9），地面預(yù)留了導(dǎo)流槽（20）、液體收集孔（21）及回收管路（14）可以模擬不同海拔的低氣壓和不同氧氣濃度耦合環(huán)境，用于開(kāi)展低壓和低氧/富氧特殊環(huán)境下的燃燒機(jī)理、火災(zāi)探測(cè)和滅火實(shí)驗(yàn)研究。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種變低氣壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于燃燒學(xué)及火災(zāi)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種變低氣壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱，其為在火災(zāi)實(shí)驗(yàn)時(shí)控制試驗(yàn)箱內(nèi)低氣壓和氧濃度值的一種環(huán)境模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓低氧特殊環(huán)境下的火災(zāi)防治是近年來(lái)燃燒學(xué)和火災(zāi)科學(xué)領(lǐng)域研宄的熱點(diǎn)，在高海拔地區(qū)和高空飛行器艙內(nèi)環(huán)境等低壓低氧環(huán)境下，火災(zāi)的探測(cè)與撲救比常壓環(huán)境更困難，其火災(zāi)安全由于涉及重大政治經(jīng)濟(jì)問(wèn)題而受到高度重視。為了揭示低壓低氧環(huán)境對(duì)火災(zāi)的燃燒行為、探測(cè)特征參量和滅火效果的影響規(guī)律，需要從燃燒學(xué)、火災(zāi)動(dòng)力學(xué)的角度在可連續(xù)變壓變氧濃度的試驗(yàn)箱內(nèi)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。一般的低壓試驗(yàn)裝置由于其設(shè)計(jì)尺寸、低壓范圍和氣體調(diào)節(jié)的局限，難以開(kāi)展火災(zāi)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。因此，為開(kāi)展特殊環(huán)境下的燃燒機(jī)理、火災(zāi)探測(cè)和滅火實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種較大尺寸的變壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱是很好的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的可變壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱，可以模擬不同海拔的低氣壓和不同氧氣濃度耦合環(huán)境，用于開(kāi)展低壓和低氧/富氧特殊環(huán)境下的燃燒機(jī)理、火災(zāi)探測(cè)和滅火實(shí)驗(yàn)研究。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種變低氣壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱包括試驗(yàn)箱體1，試驗(yàn)箱體I為矩型結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)空間長(zhǎng)3.0m,寬2.0m，高2.0m，箱體承壓范圍為26.4-101.3kPa，即可以模擬的海拔高度范圍為0-10，OOOm;箱體I左側(cè)設(shè)置的出入口 2寬度為0.9m，高度為L(zhǎng) 9m，出入口 2采用螺旋壓緊式高強(qiáng)度門(mén)27進(jìn)行封閉；箱體I內(nèi)上方安裝有2盞加裝防爆罩的耐低壓照明燈3和攝像機(jī)11，攝像機(jī)11搭配了水平350°、上下60°的旋轉(zhuǎn)底座，可由主控制臺(tái)控制并記錄實(shí)驗(yàn)視頻；箱體I正面留有3個(gè)法蘭孔5和穿線孔22，法蘭孔5主要用于向試驗(yàn)箱內(nèi)連接管路或穿線，僅在不能無(wú)線控制箱內(nèi)測(cè)試設(shè)備必須使用有線或需額外鋪設(shè)管路時(shí)使用，不用時(shí)可用圓臺(tái)狀橡膠塞密封；穿線孔22用于測(cè)量控制單元的數(shù)據(jù)線和電纜與主控制臺(tái)連接，線纜與箱體之間可灌注氯丁橡膠密封；箱體I正面設(shè)置觀察窗7，觀察窗7為鋼化硅玻璃的真空雙層視鏡結(jié)構(gòu)，透光尺寸為0.3m寬，0.45m高；箱體I內(nèi)正上方設(shè)有噴頭8和噴口基座，鋪設(shè)有滅火管路9，地面預(yù)留了導(dǎo)流槽20、液體收集孔21及回收管路14，用于開(kāi)展水噴淋、細(xì)水霧等滅火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；箱體I內(nèi)上方設(shè)有壓力傳感器10，右側(cè)壁面連接有抽氣管路16和進(jìn)氣管路13，通過(guò)真空泵機(jī)組和進(jìn)氣流量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)箱內(nèi)氣壓值；箱體I內(nèi)壁面設(shè)有氣體采樣孔6、氧氣進(jìn)口 17、氮?dú)膺M(jìn)口 18及輸運(yùn)管路19，經(jīng)采樣孔6抽出的樣氣氧濃度數(shù)據(jù)提交至控制臺(tái)，控制臺(tái)通過(guò)氧氮配比執(zhí)行機(jī)構(gòu)向進(jìn)氣口 17、18注入調(diào)節(jié)氣體實(shí)現(xiàn)氧濃度的閉路控制；輸運(yùn)管路19沿試驗(yàn)箱內(nèi)側(cè)壁走向總長(zhǎng)約8.0m，其上每隔IOcm開(kāi)一個(gè)1.8mm小噴孔，氣流噴孔23使注入氣體在箱內(nèi)分布較均勻。
[0006]本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面:[0007](I)在尺寸及承壓設(shè)計(jì)方面，12m3的箱內(nèi)空間足以容納小型實(shí)驗(yàn)臺(tái)及測(cè)量設(shè)備，可以滿(mǎn)足常規(guī)火災(zāi)實(shí)驗(yàn)的空間要求，箱體可承受0-10，OOOm海拔高度的低壓范圍滿(mǎn)足了高高原地區(qū)和民用高空飛行器艙內(nèi)環(huán)境的壓力要求。
[0008](2)在試驗(yàn)箱進(jìn)出口的設(shè)計(jì)方面，0.9m寬、1.9m高的尺寸便于人員和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的進(jìn)出，設(shè)計(jì)的螺旋壓緊式高強(qiáng)度門(mén)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、密閉性好、靜音無(wú)振動(dòng)的特點(diǎn)，關(guān)閉時(shí)不會(huì)對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)定好的儀器位置和光路產(chǎn)生影響。
[0009]( 3 )在氧濃度調(diào)節(jié)方面，設(shè)計(jì)了完整的氣體采樣、氧氮?dú)怏w配比調(diào)節(jié)和氣體輸運(yùn)管路系統(tǒng)，其中氣體輸運(yùn)管路模擬了飛機(jī)滅火管路的針孔式設(shè)計(jì)，使的注入試驗(yàn)箱內(nèi)的氣體分布較均勻。
[0010](4)在滅火系統(tǒng)方面，試驗(yàn)箱設(shè)有完整的管路系統(tǒng)，可以方便的開(kāi)展水噴淋、細(xì)水霧等滅火實(shí)驗(yàn)研究，并可通過(guò)預(yù)留的3個(gè)法蘭孔布置管道設(shè)計(jì)不同類(lèi)型滅火實(shí)驗(yàn)；
[0011](5)在實(shí)驗(yàn)效果和監(jiān)控系統(tǒng)方面，試驗(yàn)箱可以通過(guò)調(diào)節(jié)箱內(nèi)壓力與氧濃度值模擬壓力和氧濃度耦合環(huán)境，并能通過(guò)觀察窗和試驗(yàn)箱內(nèi)攝像機(jī)視頻清晰的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述變壓變氧濃度火災(zāi)試驗(yàn)箱的正面主視圖；
[0013]圖2為圖1中輸運(yùn)管路19的局部放大圖；
[0014]圖3為本發(fā)明所述變壓變氧濃度火災(zāi)試驗(yàn)箱的左視圖；
[0015]圖4為本發(fā)明所述變壓變氧濃度火災(zāi)試驗(yàn)箱的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中標(biāo)號(hào):1_試驗(yàn)箱體；2-出入口 ；3_照明燈；4_插座；5-法蘭孔；6-氣體米樣孔；7_觀察窗；8-噴頭；9_滅火管路；10_壓力傳感器；11-攝像機(jī)；12-溫濕度傳感器；13-進(jìn)氣管路；14-液體回收管路；15_閥門(mén)；16-抽真空管路；17-氧氣進(jìn)口 ； 18-氮?dú)膺M(jìn)口 ； 19-氣體輸運(yùn)管路；20_導(dǎo)流槽；21-液體收集孔；22-總線穿孔；23_氣流噴孔；24_螺栓；25_緊固件；26_固定軸承；27_螺旋壓緊式高強(qiáng)度密閉門(mén)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例:
[0019]參見(jiàn)圖1，一種變低氣壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱包括試驗(yàn)箱體I，試驗(yàn)箱體I為矩型結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)空間長(zhǎng)3.0m,寬2.0m,高2.0m ;試驗(yàn)箱體內(nèi)側(cè)采用網(wǎng)狀加強(qiáng)筋增加殼體承壓能力，承壓范圍為26.4-101.3kPa，即可以模擬的海拔高度范圍為0_10，OOOm ;箱體內(nèi)設(shè)有壓力傳感器10，右側(cè)壁面通過(guò)銅質(zhì)抽氣管路16連接到真空泵機(jī)組，通過(guò)進(jìn)氣管路13連接到送風(fēng)系統(tǒng)，在控制臺(tái)可選擇自動(dòng)設(shè)定或手動(dòng)調(diào)節(jié)箱內(nèi)壓力值。
[0020]箱體I正面設(shè)置觀察窗7，觀察窗7為鋼化硅玻璃的真空雙層視鏡結(jié)構(gòu)，透光尺寸為0.3m寬，0.45m高；箱體I內(nèi)上方安裝有2盞加裝防爆罩的耐低壓照明燈3和攝像機(jī)11，攝像機(jī)11搭配了可水平350°、上下60°旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)云臺(tái)；因此，可直觀的通過(guò)觀察窗或通過(guò)控制箱內(nèi)攝像機(jī)清晰的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象。
[0021]箱體I內(nèi)正上方設(shè)有噴頭8和噴口基座，鋪設(shè)有滅火管路9，地面預(yù)留了導(dǎo)流槽20、液體收集孔21及回收管路14，可用于開(kāi)展水噴淋、細(xì)水霧等滅火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；箱體I正面預(yù)留有3個(gè)法蘭孔5，法蘭孔5主要用于向試驗(yàn)箱內(nèi)連接其它管路或穿線，在箱內(nèi)設(shè)備必須使用有線控制或需額外鋪設(shè)管路時(shí)使用，不用時(shí)可用圓臺(tái)狀橡膠塞密封。
[0022]箱體I內(nèi)壁面設(shè)有氣體采樣孔6、氧氣進(jìn)口 17、氮?dú)膺M(jìn)口 18及氣體輸運(yùn)管路19，經(jīng)采樣孔6抽出的氣體經(jīng)過(guò)分析儀后將氧濃度數(shù)據(jù)提交到控制臺(tái)，控制臺(tái)控制氧氮配比系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)氣口 17、18向箱內(nèi)注入氧氣或氮?dú)膺M(jìn)行濃度調(diào)節(jié)；氣體輸運(yùn)管路19沿試驗(yàn)箱內(nèi)側(cè)壁走向總長(zhǎng)約8.0m，其上每隔IOcm均勻分布有1.8mm小噴孔，參見(jiàn)圖2，氣流噴孔23使注入到試驗(yàn)箱內(nèi)的調(diào)節(jié)氣分布較均勻。
[0023]箱體I左側(cè)設(shè)置的出入口 2寬度為0.9m,高度為1.9m,出入口 2采用螺旋壓緊式高強(qiáng)度艙門(mén)27進(jìn)行封閉，參見(jiàn)圖3，關(guān)閉時(shí)先將螺栓24推入緊固件25的卡槽，然后順時(shí)針旋緊螺栓即可，當(dāng)箱內(nèi)氣壓降低時(shí)，艙門(mén)會(huì)自然的壓緊密封圈從而保持較好的密閉性；螺旋壓緊式高強(qiáng)度門(mén)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，不會(huì)對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)定好的光路和儀器位置產(chǎn)生震動(dòng)
等影響。
[0024]參見(jiàn)圖4，一種變低氣壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，控制臺(tái)通過(guò)總線穿孔22與箱體連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳遞，接收箱內(nèi)壓力、溫濕度等傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí)可以進(jìn)行照明、攝像的控制；控制臺(tái)通過(guò)低壓控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氧氮配比執(zhí)行機(jī)構(gòu)和滅火系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)箱體的6、9、13、14、16、17、18管路接口對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)氣壓、氧濃度及滅火實(shí)驗(yàn)的干預(yù)和控制。
[0025]本發(fā)明未詳細(xì)公開(kāi)的部分屬于本領(lǐng)域的公知技術(shù)。
[0026]盡管上面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明性的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，以便于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對(duì)本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見(jiàn)的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
【權(quán)利要求】
1.一種變低氣壓變氧濃度的火災(zāi)試驗(yàn)箱，其特征在于，包括試驗(yàn)箱體(1)，試驗(yàn)箱體(I)為矩型結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)空間長(zhǎng)3.0m，寬2.0m，高2.0m，箱體承壓范圍為26.4-101.3kPa，即可以模擬的海拔高度范圍為0-10，OOOm ;箱體(I)左側(cè)設(shè)置的出入口(2)寬度為0.9m，高度為1.9m，出入口(2)采用螺旋壓緊式高強(qiáng)度門(mén)(27)進(jìn)行封閉；箱體(I)內(nèi)上方安裝有2盞加裝防爆罩的耐低壓照明燈(3)和攝像機(jī)(11)，攝像機(jī)(11)搭配了水平350°、上下60°的旋轉(zhuǎn)底座，可由主控制臺(tái)控制并記錄實(shí)驗(yàn)視頻；箱體(I)正面留有3個(gè)法蘭孔(5)和穿線孔(22 )，法蘭孔(5 )主要用于向試驗(yàn)箱內(nèi)連接管路或穿線，僅在不能無(wú)線控制箱內(nèi)測(cè)試設(shè)備必須使用有線或需額外鋪設(shè)管路時(shí)使用，不用時(shí)可用圓臺(tái)狀橡膠塞密封；穿線孔(22)用于測(cè)量控制單元的數(shù)據(jù)線和電纜與主控制臺(tái)連接，線纜與箱體之間可灌注氯丁橡膠密封；箱體(O正面設(shè)置觀察窗(7)，觀察窗(7)為鋼化硅玻璃的真空雙層視鏡結(jié)構(gòu)，透光尺寸為0.3m寬，0.45m高；箱體(I)內(nèi)正上方設(shè)有噴頭(8 )和噴口基座，鋪設(shè)有滅火管路(9 )，地面預(yù)留了導(dǎo)流槽(20)、液體收集孔(21)及回收管路(14)，用于開(kāi)展水噴淋、細(xì)水霧等滅火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；箱體(I)內(nèi)上方設(shè)有壓力傳感器(10)，右側(cè)壁面連接有抽氣管路(16)和進(jìn)氣管路(13)，通過(guò)真空泵機(jī)組和進(jìn)氣流量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)箱內(nèi)氣壓值；箱體(I)內(nèi)壁面設(shè)有氣體采樣孔(6)、氧氣進(jìn)口( 17)、氮?dú)膺M(jìn)口( 18)及輸運(yùn)管路(19)，經(jīng)采樣孔(6)抽出的樣氣氧濃度數(shù)據(jù)提交至控制臺(tái)，控制臺(tái)通過(guò)氧氮配比執(zhí)行機(jī)構(gòu)向氧氣進(jìn)口(17)、氮?dú)膺M(jìn)口(18)注入調(diào)節(jié)氣體實(shí)現(xiàn)氧濃度的閉路控制；輸運(yùn)管路(19)沿試驗(yàn)箱內(nèi)側(cè)壁走向總長(zhǎng)約8.0m，其上每隔IOcm開(kāi)一個(gè)1.8mm小噴孔，氣流噴孔(23)使注入氣體在箱內(nèi)分布較均勻。
【文檔編號(hào)】G09B25/00GK103714739SQ201310752345
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】周德闖, 汪箭, 丁超, 王浩波, 鄧志華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)