一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置的製作方法

2023-05-12 15:29:56 1

專利名稱：一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬職業安全與健康技術領域，特別是涉及一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置。
背景技術：
職業工人常暴露在火焰、熱輻射、高溫液體和蒸汽等極端危險環境下，熱防護裝備可以有效地避免或減少人體受到的傷害，合理地選擇熱防護服裝裝備顯得尤為重要。客觀準確地測試防護織物的熱防護性能，為熱防護材料及裝備的研發與選擇提供重要的科學依據和評價手段。目前對火焰和熱輻射的研究和測評已經相當成熟，而國內外對高溫液體和蒸汽熱防護性能的研究較少。當前對高溫液體防護性能的測評採用ASTM F2701規定的測試設備，如圖1所示，將織物試樣直接放置在傳感器板上(與水平方向呈45° )，加熱測試的液體至指定的溫度後，均勻地倒在織物上方特定的漏鬥裡(IL/IOs)，使織物暴露在高溫液體飛濺物下10s，傳感器板上放置2個銅片熱流計用於測定透過試樣的熱流量，並根據Stoll曲線預測人體皮膚二級燒傷所需要的時間，從而評價熱防護裝備的高溫液體防護性能。然而作業人員在實際的工作環境下，經常遭受各種高溫液體飛濺物，其液體種類、溫度、流量、暴露時間對防護裝備的防護性能提出不同程度的考驗。服裝與飛濺物的作用角度也會對防護裝備的防護性能產生影響。此外，Stoll皮膚燒傷準則提供的信息較少，不能很好地預測皮膚燒傷情況。在熱防護裝備實際穿著的情況下，人體皮膚和織物之間形成不同厚度的衣下空氣層，將會直接影響到熱防護裝備中的熱溼傳遞，從而影響到熱防護裝備防護性能。但是目前的熱防護性能測評裝置則沒有到考慮上述因素對防護性能的影響，很有必要設計和開發更好的測評裝置並準確地測試熱防護裝備的防護性能，確保著裝者的職業健康與安全。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，能改變液體的種類、溫度、流量、暴露時間、液體與織物的作用角度、織物與傳感器間空氣層等測試條件，評價熱防護裝備的高溫液體防護性能。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:提供一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，包括溫控裝置，恆溫水箱，傳送管道系統，液體循環管道，溫度傳感器，熱流傳感器，計算機數據採集儀，測試的織物，所述的恆溫水箱上面通過傳送管道依次連接流量控制鈕和雙向控制閥輸入口，雙向控制閥有兩個輸出口，其中一個連通液體循環管道、另一個連通噴嘴，噴嘴固定在底座的一側支架上，且噴嘴處還安裝有溫度傳感器，底座另一側支架上安裝有傳感器插板，傳感器插板上內嵌有若干熱流傳感器，傳感器插板上面還安裝有空氣層裝置，熱流傳感器和溫度傳感器分別串聯計算機數據採集儀，底座整體固定在液體回收箱的底面上，液體回收箱底部通過管子連通恆溫水箱。所述的液體循環管道下端連通恆溫水箱。[0007]所述的傳感器插板通過其左右兩側的可旋轉裝置配合安裝在底座支架上。所述的熱流傳感器有3個。所述的底座底部通過螺釘與液體回收箱固定。所述的管子上安裝有開關。所述的恆溫水箱內安裝有溫控裝置。所述的傳感器插板由無機複合材料製成，其熱擴散性能與皮膚接近，並裝有三個熱流傳感器，其隔熱材料與傳感器板一致。所述的空氣層裝置由聚四氟乙烯材料製成，並在縱橫向裝上數根支撐線。所述的計算機數據採集儀裝有數據採集卡和特定的數據處理程序，預測皮膚燒傷程度和吸收的能量。
_5] 有益.效果本實用新型可以通過溫控裝置控制液體溫度、流量控制閥調節液體的流量、雙向閥改變暴露時間、轉動裝置設定液體與織物的作用角度、空氣層裝置調節織物與傳感器間空氣層等，從而很好地模擬了在高溫液體暴露環境下人體穿著熱防護裝備的真實情況，彌補了現有測評裝置所忽略的這些因素對熱防護性能的影響，而且通過改進的皮膚燒傷預測程度實現皮膚燒傷程度、深度和時間的評估和皮膚吸收總能量的計算。另外，還能探索液體在織物表面流動輪廓對防護性能的影響。本實用新型還具有設計簡潔，成本低和操作安全方便等優點，對於保護職業工人的生命安全和研發的高新技術的熱防護裝備都具有非常重要的現實意義，是高等紡織院校、紡織科研機構、餐飲業、食品加工行業、消防滅火、石油化工、天然氣等安全生產行業必備的重要測試儀器。

圖1為現有技術中測量高溫液體防護性能的裝置示意圖。圖2為本實用新型示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。實施例1如圖1 圖2所示，一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，包括溫控裝置1，恆溫水箱2，傳送管道系統3，流量控制鈕4，雙向控制閥5，液體循環管道6，噴嘴7，溫度傳感器8，傳感器插板9，空氣層裝置10，熱流傳感器11，計算機數據採集儀12，測試的織物13，可旋轉裝置14，底座15，液體回收箱16，管子17和開關18，所述的溫控恆溫水箱2與傳送管道3相連；所述的傳送管道3上連接一個雙向控制閥5和流量控制鈕4，雙向控制閥5 —邊連著噴嘴7，另一邊連著液體循環管道6，該循環管道保證液體流通從而預熱管道，減少液體在管道流動導致的溫度下降，影響實驗精度；轉動流量控制鈕可以調節閥門的大小控制液體的流速。噴嘴7還安裝一個T型熱電偶製成的溫度傳感器8，監控液體的溫度和辨識測試的開始。傳感器插板9上放置由聚四氟乙烯製成的不同厚度的空氣層裝置10。採用C型壓片將測試的織物13固定在所述的空氣層裝置10和傳感器插板9上，該傳感器板長、寬、高分別為406mm、254mm、20mm。調節傳感器插板9兩邊的可旋轉裝置14,獲得各種液體飛濺物與織物接觸的角度(0〈 β < 90° );傳感器插板9上裝有三個熱流傳感器11，該熱流傳感器11由T型熱電偶嵌入與傳感器插板9，並用耐高溫環氧樹脂固定在傳感器插板9表面，根據Duhamel法則計算熱流量。熱流傳感器11、溫度傳感器8與計算機數據採集儀12相連，該計算機數據採集儀連有NI公司的PC1-6251多功能DAQ數據板卡和自行編制的皮膚燒傷預測軟體。底座15連有四個螺釘，固定在液體回收箱16內；該液體回收箱16連有一根管子17通向所述的溫控恆溫水箱2。其中，該管子上裝有開關18，當織物暴露於液體飛濺物時，關閉從回收箱流向恆溫水箱的液體，暴露實驗結束後，打開該開關，回收液體並加熱至設定溫度。本實用新型測評方式有很多種，可以單一地研究液體種類、溫度、流量、暴露時間、作用角度和衣下空氣層厚度對熱防護性能的影響，還可以研究多變量組合的影響，全面地評價影響熱防護裝備高溫液體防護性能的影響。本實用新型通過可以通過溫控裝置控制液體溫度、流量控制閥調節液體的流量、雙向閥改變暴露時間、轉動裝置設定液體與織物的作用角度、空氣層裝置調節織物與傳感器間空氣層等，從而很好地模擬了在高溫液體暴露環境下人體穿著熱防護裝備的真實情況，彌補了現有測評裝置所忽略的這些因素對熱防護性能的影響，而且通過改進的皮膚燒傷預測程度準確地評估皮膚燒傷。本實用新型還具有設計簡潔，成本低和操作安全方便等優點，對於保護職業工人的生命安全和研發的高新技術的熱防護裝備都具有非常重要的現實意義。
權利要求1.一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，包括溫控裝置(1)，恆溫水箱(2)，傳送管道系統(3)，液體循環管道(6)，溫度傳感器(8)，熱流傳感器(11)，計算機數據採集儀(12)，測試的織物(13)，其特徵是:所述的恆溫水箱(2)上面通過傳送管道(3)依次連接流量控制鈕(4 )和雙向控制閥(5 )輸入口，雙向控制閥(5 )有兩個輸出口，其中一個連通液體循環管道(6 )、另一個連通噴嘴(7 )，噴嘴(7 )固定在底座(15 )的一側支架上，且噴嘴(7)處還安裝有溫度傳感器(8)，底座(15)另一側支架上安裝有傳感器插板(9)，傳感器插板(9 )上內嵌有若干熱流傳感器(11)，傳感器插板(9 )上面還安裝有空氣層裝置(10 )，熱流傳感器(11)和溫度傳感器(8 )分別串聯計算機數據採集儀(12 )，底座(15 )整體固定在液體回收箱(16 )的底面上，液體回收箱(16 )底部通過管子(17 )連通恆溫水箱(2 )。
2.根據權利要求1所述的一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，其特徵是:所述的液體循環管道(6)下端連通恆溫水箱(2)。
3.根據權利要求1所述的一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，其特徵是:所述的傳感器插板(9)通過其左右兩側的可旋轉裝置(14)配合安裝在底座(15)支架上。
4.根據權利要求1所述的一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，其特徵是:所述的熱流傳感器(11)有3個。
5.根據權利要求1所述的一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，其特徵是:所述的底座(15)底部通過螺釘與液體回收箱(16)固定。
6.根據權利要求1所述的一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，其特徵是:所述的管子(17)上安裝有開關(18)。
7.根據權利要求1所述的一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，其特徵是:所述的恆溫水箱(2)內安裝有溫控裝置(I)。
專利摘要本實用新型涉及一種新型的熱防護裝備高溫液體防護性能測評裝置，包括溫控恆溫水箱、傳送管道系統和檢測系統，溫控恆溫水箱與傳送管道相連，傳送管道上連接一個雙向閥和流量控制鈕，一邊連著噴嘴，另一邊連著液體循環管道；噴嘴處安裝一個溫度傳感器；測試的織物固定在傳感器插板上的空氣層裝置上；傳感器插板兩邊裝有可旋轉裝置，傳感器插板上裝有熱流傳感器；熱流傳感器、溫度傳感器與計算機數據採集儀相連；底座的四個螺釘固定在液體回收箱內；液體回收箱通過管子連接溫控恆溫水箱。本實用新型不僅可以用於研究液體的溫度、流速、暴露時間、液體與面料的作用角度對織物高溫液體防護性能的影響，還可以研究衣下空氣層對織物防護性能的影響。
文檔編號G01N25/20GK203053903SQ201320028430
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者李俊, 盧業虎 申請人:東華大學