[實用新型]一種多驅動式可控火旋風實驗模擬演示裝置

有效

• 申請號: 201921611501.8
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN210574425U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 周汝;李紅鋼;陶繼偉;蘇騰;于振江;蔣軍成
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 南京品智知識產權代理事務所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

本實用新型一種多驅動式可控火旋風實驗模擬演示裝置屬于火災安全技術領域，特別涉及一種自然誘發和強制誘發火旋風在復雜環境下的模擬演示裝置，且可控參數較多。包括基板、旋轉空心圓盤、外層圓筒、內層圓筒、梯形絲桿及滑塊、燃料供給裝置、機械虹膜葉片、驅動裝置和測量裝置部分；外層圓筒、內層圓筒位于所述旋轉空心圓盤上方，形成雙層圓筒；梯形絲桿及滑塊固定于所述旋轉空心圓盤下方，并與圓筒連接；燃料供給裝置位于旋轉空心圓盤上方；機械虹膜葉片位于燃料供給裝置上部，用于調節葉片開合程度；測量裝置位于旋轉空心圓盤一側，實現水平及垂直方向移動；驅動裝置位于旋轉空心圓盤下方和基板之間，為驅動旋轉空心圓盤轉動提供驅動力。

技術領域

本實用新型一種多驅動式可控火旋風實驗模擬演示裝置屬于火災安全技術領域，特別涉及一種自然誘發和強制誘發火旋風在不同火源尺度、不同進氣寬度、不同裝置高度及不同旋轉環量的模擬演示裝置。

背景技術

火旋風是一種火羽流和周圍旋轉環量相互耦合作用而誘發的特殊火行為，具有燃燒速率高、燃燒劇烈、火焰溫度高等特點，常見于森林草原火災和一些城市建筑火災中。在實際火災中，由于火旋風的強烈燃燒，難以撲滅，且火旋風火風頭和熱流方向會發生突變，難以預測，這將嚴重威脅撲救人員的安全。火旋風強烈的卷吸效果會將周圍可燃物吸附進去燃燒，攜帶的大量燃燒物會散布到火區以外更遠的地方，形成新的火源，誘發飛火，從而加速火災的蔓延，造成更多的人員傷亡和財產損失。

對于火旋風現象的研究主要是通過實驗模擬和數值模擬等方法，目前已經取得一定的成果。數值模擬模型比較簡單，只能對實驗結果輔助驗證，因此模型實驗是研究火旋風的重要方法，已經有很多專家學者設計了多種形成火旋風的裝置，主要分為采用熱驅動的自然誘發火旋風和采用機械驅動的強制誘發火旋風。這些裝置一般都是獨立的，同一裝置不能同時實現演示兩種誘發條件下的火旋風，不能有效對比研究不同誘發機制的火旋風。

實用新型內容

本實用新型目的在于針對上述不足之處提供一種多驅動式可控火旋風實驗模擬演示裝置，能夠模擬熱驅動式和機械驅動式兩種驅動方式下的火旋風，且能夠控制調節火源尺度、裝置高度、進氣寬度、旋轉環量等參數，方便進行火旋風對比研究。

一種多驅動式可控火旋風實驗模擬演示裝置采取以下技術方案實現：

一種多驅動式可控火旋風實驗模擬演示裝置包括基板、旋轉空心圓盤、外層圓筒、內層圓筒、梯形絲桿及滑塊、燃料供給裝置、機械虹膜葉片、驅動裝置和測量裝置部分；上述部件組合形成一個整體系統；

所述外層圓筒、內層圓筒布置于所述旋轉空心圓盤上方，形成雙層圓筒；

所述梯形絲桿及滑塊固定于所述旋轉空心圓盤下方，并與外層圓筒、內層圓筒連接；

所述燃料供給裝置布置于所述旋轉空心圓盤上方；

所述機械虹膜葉片布置于所述燃料供給裝置上部，用于調節葉片開合程度；

所述測量裝置布置于所述旋轉空心圓盤一側，測量設備可實現水平及垂直方向移動；

所述驅動裝置布置于旋轉空心圓盤下方和基板之間，為驅動旋轉空心圓盤轉動提供驅動力。

所述驅動裝置包括外齒式回轉軸承、伺服電機、電機調速器和聯軸器。

所述外齒式回轉軸承利用四根支撐絲桿將軸承內圈部分固定作為支架，外齒式回轉軸承內圈部分和外齒式回轉軸承外圈部分均開有螺絲孔并具有一定的承重能力，旋轉時內圈不轉動，外圈轉動。

所述旋轉空心圓盤的內圓與外齒式回轉軸承外圈部分采用螺絲穿過螺絲孔連接并固定，外齒式回轉軸承的外齒輪與直齒輪相咬合，直齒輪則通過聯軸器與伺服電機的傳動軸相連接，伺服電機則通過支架立式固定在基板上；伺服電機的傳動軸與直齒輪同軸旋轉，使直齒輪與外齒式回轉軸承的外齒輪咬合并帶動其旋轉，從而使旋轉空心圓盤實現繞外齒式回轉軸承中心平穩旋轉。