一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，包括樣品加熱裝置和壓力控制裝置；壓力控制裝置能夠調(diào)控不同的大氣壓環(huán)境，從而對材料在不同壓力環(huán)境下的燃燒產(chǎn)物進(jìn)行研究，該實(shí)驗(yàn)裝置填補(bǔ)了相關(guān)研究領(lǐng)域的技術(shù)空白，對于減少和控制高原、高空火災(zāi)事故的發(fā)生具有重要意義。通過緩沖箱減少樣品燃燒過程對環(huán)境壓力變化的影響，使得石英管內(nèi)部的壓力可以基本保持不變；通過排氣扇將石英管內(nèi)的燃燒產(chǎn)物充分排出，使得緩沖箱和石英管內(nèi)的氣體充分混合，氣體濃度保持一致，保證了測試的準(zhǔn)確性。第二密封門和薄膜的存在，使得樣品采集過程中緩沖箱內(nèi)的氣體壓力保持不變，從而能夠更加方便和準(zhǔn)確地采集測試燃燒產(chǎn)物。
【專利說明】
一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，特別是測試材料在不同壓力下燃燒性能的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高分子材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，新型聚合物及其復(fù)合材料越來越廣泛應(yīng)用于建筑、電氣、交通、國防和航空航天等領(lǐng)域。然而大部分高分子材料屬于易燃材料，在空氣中易被點(diǎn)燃并引發(fā)火災(zāi)，不僅造成巨大的物質(zhì)財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)其燃燒產(chǎn)生的有毒煙氣更會危及人民的生命安全，并對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響?；馂?zāi)煙氣毒性危害問題已經(jīng)成為當(dāng)代消防急需解決的重大課題之一。
[0003]火災(zāi)煙氣釋放情況隨著火災(zāi)場景的改變而發(fā)生變化，環(huán)境溫度、壓力、氧濃度、通風(fēng)情況等的變化對于材料的點(diǎn)火過程、火焰的蔓延傳播、以及火災(zāi)煙氣的種類和濃度等都將產(chǎn)生重要影響。隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，以及航空航天技術(shù)的高速發(fā)展，高原及高空的低壓、低氧等特殊環(huán)境下的火災(zāi)安全防治問題逐步凸顯。
[0004]20世紀(jì)70年代到90年代，美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(Nat1nal Institute ofStandard and Technology，NIST)、英國國防部和德國標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)等研制了很多針對材料燃燒性能測試的裝置，特別是火災(zāi)煙氣毒性測試的小尺度試驗(yàn)裝置，如NBS煙密度箱、錐形量熱儀、DIN 53436管式爐等，上述裝置能夠?qū)Σ牧先紵h(huán)境中的溫度、氧濃度、通風(fēng)情況等進(jìn)行一定的調(diào)控，但是卻均無法調(diào)控大氣壓這一重要的環(huán)境因素，因此，無法模擬低壓場景下材料的燃燒過程，從而使得高原及高空等特殊環(huán)境下火災(zāi)防治的研究很少。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置。
[0006]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，包括樣品加熱裝置和壓力控制裝置；
[0008]所述樣品加熱裝置包括石英管和套在石英管外的管式爐;所述石英管內(nèi)放置有用于裝載待測材料的樣品池;所述樣品池一端連接有用于裝載磁鐵石的磁鐵池;所述石英管外通過圓環(huán)固定住一塊磁鐵石，用于與樣品池一端的磁鐵石相互作用從而移動(dòng)樣品池;所述石英管的兩端在管式爐內(nèi)貫穿形成前端管和尾端管;所述尾端管通過法蘭密封，所述法蘭上設(shè)置有一個(gè)排氣扇和用于向石英管內(nèi)通氣的進(jìn)氣口，排氣扇用于排出石英管內(nèi)的氣體;所述前端管連接在緩沖箱上并通過高溫密封圈密封；
[0009]所述壓力控制裝置包括緩沖箱、真空表、抽氣管道和真空栗;所述緩沖箱上設(shè)置有可開啟第一密封門，在實(shí)驗(yàn)完成后，可以打開可開啟密封門，對混合箱進(jìn)行清理;所述第一密封門上設(shè)置有可開啟第二密封門；所述第二密封門外圍密封粘貼一圈薄膜;所述緩沖箱上連接有真空表和抽氣管道;所述抽氣管道上連接有閥門、真空栗和樣品采集測試裝置。
[0010]所述樣品池和磁鐵池的距離不小于管式爐長度的一半。
[0011]所述樣品池和磁鐵池外圍隆起以防止樣品和磁鐵石在操作過程中移動(dòng)位置。
[0012]所述圓環(huán)能夠帶動(dòng)磁鐵石一起在石英管上來回移動(dòng)。
[0013]所述緩沖箱呈圓柱形。圓柱狀相比其他形狀抗壓性能更好。所述緩沖箱由支架支撐。
[0014]所述第二密封門上設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)式門栓，門栓把手位于第二密封門的另一面。
[0015]所述薄膜在第二密封門打開時(shí)能夠進(jìn)入緩沖箱并依然保持緩沖箱的密封性，在采集氣體樣品時(shí)薄膜用于平衡緩沖箱內(nèi)外氣壓。
[0016]所述薄膜表面積接近緩沖箱面積。
[0017]所述真空栗經(jīng)煙塵過濾器連接在抽氣管道上。
[0018]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0019](1)、本實(shí)用新型提供了一種模擬低壓燃燒環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，壓力控制裝置能夠調(diào)控不同的大氣壓環(huán)境，從而對材料在不同壓力環(huán)境下的燃燒產(chǎn)物進(jìn)行研究，該實(shí)驗(yàn)裝置填補(bǔ)了相關(guān)研究領(lǐng)域的技術(shù)空白，對于減少和控制高原、高空火災(zāi)事故的發(fā)生具有重要意義；
[0020](2)、本實(shí)用新型壓力控制裝置通過緩沖箱減少樣品燃燒過程對環(huán)境壓力變化的影響，使得石英管內(nèi)部的壓力可以基本保持不變；
[0021](3)、本實(shí)用新型通過排氣扇將石英管內(nèi)的燃燒產(chǎn)物充分排出，使得緩沖箱和石英管內(nèi)的氣體充分混合，氣體濃度保持一致，保證了測試的準(zhǔn)確性；
[0022](4)、本實(shí)用新型第二密封門和薄膜的存在，使得樣品采集過程中緩沖箱內(nèi)的氣體壓力保持不變，從而能夠更加方便和準(zhǔn)確地采集測試燃燒產(chǎn)物。
【附圖說明】
[0023]圖1本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2本實(shí)用新型第一密封門門內(nèi)一面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中標(biāo)號:I為石英管;2為管式爐;3為樣品池;4為磁鐵石;5為磁鐵池;6為圓環(huán)；7為法蘭;8為排氣扇;9為進(jìn)氣口 ； 10為緩沖箱；11為高溫密封圈；12為真空表;13為抽氣管道；14為真空栗；15為第一密封門；16為第二密封門；17為薄膜;18為閥門；19為樣品采集測試裝置;20為支架;21為門栓;22為門把手;23為煙塵過濾器。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0027]如圖1所示，本實(shí)施例的模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置包括樣品加熱裝置和壓力控制裝置；
[0028]樣品加熱裝置包括石英管I和套在石英管I外的管式爐2;石英管I內(nèi)放置有用于裝載待測材料的樣品池3;樣品池3—端連接有用于裝載磁鐵石4的磁鐵池5;樣品池3和磁鐵池5的距離不小于管式爐2長度的一半;樣品池3和磁鐵池5外圍隆起以防止樣品和磁鐵石4在操作過程中移動(dòng)位置;石英管I外通過圓環(huán)6固定住一塊磁鐵石4，圓環(huán)6能夠帶動(dòng)磁鐵石4一起在石英管I上來回移動(dòng)，從而與樣品池3—端的磁鐵石4相互作用移動(dòng)樣品池3;石英管I的兩端在管式爐2內(nèi)貫穿形成前端管和尾端管;尾端管通過法蘭7密封，法蘭7上設(shè)置有一個(gè)排氣扇8和用于向石英管I內(nèi)通氣的進(jìn)氣口 9，排氣扇8用于排出石英管I內(nèi)的氣體;前端管連接在緩沖箱10上并通過高溫密封圈11密封；
[0029]壓力控制裝置包括緩沖箱10、真空表12、抽氣管道13和真空栗14;緩沖箱10呈圓柱形并由支架20支撐，圓柱狀相比其他形狀抗壓性能更好;緩沖箱10上設(shè)置有可開啟第一密封門15，在實(shí)驗(yàn)完成后，可以打開可開啟第一密封門15，對混合箱10進(jìn)行清理;第一密封門上15設(shè)置有可開啟第二密封門16;第二密封門16上設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)式門栓21，門栓把手22位于第二密封門16的另一面。第二密封門16外圍密封粘貼一圈薄膜17;薄膜17在第二密封門16打開時(shí)可以進(jìn)入緩沖箱10但依然能夠保持緩沖箱10的密封性，在采集氣體樣品時(shí)薄膜17用于平衡緩沖箱10內(nèi)外氣壓;薄膜17表面積接近緩沖箱10面積;緩沖箱10上連接有真空表12和抽氣管道13;抽氣管道13上連接有閥門18、真空栗14和樣品采集測試裝置19;真空栗14經(jīng)煙塵過濾器23連接在抽氣管道上。
[0030]本實(shí)用新型的工作過程如下:將管式爐2溫度設(shè)定并維持在實(shí)驗(yàn)所需值;將被測材料放置于樣品池3內(nèi)，將樣品池3放置于石英管I中，并通過法蘭7密封;關(guān)閉第一 15和第二密封門16，啟動(dòng)真空栗14至真空表12讀數(shù)穩(wěn)定在實(shí)驗(yàn)所需值;推動(dòng)圓環(huán)6，并通過石英管I內(nèi)外磁鐵4相互作用將樣品推進(jìn)管式爐2中；待樣品燃燒結(jié)束，開啟排氣扇8，從進(jìn)氣口 9通入氣體至真空表12讀數(shù)恢復(fù)至零，關(guān)閉進(jìn)氣口 9;打開第二密封門16;開啟樣品采集測試裝置19，分析材料燃燒所產(chǎn)生的煙氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括樣品加熱裝置和壓力控制裝置； 所述樣品加熱裝置包括石英管和套在石英管外的管式爐;所述石英管內(nèi)放置有用于裝載待測材料的樣品池;所述樣品池一端連接有用于裝載磁鐵石的磁鐵池;所述石英管外通過圓環(huán)固定住一塊磁鐵石，用于與樣品池一端的磁鐵石相互作用從而移動(dòng)樣品池;所述石英管的兩端在管式爐內(nèi)貫穿形成前端管和尾端管;所述尾端管通過法蘭密封，所述法蘭上設(shè)置有一個(gè)排氣扇和用于向石英管內(nèi)通氣的進(jìn)氣口，排氣扇用于排出石英管內(nèi)的氣體;所述前端管連接在緩沖箱上并通過高溫密封圈密封； 所述壓力控制裝置包括緩沖箱、真空表、抽氣管道和真空栗;所述緩沖箱上設(shè)置有可開啟第一密封門，在實(shí)驗(yàn)完成后，可以打開可開啟密封門，對混合箱進(jìn)行清理;所述第一密封門上設(shè)置有可開啟第二密封門；所述第二密封門外圍密封粘貼一圈薄膜;所述緩沖箱上連接有真空表和抽氣管道;所述抽氣管道上連接有閥門、真空栗和樣品采集測試裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述樣品池和磁鐵池的距離不小于管式爐長度的一半。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述樣品池和磁鐵池外圍隆起以防止樣品和磁鐵石在操作過程中移動(dòng)位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述圓環(huán)能夠帶動(dòng)磁鐵石一起在石英管上來回移動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述緩沖箱呈圓柱形，圓柱狀相比其他形狀抗壓性能更好，所述緩沖箱由支架支撐。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第二密封門上設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)式門栓，門栓把手位于第二密封門的另一面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述薄膜在第二密封門打開時(shí)能夠進(jìn)入緩沖箱并依然保持緩沖箱的密封性，在采集氣體樣品時(shí)薄膜用于平衡緩沖箱內(nèi)外氣壓。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述薄膜表面積接近緩沖箱面積。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬低壓環(huán)境的材料燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述真空栗經(jīng)煙塵過濾器連接在抽氣管道上。
【文檔編號】G01N31/12GK205581069SQ201620259898
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】胡偉兆, 戰(zhàn)婧, 胡源, 宋磊
【申請人】中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)