[發明專利]一種模擬不同燃燒環境的材料燃燒實驗裝置

有效

• 申請號: 201410077053.3
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103792249A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 胡源;戰婧;江曙東;宋磊
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G05D16/20
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種材料燃燒實驗裝置，特別是測試材料不同壓力下燃燒狀態的實驗裝置。

背景技術

隨著高分子材料科學與技術的發展，新型聚合物及其復合材料越來越廣泛應用于建筑、電氣、交通、國防等領域。然而大部分高分子材料屬于易燃材料，在空氣中易被點燃并引發火災，不僅造成巨大的物質財產損失，同時其燃燒產生的有毒煙氣更會危及人民的生命安全，同時對生態環境造成嚴重影響。據統計，火災中70%-80%的死亡者是由于吸入有毒煙氣中毒窒息而死亡的。火災煙氣毒性危害問題已經成為當代消防急需解決的重大課題之一。

在某些特殊環境下，如高原及高空的低壓、低氧環境等，材料的燃燒速率、燃燒時間及燃燒所產生的氣、固相產物等都將發生改變。大飛機、載人飛船等場所中材料所處的環境較惡劣，缺乏外界空氣補給，一旦內部發生著火，會大量消耗艙內空氣，形成低壓缺氧燃燒或陰燃。另外，近年來，我國西部地區的經濟發展迅速，其火災安全防治問題逐步凸顯。

20世紀70年代到90年代，美國國家標準和技術研究所(National?Instituteof?Standard?and?Technology，NIST)、英國國防部和德國標準機構等研制了很多針對材料燃燒性能測試的裝置，特別是火災煙氣毒性測試的小尺度試驗裝置，如NBS煙密度箱、錐形量熱儀、DIN53436管式爐等，上述裝置能夠對材料燃燒環境中的溫度、氧濃度、通風情況等進行一定的調控，但是卻均無法調控大氣壓這一重要的環境因素，因此，無法模擬低壓、低氧等場景下材料的燃燒過程，從而使得高原及高空等特殊環境下火災防治的研究很少。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種模擬不同燃燒環境的材料燃燒實驗裝置。

本發明解決技術問題，采用如下技術方案：

本發明模擬不同燃燒環境的材料燃燒實驗裝置，其特點在于：包括樣品加熱系統、混合箱和壓力控制系統；

所述樣品加熱系統包括石英管和套在石英管外并可沿石英管軸向移動的管式爐；所述石英管內放置有用于裝載待測材料的石英舟；所述石英管的兩端在管式爐內貫穿形成前端管和尾端管；所述尾端管通過法蘭密封，所述法蘭上設置有用于向石英管內通氣的進氣口；所述前端管連接在混合箱上并通過高溫密封圈密封；

所述混合箱上設置有氣體采樣口和二次進氣口；

所述壓力控制系統用于調節混合箱和石英管內的壓力。

本發明的實驗裝置，其特點也在于：所述樣品加熱系統還包括用于實現管式爐沿石英管軸向移動的管式爐步進裝置；所述管式爐步進裝置包括底座、豎立在底座上的支架及驅動單元，所述管式爐放置在底座上，并通過支架支撐石英管，所述底座上沿石英管軸向設置有滑軌，驅動單元控制滑軌帶動管式爐移動。驅動單元可以控制管式爐進行勻速移動，從而勻速加熱石英舟內的被測材料。

所述管式爐加熱區域的長度不小于石英舟的長度。

所述氣體采樣口有多個，并均勻排布在混合箱表面。多個氣體采樣口按不同位置和角度間隙分布

混合箱的上設置有可開啟密封門，在實驗完成后，可以打開可開啟密封門，對混合箱進行清理。

所述混合箱呈圓柱形。圓柱狀相比其他形狀抗壓性能更好。

所述混合箱內設置有探測混合箱內煙密度的激光探測裝置。激光探測裝置連接電腦，直接在電腦上顯示變化曲線，混合箱內每分鐘通入有固定體積的氣體以稀釋煙密度，激光探測裝置探測到稀釋后煙密度后，電腦軟件自動轉換為未稀釋煙密度，并通過電腦顯示。

所述壓力控制系統包括壓強控制設備、抽氣管道、維持真空泵和主抽真空泵；

所述抽氣管道上依次連接有第一自動補氣閥、手動補氣閥、第三自動閥門、第一真空表及第二煙塵過濾器，所述第二煙塵過濾器連接于混合箱；

位于手動補氣閥和第三自動閥門之間的抽氣管道上依次通過第一自動閥門和第一止回閥連接在主抽真空泵的一端，主抽真空泵的另一端連接在排氣管道；

位于手動補氣閥和第一自動閥門之間的抽氣管道依次通過第二自動閥門和第二止回閥連接在維持真空泵的一端，維持真空泵的另一端連接在排氣管道；

在所述混合箱上還連接有第二自動補氣閥；

所述壓強控制設備分別通過數據線控制主抽真空泵、維持真空泵、第一止回閥、第二止回閥、第一自動閥門、第二自動閥門、第三自動閥門、第一自動補氣閥、第二自動補氣閥及第二真空表的開關狀態；

所述第二真空表經電容壓力計和第一煙塵過濾器連接在混合箱上。

與已有技術相比，本發明的有益效果體現在：