超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置製造方法

2023-07-21 14:58:51

超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置。該裝置包括由氣體流量計、氣粉混合器及塞堵構成的氣粉混合部分、由推進螺杆、螺杆套、料槽、粉罐、密封蓋、驅動電機及第一驅動控制器構成的螺旋推進輸粉部分、由攪拌槳、攪拌電機及第二驅動控制器構成的粉體攪拌部分及其由測試容器、燃燒杯、調節閥及燃料儲罐構成的滅火測試部分。本裝置解決了超細粉體滅火劑易起拱、推進螺杆周圍粉體易被架空或不實等影響持續、穩定給料的問題，具有超細粉體氣溶膠濃度連續可調、運行穩定、精度高的突出優點。其結構簡單、操作便捷、可重複型強，既可用於現有超細乾粉滅火劑產品的滅火性能檢測，也可用於各種新型粉體滅火劑滅火性能的測試評估和基礎研究。
【專利說明】超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及消防【技術領域】的測試裝置，具體地說是一種超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置。
【背景技術】
[0002]超細粉體滅火劑粒徑小、單位質量的比表面積大、活性高，具有滅火速度快、效能高的特點，並且超細粉體滅火劑具有類似氣體滅火劑的性質及滅火特徵，釋放後能迅速分散和懸浮在空氣中，形成相對較穩定的氣溶膠，故又稱為「冷氣溶膠滅火劑」，可用於全淹沒滅火防護，具有廣闊的應用前景。據統計，目前國內生產超細乾粉滅火劑及其滅火裝置的廠家有幾十家，形成了包括管網式滅火系統、懸掛式滅火裝置、櫃式滅火裝置等在內的多種滅火產品。
[0003]然而，由於超細乾粉滅火劑的滅火性能受配方組分和粒徑影響較大，而不同廠家的產品配方組分及粒徑會有差別，因此不同廠家的產品滅火性能都會不同，即每個廠家的產品臨界滅火濃度大小不一。而現行粉體滅火劑的產品標準均是採用接近實際火場規模的滅火模型評定粉體滅火劑及其系統的滅火性能是否達到標準要求，如GB4066-2004《乾粉滅火劑》採用手提式滅火器(3kg)熄滅油盤火的局部滅火試驗模型，GA 578-2005《超細乾粉滅火劑》採用在IOOm3滅火間內進行的全淹沒滅火試驗模型。這些滅火模型或試驗方法只是判別試驗樣品能否達到標準中規定的要求，並不給出所測超細乾粉滅火劑的臨界滅火參數，這就導致超細粉體滅火劑及滅火技術在實際工程化應用中缺乏臨界滅火濃度參數。
[0004]因此，為了評估不同原料及粒徑的超細粉體滅火劑的滅火性能，精確測試出不同超細粉體滅火劑的臨界滅火參數，當前亟需一種科學有效的超細粉體滅火劑滅火性能測試
>J-U ρ?α裝直。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的在於提供一種操作便捷、運行穩定、測量精度高的超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置，以滿足超細粉體滅火劑、納米粉體滅火劑等新型滅火產品的研究和性能測試需求，從而解決缺乏超細粉體滅火劑臨界滅火濃度測量手段的問題。
[0006]本實用新型為實現上述目的採取以下技術方案:一種超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置，其特徵在於:包括氣粉混合部分、螺旋推進輸粉部分、粉體攪拌部分及滅火測試部分；所述氣粉混合部分包括氣體流量計、設有氣粉混合網的氣粉混合器及塞堵，其中:氣體流量計安裝在氣體進口管上，氣體進口管與氣粉混合器密封連通，塞堵安裝在氣粉混合器的下端；所述螺旋推進輸粉部分包括推進螺杆、螺杆套、料槽、粉罐、密封蓋、驅動電機及第一驅動控制器，其中:推進螺杆與螺杆套緊密配合，粉罐底部與料槽密封連通，料槽上部敞開，料槽與螺杆套焊接為一體，密封蓋安裝在粉罐的頂部，推進螺杆的一端通過聯軸器與驅動電機連接，驅動電機與第一驅動控制器連接，推進螺杆的另一端通過微型軸承密封安裝在氣粉混合器底部的進料口上；所述粉體攪拌部分包括攪拌槳、攪拌電機及第二驅動控制器，其中:攪拌槳的下端置於粉罐中，其上端穿過密封蓋通過聯軸器與攪拌電機連接，攪拌電機與第二驅動控制器連接；所述滅火測試部分包括測試容器、燃燒杯、調節閥及燃料儲罐，其中:測試容器頂部敞開與空氣相通，測試容器的底部與氣粉混合器上端密封連通，燃燒杯通過燃料管置於測試容器中，且通過調節閥與燃料儲罐相通。
[0007]超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置還包括粉體氣溶膠濃度標定部分，粉體氣溶膠濃度標定部分包括計算機、粉體收集器及粉體質量採集器，所述氣粉混合器底部的進料口置於粉體收集器中，粉體收集器置於粉體質量採集器上，粉體質量採集器與計算機相連接。
[0008]本實用新型工作原理:向粉罐7內加入一定量的超細粉體滅火劑17，將氣粉混合器2底部的塞堵14密封安裝好；調節氣體的流量為10-100 L / min，持續向氣粉混合器2和測試容器3內通入氣體；啟動第一驅動控制器12-1和第二驅動控制器12-2，調整攪拌電機9和驅動電機11至合適的轉速。攪拌槳10在驅動電機11的帶動下按照一定轉速攪拌和推動粉罐7內的超細粉體滅火劑，料槽6內部與粉罐7內部相通，粉罐7內的超細粉體滅火劑17可直接進入料槽6內的推進螺杆4周圍，從而使粉槽6內始終保持滿槽的超細粉體，協助推進螺杆4持續恆定給料，防止了因超細粉體松密度太小而使推進螺杆周圍粉體被架空或不實，降低了推進螺杆周圍的粉體結拱效應，確保了給料速率的精度。料槽6中的超細粉體滅火劑通過推進螺杆4輸送至氣粉混合器2底部進料口後，在氣流的攜帶下，經氣粉混合器2充分混合，形成均勻的超細粉體氣溶膠，通入與氣粉混合器2密封連通的測試容器3內進行滅火測試。當推進螺杆轉速大時，這時候給料速度較快，需要的粉體較多，應適當提高攪拌速度；而當推進螺杆轉速小時，可適當降低攪拌速度。
[0009]若採取本裝置對粉體氣溶膠的濃度進行標定時，應停止向氣粉混合器2和測試容器3內通入氣體，去掉氣粉混合器2底部的塞堵14，滅火劑在重力作用自由下落至粉體收集器15，通過粉體質量採集器16和計算機13實時記錄落入粉體收集器15內的滅火劑質量，對採集數據進行處理。
[0010]本實用新型的有益效果及優點在於:
[0011](I)本測試裝置採用螺旋推進與推進式攪拌相結合的輸粉方式，解決了超細粉體滅火劑易起拱、推進螺杆周圍粉體易被架空或不實等影響持續、穩定給料的問題。
[0012](2)本測試裝置結構簡單、操作便捷、運行穩定、可重複型強，具有超細粉體氣溶膠濃度連續可調和測量精度高的突出優點。既可用於現有超細乾粉滅火劑產品的滅火性能檢測，也可用於各種新型微米、亞微米以及納米粉體滅火劑滅火性能的測試評估和基礎研究。
[0013](3)本測試裝置採用正壓螺旋推進的微量給料方式(氣體無法從被超細粉體充實的推進螺杆和料槽中流出，只能從氣粉混合器流出到測試容器)，既保證了氣體流量的精度，又使得氣體分散介質的多樣性，既可使用空氣，也可使用氮氣、氬氣、二氧化碳以及七氟丙烷、三氟甲烷等潔淨化學氣體，可用於各種分散介質的滅火氣溶膠性能研究測試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0015]圖2是採用本實用新型進行滅火濃度標定示意圖。
【具體實施方式】[0016]以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:參照圖1，超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置包括氣粉混合部分、螺旋推進輸粉部分、粉體攪拌部分及滅火測試部分；氣粉混合部分包括氣體流量計1、設有氣粉混合網2-1的氣粉混合器2及塞堵14，其中:氣體流量計I安裝在氣體進口管上，氣體進口管與氣粉混合器2密封連通，塞堵14安裝在氣粉混合器2的下端；螺旋推進輸粉部分包括推進螺杆4、螺杆套5、料槽6、粉罐7、密封蓋8、驅動電機11及第一驅動控制器12-1，其中:推進螺杆4與螺杆套5緊密配合，粉罐7底部與料槽6密封連通，料槽6上部敞開，料槽6與螺杆套5焊接為一體，密封蓋8安裝在粉罐7的頂部，推進螺杆4的一端通過聯軸器與驅動電機11連接，驅動電機11與第一驅動控制器12-1連接，推進螺杆4的另一端通過微型軸承密封安裝在氣粉混合器2底部的進料口上；粉體攪拌部分包括攪拌槳10、攪拌電機9及第二驅動控制器12-2，其中:攪拌槳10的下端置於粉罐7中，其上端穿過密封蓋8通過聯軸器與攪拌電機9連接，攪拌電機9與第二驅動控制器12-2連接；滅火測試部分包括測試容器3、燃燒杯18、調節閥19及燃料儲罐20，其中:測試容器3頂部敞開與空氣相通，測試容器3的底部與氣粉混合器2上端密封連通，燃燒杯18通過燃料管置於測試容器3中，且通過調節閥19與燃料儲罐20相通。
[0017]參照圖2，採用本測試裝置進行滅火濃度標定時，該測試裝置還包括粉體氣溶膠濃度標定部分，粉體氣溶膠濃度標定部分包括計算機，13、粉體收集器15及粉體質量採集器16，氣粉混合器2底部的進料口置於粉體收集器15中，粉體收集器15置於粉體質量採集器16上,粉體質量採集器16與計算機13相連接。計算機13實時採集記錄粉體收集器15內的超細粉體滅火劑質量。
[0018]粉體氣溶膠濃度標定部分也可採用過濾捕集法或雷射消光法進行標定。
[0019]本測試裝置的攪拌槳10為四葉片推進式攪拌槳，採用不鏽鋼製作，攪拌槳10底端與粉罐7底部的間隙為0.5-3_，以保證充分有效推動粉體。
[0020]本測試裝置的氣粉混合器2採用不鏽鋼或工程塑料製作。氣粉混合器2內至少設有兩層氣粉混合網2-1，以設置2至5層氣粉混合網為最佳。氣粉混合網2-1採用10-80目的不鏽鋼網製作。測試容器3為圓柱筒體，其上部與大氣相通，可採用不鏽鋼或石英玻璃或工程塑料製作。燃燒杯18採用耐熱玻璃或不鏽鋼材料製作。
[0021]本測試裝置的氣體流量計I採用氣體質量流量計或玻璃轉子流量計。推進螺杆4採用錳鋼或不鏽鋼製作，推進螺杆4的末端設有微型軸承，以保證螺杆高速旋轉。
[0022]本測試裝置的驅動電機11和攪拌電機9分別由第一驅動控制器12-1和第二驅動控制器12-2控制，從而精確控制推進螺杆4和攪拌槳10的轉速。攪拌電機9採用060STM型伺服電機，攪拌電機9調速範圍為-1000 rpm?lOOOrpm，驅動電機11採用080STM型伺服電機，驅動電機11調速範圍為-3000 rpm?3000rpm ;第一驅動控制器12_1和第二驅動控制器12-2均採用0RS-A20s型伺服驅動器，調節範圍為-3000 rpm?3000rpm。
[0023]本測試裝置的粉罐7採用不鏽鋼製作，用於盛放超細粉體滅火劑17，粉罐7的上部設有不鏽鋼或橡膠或矽膠的密封蓋8，密封蓋8中心設有開口，攪拌槳10通過此開口與攪拌電機9連接。
[0024]本測試裝置所用氣體既可以是空氣，也可以是氮氣、氬氣、二氧化碳以及七氟丙烷、三氟甲烷等潔淨化學氣體，採用不同的氣體作為分散介質，可產生出特性不同的超細粉體氣溶膠。[0025]本裝置具體使用方法:
[0026](I)超細粉體滅火劑滅火性能測試:點燃燃燒杯18內的燃料，調節空氣的流量為10-100 L / min，持續向測試容器3內通入空氣，通過調節閥19調整燃料的火焰21高度並維持恆定燃燒；向粉罐7內加入一定量的超細粉體滅火劑，將氣粉混合器2底部的塞堵14密封安裝好；分別啟動第一驅動控制器12-1和第二驅動控制器12-2，調整驅動電機11轉速至0-3000rpm，調整攪拌電機9至0-1000 rpm,開始輸送粉體；推進螺杆4將料槽6和粉罐7內的滅火劑輸送至氣粉混合器底部進料口，滅火劑在空氣的攜帶下，經氣粉混合器2充分混合，形成均勻的超細粉體氣溶膠22，粉體氣溶膠通入與氣粉混合器2密封連通的測試容器3內後與火焰相互作用，超細粉體氣溶膠的濃度達到一定濃度後將火焰熄滅，此時的超細粉體氣溶膠濃度即為臨界滅火濃度，記錄下此時的氣體流量(m3/s)、驅動電機轉速及攪拌電機轉速。
[0027](2)超細粉體滅火劑滅火濃度標定:向粉罐7內加入一定量的超細粉體滅火劑，將氣粉混合器2底部的塞堵14去掉，使氣粉混合器2底部進料口位於粉體收集器15內，但不接觸；啟動第一驅動控制器12-1和第二驅動控制器12-2、粉體質量採集器16及計算機13，採用以上滅火試驗中記錄下的推進電機轉速和攪拌電機轉速，開始輸送超細粉體滅火劑，滅火劑在重力作用下自由下落至粉體收集器15內，通過粉體質量採集器16和計算機13實時記錄落入粉體收集器15內的滅火劑質量，對採集數據進行處理，可得到超細粉體的給料速率(g/s);超細粉體氣溶膠的濃度C按照下式計算即可得到:
「00281 C 二 ~~XlOO0............⑴
[0029]式中:C——超細粉體氣溶膠的(質量)濃度，g/m3 ；
[0030]q——超細粉體的給料速率，g/s ；
[0031]V1-空氣的體積流量，m3/s ；
[0032]V2—超細粉體的體積流量，m3/s。鑑於粉體的密度遠大於空氣，實際計算時超細粉體的體積流量V2可忽略。
【權利要求】
1.一種超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置，其特徵在於:包括氣粉混合部分、螺旋推進輸粉部分、粉體攪拌部分及滅火測試部分；所述氣粉混合部分包括氣體流量計(I)、設有氣粉混合網(2-1)的氣粉混合器(2)及塞堵(14)，其中:氣體流量計(I)安裝在氣體進口管上，氣體進口管與氣粉混合器(2)密封連通，塞堵(14)安裝在氣粉混合器(2)的下端；所述螺旋推進輸粉部分包括推進螺杆(4 )、螺杆套(5 )、料槽(6 )、粉罐(7 )、密封蓋(8 )、驅動電機(11)及第一驅動控制器(12-1)，其中:推進螺杆(4)與螺杆套(5)緊密配合，粉罐(7)底部與料槽(6 )密封連通，料槽(6 )上部敞開，料槽(6 )與螺杆套(5 )焊接為一體，密封蓋(8 )安裝在粉罐(7 )的頂部，推進螺杆(4 )的一端通過聯軸器與驅動電機(11)連接，驅動電機(11)與第一驅動控制器(12-1)連接，推進螺杆(4)的另一端通過微型軸承密封安裝在氣粉混合器(2)底部的進料口上；所述粉體攪拌部分包括攪拌槳(10)、攪拌電機(9)及第二驅動控制器(12-2)，其中:攪拌槳(10)的下端置於粉罐(7)中，其上端穿過密封蓋(8)通過聯軸器與攪拌電機(9)連接，攪拌電機(9)與第二驅動控制器(12-2)連接；所述滅火測試部分包括測試容器(3)、燃燒杯(18)、調節閥(19)及燃料儲罐(20)，其中:測試容器(3)頂部敞開與空氣相通，測試容器(3 )的底部與氣粉混合器(2 )上端密封連通，燃燒杯(18 )通過燃料管置於測試容器(3)中，且通過調節閥(19)與燃料儲罐(20)相通。
2.根據權利要求1所述的超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置，其特徵在於:所述的超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置還包括粉體氣溶膠濃度標定部分，粉體氣溶膠濃度標定部分包括計算機(13)、粉體收集器(15)及粉體質量採集器(16)，所述氣粉混合器(2)底部的進料口置於粉體收集器(15)中，粉體收集器(15)置於粉體質量採集器(16)上，粉體質量採集器(16)與計算機(13)相連接。
3.根據權利要求1所述的超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置，其特徵在於:所述的攪拌槳(10)為四葉片推進式攪拌槳，採用不鏽鋼製作，攪拌槳(10)底端與粉罐(7)底部的間隙為 0.5_3mm。
4.根據權利要求1所述的超細粉體滅火劑滅火性能測試裝置，其特徵在於:所述的氣粉混合器(2)內至少設有兩層氣粉混合網(2-1)。
【文檔編號】G01N33/00GK203376300SQ201320440120
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月23日 優先權日:2013年7月23日
【發明者】陳濤, 傅學成, 夏建軍, 包志明, 王榮基, 胡英年, 張憲忠 申請人:公安部天津消防研究所