本發(fā)明涉及屬于結(jié)構(gòu)工程及火災(zāi)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高溫方形受壓構(gòu)件承載試驗(yàn)噴水冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，防火問題也日顯突現(xiàn)。我國火災(zāi)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，特別是一些危險(xiǎn)化學(xué)品的強(qiáng)火火災(zāi)的頻繁發(fā)生，給建筑業(yè)的發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，多次發(fā)生火災(zāi)中建筑結(jié)構(gòu)快速垮塌事故。因此，為滿足滅火過程中高溫結(jié)構(gòu)的承載形能，需要對(duì)高溫下采用噴水冷卻過程的高溫結(jié)構(gòu)的承載性能進(jìn)行相應(yīng)的研究，以便為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供必要的參考。對(duì)于方形受壓構(gòu)件，根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，噴水冷卻過程必須在構(gòu)件加熱到設(shè)定溫度后立即四面同時(shí)冷卻，且四個(gè)冷卻面的冷卻水應(yīng)保持均勻分布和一致性，達(dá)到四面的冷卻效果一致。而現(xiàn)有的噴水冷卻系統(tǒng)由于活動(dòng)安裝很難達(dá)到這一要求，有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)安裝的冷卻水噴嘴很難保證噴嘴出口于在同一高度，且有時(shí)由于水流反作用力的作用經(jīng)常導(dǎo)致水噴嘴的大幅度偏移或掉落，既影響試驗(yàn)進(jìn)度，也影響到試驗(yàn)效果及采集數(shù)據(jù)的真實(shí)性，還會(huì)浪費(fèi)大量是冷卻水，因此，需要對(duì)噴水冷卻系統(tǒng)及安裝方式進(jìn)行改造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種高溫方形受壓構(gòu)件試驗(yàn)噴淋水冷卻系統(tǒng)，達(dá)到高溫方形受壓構(gòu)件四個(gè)冷卻平面上冷卻水流分布的均勻性和冷卻效果的一致性，以及噴水冷卻過程系統(tǒng)的平穩(wěn)性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

高溫方形受壓構(gòu)件承載試驗(yàn)噴水冷卻系統(tǒng)，包括設(shè)置在方形受壓構(gòu)件周圍的金屬支架，所述金屬支架上設(shè)置有二次配水環(huán)管，所述二次配水環(huán)管整體呈與方形受壓構(gòu)件四周輪廓吻合的矩形框狀結(jié)構(gòu)且框面水平布置，所述二次配水環(huán)管的四個(gè)邊管分別與方形受壓構(gòu)件四個(gè)周面平行，位于二次配水環(huán)管的四個(gè)邊管中間位置設(shè)分別設(shè)置有冷卻水噴嘴，所述冷卻水噴嘴的噴水方向指向二次配水環(huán)管的框面中心且斜向向上。

本發(fā)明還存在以下特征：

所述冷卻水噴嘴的噴水方向與二次配水環(huán)管的框面之間的夾角為20°。

所述二次配水環(huán)管上還設(shè)置有均壓水分配器，所述均壓水分配器整體呈矩形框狀結(jié)構(gòu)，所述均壓水分配器的框面與二次配水環(huán)管的框面平行且位于二次配水環(huán)管的上方布置，均壓水分配器的中心與二次配水環(huán)管的中心同心。

所述均壓水分配器的四個(gè)邊管的中心與二次配水環(huán)管的四個(gè)邊管的中心位置通過配水鋼管連通，所述配水鋼管呈圓弧形彎管結(jié)構(gòu)，所述均壓水分配器通過管路與外部的供水裝置連通。

所述二次配水環(huán)管材料為不銹鋼，所述二次配水環(huán)管的四個(gè)邊管直徑為32～40mm，壁厚為2～3mm，二次配水環(huán)管的四個(gè)邊管邊長(zhǎng)為600～800mm，所述二次配水環(huán)管的四個(gè)拐角采用90°的圓弧連接。

所述的均壓水分配器材料為不銹鋼，均壓水分配器的四個(gè)邊管直徑為75～100mm，壁厚為2～3mm，均壓水分配器的四個(gè)邊管邊長(zhǎng)為500～600mm，均壓水分配器的四個(gè)拐角采用90°的圓弧連接。

所述均壓水分配器中的一條邊管上設(shè)置有連接管，所述連接管長(zhǎng)度為20～30mm、直徑為50～75mm，連接管的上端部安裝有鎖緊接合器，所述的鎖緊接合器與金屬軟管連通。

所述配水鋼管材料為不銹鋼，配水鋼管直徑為32～40mm，壁厚為2～3mm，彎曲弧度為90°，圓弧的彎曲半徑為300～400mm。

所述的金屬支架由四根槽鋼構(gòu)成，每根槽鋼高度為2m，沿槽鋼的腹板高度方向的中心線處每間隔15～20cm處設(shè)置兩個(gè)10mm的通孔，兩個(gè)通孔的間距為35～42mm，最下部通孔距離金屬支架的底端高度為150mm，每根槽鋼的通孔上設(shè)有一個(gè)單邊長(zhǎng)度為100mm的“U”形螺紋緊固筘箍及兩個(gè)緊固螺母，螺紋緊固筘箍材料為圓鋼，直徑為6～8mm。

所述金屬軟管與鎖緊接合器連接，所述鎖緊接合器還與輸水鋼管連接，輸水鋼管的另一端與水泵的出水口連通，水泵的進(jìn)水口通過管路與儲(chǔ)水箱連通，所述儲(chǔ)水箱上設(shè)置有補(bǔ)給水管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的技術(shù)效果為：

(1)本發(fā)明高溫方形受壓構(gòu)件承載試驗(yàn)噴水冷卻系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性好，噴水在高溫方形受壓構(gòu)件的四個(gè)冷卻平面上能夠均勻分布，冷卻效果一致性好，達(dá)到高溫方形受壓構(gòu)件四個(gè)冷卻平面上冷卻水分布的均勻性和冷卻效果的一致性，滿足了高溫方形受壓構(gòu)件承載試驗(yàn)噴水冷卻過程的目的和相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

(2)本發(fā)明一種高溫方形受壓構(gòu)件承載試驗(yàn)噴淋水冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既保證了對(duì)高溫方形受壓構(gòu)件冷卻過程試驗(yàn)技術(shù)要求的目的，又達(dá)到了整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，經(jīng)濟(jì)適用，拆裝方便的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明的噴水冷卻裝置結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖3為本發(fā)明的噴水冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，10為金屬支架；20為二次配水環(huán)管；30為冷卻水噴嘴；40為均壓水分配器；50為配水鋼管；21為邊管；41為邊管；411為連接管；42為鎖緊接合器；43為金屬軟管；44為輸水鋼管，45為水泵，46為儲(chǔ)水箱；461為補(bǔ)給水管。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1至圖3，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說明：

高溫方形受壓構(gòu)件承載試驗(yàn)噴水冷卻系統(tǒng)，包括設(shè)置在方形受壓構(gòu)件A周圍的金屬支架10，所述金屬支架10上設(shè)置有二次配水環(huán)管20，所述二次配水環(huán)管20整體呈與方形受壓構(gòu)件A四周輪廓吻合的矩形框狀結(jié)構(gòu)且框面水平布置，所述二次配水環(huán)管20的四個(gè)邊管21分別與方形受壓構(gòu)件A四個(gè)周面平行，位于二次配水環(huán)管20的四個(gè)邊管21中間位置設(shè)分別設(shè)置有冷卻水噴嘴30，所述冷卻水噴嘴30的噴水方向指向二次配水環(huán)管20的框面中心且斜向向上。

結(jié)合圖1所示，載荷施加桿B向方形受壓構(gòu)件A施加載荷，本發(fā)明高溫方形受壓構(gòu)件A承載試驗(yàn)噴水冷卻系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性好，噴水在高溫方形受壓構(gòu)件A的四個(gè)冷卻平面上能夠均勻分布，冷卻效果一致性好，達(dá)到高溫方形受壓構(gòu)件A四個(gè)冷卻平面上冷卻水分布的均勻性和冷卻效果的一致性，滿足了高溫方形受壓構(gòu)件A承載試驗(yàn)噴水冷卻過程的目的和相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既保證了對(duì)高溫方形受壓構(gòu)件A冷卻過程試驗(yàn)技術(shù)要求的目的，又達(dá)到了整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，經(jīng)濟(jì)適用，拆裝方便的特點(diǎn)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述冷卻水噴嘴30的噴水方向與二次配水環(huán)管20的框面之間的夾角為20°；

在實(shí)施本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述冷卻水噴嘴30的噴射方向朝向二次配水環(huán)管20的框面上方，并且與二次配水環(huán)管的框面呈現(xiàn)20°夾角時(shí)，噴射在方形受壓構(gòu)件A的冷卻水最為均勻，而且冷卻水沿著方形受壓構(gòu)件A的表面向下流動(dòng)時(shí)，淋掛的均勻性好，方形受壓構(gòu)件A的表面形成的水膜厚度基本一致，冷卻水能夠更能均勻的覆蓋在受壓構(gòu)件A，并且對(duì)方形受壓構(gòu)件A的冷卻效果最好。

進(jìn)一步地，為實(shí)現(xiàn)向二次配水環(huán)管20均勻的供水，所述二次配水環(huán)管20上還設(shè)置有均壓水分配器40，所述均壓水分配器40整體呈矩形框狀結(jié)構(gòu)，所述均壓水分配器40的框面與二次配水環(huán)管20的框面平行且位于二次配水環(huán)管20的上方布置，均壓水分配器40的中心與二次配水環(huán)管20的中心同心。

具體實(shí)施中，所述均壓水分配器40的四個(gè)邊管41的中心與二次配水環(huán)管20的四個(gè)邊管21的中心位置通過配水鋼管50連通，所述配水鋼管50呈圓弧形彎管結(jié)構(gòu)，所述均壓水分配器40通過管路與外部的供水裝置連通。

具體實(shí)施中，所述二次配水環(huán)管20材料為不銹鋼，所述二次配水環(huán)管20的四個(gè)邊管21直徑為32～40mm，壁厚為2～3mm，二次配水環(huán)管20的四個(gè)邊管21邊長(zhǎng)為600～800mm，所述二次配水環(huán)管20的四個(gè)拐角采用90°的圓弧連接。

所述的均壓水分配器40材料為不銹鋼，均壓水分配器40的四個(gè)邊管41直徑為75～100mm，壁厚為2～3mm，均壓水分配器40的四個(gè)邊管41邊長(zhǎng)為500～600mm，均壓水分配器40的四個(gè)拐角采用90°的圓弧連接。

所述均壓水分配器40中的一條邊管41上設(shè)置有連接管411，所述連接管411長(zhǎng)度為20～30mm、直徑為50～75mm，連接管411的上端部安裝有鎖緊接合器42，所述的鎖緊接合器42與金屬軟管43連通。

所述配水鋼管50材料為不銹鋼，配水鋼管50直徑為32～40mm，壁厚為2～3mm，彎曲弧度為90°，圓弧的彎曲半徑為300～400mm。

冷卻水噴嘴30為四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)水噴淋噴嘴，材料為不銹鋼，噴射角度為120°，管徑為25～32mm，沿二次配水環(huán)管20的四個(gè)邊管21內(nèi)側(cè)中間部位設(shè)置一個(gè)，開口垂直朝內(nèi)側(cè)并向上傾斜20°角。

鎖緊接合器42為不銹鋼消防接合器，直徑50～75mm，壁厚2～3mm。

更進(jìn)一步地，所述的金屬支架10由四根槽鋼構(gòu)成，每根槽鋼高度為2m，沿槽鋼的腹板高度方向的中心線處每間隔15～20cm處設(shè)置兩個(gè)10mm的通孔，兩個(gè)通孔的間距為35～42mm，最下部通孔距離金屬支架10的底端高度為150mm，每根槽鋼的通孔上設(shè)有一個(gè)單邊長(zhǎng)度為100mm的“U”形螺紋緊固筘箍及兩個(gè)緊固螺母，螺紋緊固筘箍材料為圓鋼，直徑為6～8mm；

上述實(shí)施例中，采用沿金屬支架槽鋼腹板中心線上設(shè)置連續(xù)通孔并在上設(shè)有“U”形緊固螺紋筘箍及一個(gè)緊固螺母，可以根據(jù)不同的試驗(yàn)構(gòu)件高度實(shí)現(xiàn)對(duì)噴水冷卻裝置安裝高度的靈活調(diào)整。

所述金屬軟管43與鎖緊接合器42連接，所述鎖緊接合器42還與輸水鋼管44連接，輸水鋼管44的另一端與水泵45的出水口連通，水泵45的進(jìn)水口通過管路與儲(chǔ)水箱46連通，所述儲(chǔ)水箱46上設(shè)置有補(bǔ)給水管461。

本發(fā)明的工作原理如下描述：

儲(chǔ)水箱46中的水由水泵45加壓后經(jīng)輸水鋼管44、鎖緊接合器42、金屬軟管43供給均壓水分配器40，均壓水分配器40再將冷卻水同時(shí)分為四路經(jīng)圓弧形配水鋼管50供給下層布置的二次配水環(huán)管20，安裝在二次配水環(huán)管20上的冷卻水噴嘴30噴射出冷卻水，冷卻水同時(shí)噴射到高溫方形受壓構(gòu)件的四個(gè)垂直表面，對(duì)四個(gè)表面進(jìn)行均勻冷卻。儲(chǔ)水箱46中的水量不足時(shí)，開啟補(bǔ)給水管461上的閥門補(bǔ)充補(bǔ)給水，達(dá)到一定水位后關(guān)閉補(bǔ)給水。金屬軟管43與均壓水分配器40和水輸送鋼管44采用鎖緊接合器42連接，防止試驗(yàn)過程脫扣。該噴水冷卻系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)重量由四根金屬支架10承擔(dān)，安裝噴淋水冷卻裝置時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)受壓構(gòu)件的高度，選擇適當(dāng)?shù)膰娝鋮s裝置安裝高度，保持冷卻水噴嘴30出口高度低于試驗(yàn)受壓構(gòu)件頂部100～200mm處，用金屬支架10上的“U”形螺紋緊固筘箍卡住二次配水環(huán)管20的四個(gè)拐角，保持四根金屬支架10上的“U”形螺紋緊固筘箍在同一水平高度，擰緊兩個(gè)緊固螺母固定噴水冷卻裝置。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。