織物熱防護性能測評裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于職業(yè)安全與健康技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種織物熱防護性能測評裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有研究機構(gòu)調(diào)查了 2005-2009年消防員的燒傷治療記錄，結(jié)果發(fā)現(xiàn):高溫蒸汽、高溫液態(tài)水是導(dǎo)致消防員燒傷的主要因素(65%)，由火焰產(chǎn)生的燒傷僅占比為20%。消防服作為火場環(huán)境下使用的防護性服裝，能夠減小或防止皮膚的燒傷，提高消防作戰(zhàn)的效率。但過去大多數(shù)消防服的熱防護測試集中在火焰、輻射暴露，如NFPA 1971閃火條件下的TPP測試，NFPA 1977強輻射條件下的RPP測試以及ASTM F2731低輻射條件下的SET測試等，而高溫蒸汽條件下的熱防護性能評價主要是針對在石油化工、軍事等領(lǐng)域高壓蒸汽泄漏的情況，對于火場高溫輻射、低壓蒸汽條件下的熱防護性能研究尚未報道。通常情況下，織物熱防護測試裝置由熱源裝置、熱源預(yù)熱屏蔽裝置、試樣夾持裝置、熱流計和繪圖記錄儀等組成。根據(jù)熱流計測量的數(shù)據(jù)，基于Stoll準則或Henriques燒傷積分模型預(yù)測人體皮膚二級燒傷所需要的時間，從而評價織物在一定熱源下的熱防護性能。
[0003]由于消防水槍產(chǎn)生的水霧或者雨水天氣等因素，消防員經(jīng)常處于高溫、高濕環(huán)境中。環(huán)境中的高溫蒸汽能夠被防護服裝吸收，對服裝的熱防護性能有重要影響，同時高溫蒸汽能夠穿透多層服裝系統(tǒng)，直接引起皮膚的蒸汽燙傷。但是，目前的織物熱防護性能測評裝置中無法評價外界高溫蒸汽對織物系統(tǒng)熱防護性能測評的影響，僅僅利用織物預(yù)濕的方法模擬熱暴露前織物系統(tǒng)中水分的分布狀態(tài)并不能用于調(diào)查高溫蒸汽的溫度、壓力、暴露時間等因素對消防服熱防護性能的影響。因此，為了更加真實地反映消防服在火場環(huán)境中使用時的熱防護性能，需要建立新型的熱防護性能測試儀來模擬火場高溫蒸汽情況下的熱防護性能評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種織物熱防護性能測評裝置，能夠?qū)Ω邷剌椛?、高溫蒸汽條件下的織物熱防護性能進行準確的測評。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種織物熱防護性能測評裝置，包括蒸汽發(fā)生器、蒸汽輸送管、熱暴露模擬箱、樣品輸送裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述蒸汽輸送管前端與蒸汽發(fā)生器相連、后端連有蒸汽噴嘴、中間安裝有蒸汽開關(guān)和流量調(diào)節(jié)裝置，所述蒸汽噴嘴固定在熱暴露模擬箱內(nèi)、出汽端置于熱暴露模擬箱內(nèi)部，所述熱暴露模擬箱上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)裝置，熱暴露模擬箱內(nèi)部安裝有加熱器、溫度傳感器和濕度傳感器，所述溫度傳感器的探頭設(shè)置于蒸汽噴嘴的出汽口處，所述熱暴露模擬箱后側(cè)設(shè)有矩形開口，所述樣品輸送裝置為開有長方形通孔的長方體結(jié)構(gòu)、對應(yīng)熱暴露模擬箱的矩形開口與熱暴露模擬箱連接，所述樣品輸送裝置的中空內(nèi)部緊靠熱暴露模擬箱向后依次設(shè)有可上下移動的絕熱板、可前后移動的織物夾持裝置、可拆卸的靜態(tài)空氣層裝置和可拆卸的傳感器基座，所述織物夾持裝置為內(nèi)部開口的框型結(jié)構(gòu)，織物夾持裝置內(nèi)部從前往后依次裝有外層織物、防水透氣層織物和隔熱層織物，所述傳感器基座內(nèi)設(shè)有模擬皮膚傳感器，所述模擬皮膚傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。
[0006]所述蒸汽發(fā)生器上設(shè)有溫控裝置、安全閥和壓力控制器，所述安全閥和壓力控制器位于蒸汽發(fā)生器頂部。
[0007]所述蒸汽輸送管包括蒸汽主管和兩條蒸汽支管，所述蒸汽主管與兩條蒸汽支管之間通過三通調(diào)節(jié)閥連通，蒸汽主管上設(shè)有蒸汽閥，兩條蒸汽支管上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥。
[0008]所述兩條蒸汽支管的后端均設(shè)有蒸汽噴嘴，所述兩個蒸汽噴嘴按照上、下對應(yīng)的位置關(guān)系固定在熱暴露模擬箱前側(cè)，并分別向下、向上對應(yīng)傾斜，所述兩個蒸汽噴嘴通過兩塊固定件加固，上固定件設(shè)置于上蒸汽噴嘴的下方，下固定件設(shè)置于下蒸汽噴嘴的上方，所述加熱器設(shè)置于兩塊固定件之間，所述溫度傳感器對應(yīng)設(shè)置為兩個。
[0009]所述壓力調(diào)節(jié)裝置為氣動調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于熱暴露模擬箱頂部。
[0010]所述加熱器為遠紅外線陶瓷輻射板。
[0011]所述熱暴露模擬箱底部設(shè)有排水管，所述排水管上安裝有開關(guān)。
[0012]所述靜態(tài)空氣層裝置為內(nèi)部開口的框型結(jié)構(gòu)，靜態(tài)空氣層裝置內(nèi)開口的大小與織物夾持裝置的內(nèi)開口及熱暴露模擬箱后側(cè)開口相等且對應(yīng)設(shè)置。
[0013]所述織物夾持裝置上下兩側(cè)、與樣品輸送裝置之間各裝有兩個滑輪。
[0014]所述絕熱板和靜態(tài)空氣層裝置采用聚四氟乙烯制成。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明的蒸汽發(fā)生器上設(shè)有控制蒸汽溫度的溫控裝置和調(diào)節(jié)艙內(nèi)蒸汽噴射壓力的壓力控制器，蒸汽輸送管中設(shè)置流量調(diào)節(jié)裝置(包括蒸汽主管的蒸汽閥和蒸汽支管的流量調(diào)節(jié)閥)調(diào)節(jié)蒸汽的流量以及后端的不同方位的蒸汽噴嘴的設(shè)計，能夠靈活控制蒸汽的噴射溫度、壓力、流量，從而更加真實、有效地模擬火場條件下高溫蒸汽的分布狀態(tài)；熱暴露模擬箱內(nèi)部的溫度、濕度和壓力大小可以得到準確的控制，以及絕熱板的設(shè)計能夠?qū)岜┞兜钠鹗紩r間進行控制，從而提高了實驗的準確性和可重復(fù)性；織物夾持裝置在蒸汽沖擊力以及環(huán)境分壓的作用下發(fā)生前后移動，導(dǎo)致空氣層的厚度不斷發(fā)生變化，從而更加準確地評價在高溫輻射、高溫蒸汽暴露條件下織物熱防護性能的真實情況，彌補了現(xiàn)有織物熱防護性能測評裝置的局限性，對于研發(fā)熱防護新型材料、科學(xué)篩選合適的熱防護裝備，提高消防作業(yè)的安全性具有非常重要的意義。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中:1為蒸汽發(fā)生器，2為溫控裝置，3為安全閥，4為壓力控制器，5為蒸汽支管，6為蒸汽閥，7為蒸汽主管，8為三通調(diào)節(jié)閥，9為流量調(diào)節(jié)閥，10為蒸汽噴嘴，11為熱暴露模擬箱，12為溫度傳感器，13為加熱器，14為固定件，15為壓力調(diào)節(jié)裝置，16為排水管，17為開關(guān)，18為濕度傳感器，19為絕熱板，20為織物夾持裝置，21為外層織物，22為防水透氣層織物，23為隔熱層織物，24為靜態(tài)空氣層裝置，25為傳感器基座，26為模擬皮膚傳感器，27為樣品輸送裝置，28為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0020]如圖1所示的一種織物熱防護性能測評裝置，包括蒸汽發(fā)生器1、蒸汽輸送管、熱暴露模擬箱11、樣品輸送裝置27和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)28。蒸汽發(fā)生器1上裝有溫控裝置2，控制蒸汽的溫度在100-175°C，頂部設(shè)有壓力控制器4，控制出口蒸汽的壓力為0.1-0.7Mpa，蒸汽發(fā)生器1的頂部還設(shè)有安全閥3，增加操作的安全性。
[0021]蒸汽輸送管前端與蒸汽發(fā)生器1的蒸汽出口相連，后端連有蒸汽噴嘴10，蒸汽輸送管中設(shè)有蒸汽開關(guān)和流量調(diào)節(jié)裝置。蒸汽噴嘴10固定在熱暴露模擬箱11內(nèi)，蒸汽噴嘴10的出汽端置于熱暴露模擬箱11內(nèi)部。
[0022]熱暴露模擬箱11上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)裝置15，該壓力調(diào)節(jié)裝置15通常采用氣動調(diào)節(jié)閥，優(yōu)先設(shè)置于熱暴露模擬箱11的頂部，能夠準確控制熱暴露模擬箱11內(nèi)部的壓強大小。熱暴露模擬箱11內(nèi)部設(shè)有加熱器13，溫度傳感器12和濕度傳感器18。加熱器13為遠紅外線陶瓷輻射板，能夠產(chǎn)生的熱通量在2.l_21kW/m2之間，實驗過程只需要調(diào)整加熱器13的加熱功率就能夠模擬不同的輻射能量。溫度傳感器12呈T型，由熱電偶制成的傳感器探頭設(shè)置于蒸汽噴嘴10的出汽口處，監(jiān)控蒸汽噴射的溫度，同時測量暴露前熱暴露模擬箱11內(nèi)的溫度，辨識測試的開始。溫度傳感器12和濕度傳感器18與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)28相連，有效監(jiān)測熱暴露模擬箱11內(nèi)的溫濕度，從而進行有效控制，減小實驗操作的誤差，提高實驗的可重復(fù)性。熱暴露模擬箱11的底部設(shè)有排水管16，排水管16上裝有開關(guān)17，熱暴露結(jié)束之后，打開開關(guān)17，能夠排放熱暴露_吳擬箱11底部所聚集的液態(tài)水。
[0023]熱暴露模擬箱11后側(cè)設(shè)有矩形開口，樣品輸送裝置