泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器，其特征是：液体燃料箱的底部燃料出口通过流量调节单元与燃烧杯相连通；泡沫舱的上表面左侧舱口上直立一燃烧杯罩，燃烧杯位于燃烧杯罩的中心位置上；在泡沫舱的上表面右侧舱口上直立一顶端封闭的封顶透明罩，在封顶透明罩的顶部设置气体入口，在封顶透明罩中，位于封顶透明罩的腰部设置有气体整流网，在封顶透明罩的底部套管与泡沫舱之间封装有泡沫发生筛；处在泡沫发生筛的上方、并朝向泡沫发生筛的泡沫液喷头位于气体整流网的下方，与泡沫液喷头相连接的泡沫液导管在封顶透明罩的侧壁上贯穿封顶透明罩。本发明可用于研究泡沫灭火剂的灭火性能和灭火微观机理，其参数易控制、重复性好。
【专利说明】泡沬灭火剂实验用杯式燃烧器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泡沫灭火剂灭火能力的测量装置。
【背景技术】
[0002]最早由Hirst和Booth发明的低速同轴流动火焰装置——杯式燃烧器在科研领域广泛应用于各种气体灭火剂灭火浓度的测量和灭火机理的研究。
[0003]在杯式燃烧器中，燃料和氧化剂分布于火焰面的两侧，同轴流动。而灭火剂主要通过氧化剂的携带作用进入火焰燃烧区，由于控制燃烧的燃料当量比远小于1，因此火焰可以获得充足的氧气，减少流动对火焰的影响。与实际的火焰燃烧相比，杯式燃烧器中的火焰更稳定，熄灭火焰所需要的灭火剂用量偏大，测量结果具有更大的安全边际。目前杯式燃烧器测量气体灭火剂灭火浓度的方法已被国际标准化组织(iso)、美国消防协会(NFPA)等国际重要机构采用，成为测量气体灭火浓度的通用标准。
[0004]泡沫灭火剂是扑灭B类火灾，尤其是各种燃料油品火灾的理想灭火剂。根据大量的实验观察总结可知，泡沫灭火主要是通过泡沫与火焰相互作用，在吸热降温的同时产生水蒸气稀释氧气，同时泡沫层还起到阻挡热辐射和氧气供应的作用。根据国家标准《GB15308-2006泡沫灭火剂》可知现阶段，对于泡沫灭火剂的灭火性能检测主要是采用大尺度的实验装置，用来测量泡沫灭火剂的90%控火时间、99%控火时间、灭火时间、25%抗烧时间等宏观的参数。由于使用的测试装置尺寸比较大，参数难以精确控制，环境因素对实验的影响比较大，造成实验的重复性不好，与此同时这种大尺寸的实验检测危险性比较高，主要由消防研究所承担，测试不是非常方便。就目前而言，国内外还没有使用效果较好的泡沫灭火剂的灭火性能测试装置。
【发明内容】
[0005]本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器，作为实验装置测试各种泡沫灭火剂的灭火性能，克服现有泡沫灭火剂灭火性能测试不方便的不足，同时其具有尺寸小、结构简单、可重复性好、参数易于控制、操作方便、测数据可以应用到大尺寸的灭火系统的设计等优势。
[0006]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0007]本发明泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器的结构特点是设置:
[0008]一液体燃料箱1，其底部燃料出口通过流量调节单元与燃烧杯15相连通；
[0009]一长方体泡沫舱，其上表面左侧舱口上直立一燃烧杯罩，所述燃烧杯位于所述燃烧杯罩的中轴线位置上；在所述泡沫舱的上表面右侧舱口上直立一顶端封闭的封顶透明罩，在所述封顶透明罩的顶部设置气体入口，在所述封顶透明罩中，位于封顶透明罩的腰部设置有气体整流网，所述封顶透明罩的底部套管与泡沫舱口之间封装有泡沫发生筛；处在泡沫发生筛的上方、并朝向泡沫发生筛的泡沫液喷头位于气体整流网的下方，与所述泡沫液喷头相连接的泡沫液导管在封顶透明罩的侧壁上贯穿封顶透明罩。[0010]本发明泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器的结构特点也在于:
[0011]在所述泡沫舱的右侧设置一空气入口，在所述泡沫舱的左侧内部、位于燃烧杯罩的下方设置一向所述燃烧杯罩中引流泡沫的倾斜挡板。
[0012]所述封顶透明罩通过中间套管设置在底部套管上，泡沫液喷头距离泡沫产生筛的高度可以通过改变封顶透明罩在所述中间套管中的高度进行调节；设置带圆形箍圈的固定支架，封顶透明罩支承在所述固定支架的圆形箍圈中。
[0013]所述流量调节单元的结构设置为:所述燃料箱坐落在燃料箱托架上，燃料箱的底部燃料出口通过第一流量调节阀和导管与位于燃料箱下方的燃料调节箱相连通，在所述燃料调节箱的侧部设置有与溢流管相连通的溢流口，所述溢流口的高度与燃烧杯的杯口高度为一致；所述燃料调节箱的底部出口依次通过第二流量调节阀、导流软管、第三流量调节阀和燃料导管与燃烧杯的底部入口相连通；在所述导流软管和第三流量调节阀之间设置有泄流支管，泄流支管上设置有泄流开关；所述泄流支管和溢流管通向燃料回收箱。
[0014]在所述封顶透明罩的顶部气体入口中导入的吹泡气体为:空气、氮气、氩气、二氧化碳、七氟丙烷、六氟丙烷或这几种气体的混合。
[0015]所述液体燃料箱中的液体燃料为甲醇、乙醇、庚烷、汽油、煤油或柴油等液体燃料。
[0016]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:
[0017]1、本发明提供了一个用于研究泡沫灭火剂灭火相关性能的仪器装置，填补了杯式燃烧器灭火剂灭火性能测量的一个空白，使得泡沫灭火剂的相关灭火性能的测量和判定成为可能。
[0018]2、本发明测试功能多样，不仅可以实现多种类型泡沫灭火剂的测试功能，还可以实现各种气体灭火剂与不同种类泡沫灭火剂联合作用的测试功能。
[0019]3、本发明泡沫发生装置操作和计量控制方便，发泡迅速容易，一次性可持续产生大量灭火泡沫。
[0020]4、本发明中可以使用多种液体燃料，更换方便，且在实验结束后多余燃料可以回收利用，避免了浪费。
[0021]5、本发明的装置结构简单，方便拆卸，易于清洗，容易组装。
[0022]6、本发明燃烧杯中燃料液面可以保持恒定不变，使得测量和研究更科学合理。
[0023]7、本发明装置操作容易、测量准确、参数易控制、重复性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明主视结构示意图；
[0025]图2为本发明俯视结构示意图；
[0026]图3为本发明中泡沫舱结构示意图；
[0027]图4为本发明中泡沫发生筛结构示意图；
[0028]图5a和图5b分别为本发明中气体整流装置结构主视和俯视示意图；
[0029]图6为本发明中封顶透明罩支承结构示意图；
[0030]图中标号:1燃料箱，2侧部机架，3溢流管，4燃料箱托架，5第一流量调节阀，6导管，7燃料调节箱，8第二流量调节阀，9导流软管，10泄流开关，11泄流支管，12燃料回收箱，13回收箱支架，14燃烧杯罩，15燃烧杯，16玻璃罩支架，17第三流量调节阀，18燃料导管，19气体入口，20固定支架，21泡沫液导管，22气体整流网，23封顶透明罩，24泡沫液喷头，25中间套管，26底部套管，27空气入口，28泡沫舱，29机架底座，30泡沫发生筛，31倾斜挡板。
【具体实施方式】
[0031]参见图1、图2和图3本实施例中泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器的结构设置为:
[0032]液体燃料箱I的底部燃料出口通过流量调节单元与燃烧杯15相连通，液体燃料箱I设置在位于侧部机架2上部的燃料箱支架4上。
[0033]长方体泡沫舱28是用以容纳泡沫发生筛30产生的泡沫，并以泡沫舱作为氧化剂和灭火剂的混合腔室，泡沫舱上表面左侧开一圆形舱口，舱口边缘装有玻璃罩支架16，其内直立一燃烧杯罩14，燃烧杯15位于燃烧杯罩14的中轴线上，以保证燃料与氧化剂同轴流动，以燃烧杯罩14和燃烧杯15构成杯式燃烧器；在泡沫舱28的上表面右侧舱口上直立一顶端封闭的封顶透明罩23，在封顶透明罩23的顶部设置气体入口 19，在封顶透明罩23中，位于腰部的位置设置气体整流网22，如图5a和图5b所示，气体整流网22为纵向多孔蜂窝状圆柱结构，在封顶透明罩23的底部，玻璃罩的底部套管26与泡沫舱28之间封装有一个40目的圆形过滤网作为泡沫发生筛30，如图4所示；处在泡沫发生筛30的上方、并朝向泡沫发生筛30的泡沫液喷头24位于气体整流网22的下方，与泡沫液喷头24相连接的泡沫液导管21从气体整流网22的中间穿过后，在封顶透明罩23的侧壁上贯穿封顶透明罩23，以此构成泡沫发生器。当泡沫液喷洒到泡沫发生筛30上之后形成一层泡沫液薄膜，从气体入口 19进入的气体经过气体整流网22的整流之后，形成的平稳气流从泡沫发生筛30的孔目中吹出泡沫，进入泡沫舱28，图4所示抵压在泡沫发生筛30上表面上的底部套管26在内侧壁形成90°漏斗状，以利泡沫液集中喷洒在泡沫发生筛30上。
[0034]图1所示在泡沫舱28的右表面侧设置空气入口 27，在泡沫舱28的内部左侧、位于燃烧杯罩14的下方设置一向燃烧杯罩中引流泡沫的倾斜挡板31，倾斜挡板31可以设置为45°倾斜，从空气入口 27进入的空气将会推动泡沫发生筛产生的泡沫在泡沫舱28内向左侧运动，到达倾斜挡板31后沿着倾斜挡板31向上运动进入到杯式燃烧器的燃烧杯罩内，在空气的推动作用下继续向上运动。通过调节空气入口 27的空气流量可以控制泡沫舱28内的泡沫向燃烧杯罩14内的运动速度，实现不同流速的泡沫灭火实验。
[0035]参见图6，在泡沫舱28的上表面右侧舱口上设置底部套管26，封顶透明罩23通过中间套管25设置在底部套管26上，封顶透明罩23在右侧舱口上的高度可调，用以调节泡沫液喷头24在泡沫发生筛上方的高度，在机架底座29上设置带圆形箍圈的固定支架20，封顶透明罩23支承在固定支架20的圆形箍圈中，使封顶透明罩23结构更加牢固，固定支架20的底端固定设置在机架底座29上泡沫舱的旁边。
[0036]如图1和图2所示，流量调节单元的结构设置为:燃料箱I坐落在燃料箱燃料箱托架4上，燃料箱I的底部燃料出口通过第一流量调节阀5和导管6与位于燃料箱下方的燃料调节箱7相连通，在燃料调节箱7的侧部设置有与溢流管3相连通的溢流口，溢流口的高度与燃烧杯15的杯口高度为一致；燃料调节箱7的底部出口依次通过第二流量调节阀8、导流软管9、第三流量调节阀17和燃料导管18与燃烧杯15的底部入口相连通；在导流软管9和第三流量调节阀17之间设置有泄流支管11，泄流支管上设置有泄流开关10 ;泄流支管11和溢流管3通向燃料回收箱12，燃料回收箱12支撑在回收箱支架13上，回收箱支架13和燃料箱支架4共同设置在侧部机架2，侧部机架2与机架底座29呈“L”型设置，泡沫舱28固定设置在机架底座29上。
[0037]在封顶透明罩23的顶部气体入口 19中导入的吹泡气体为:空气、氮气、氩气、二氧化碳、七氟丙烷、六氟丙烷或这几种气体的混合。液体燃料箱I中的液体燃料为甲醇、乙醇、庚烷、汽油、煤油或柴油等液体燃料。
[0038]使用时，首先通过空气入口 27接入一定流量的空气，然后在燃料箱I中加入适量的液体燃料，打开第一流量调节阀5，使液体燃料流入燃料调节箱7中，当有燃料从溢流管3中流出时，打开第二流量调节阀8和第三流量调节阀17，使燃料进入燃烧杯15，点燃燃烧杯15内的燃料，调节第三流量调节阀17，保持燃烧杯15内的燃料液面为恒定，使之稳定燃烧；在气体入口 19中接入一定流量的空气，由泡沫液导管21接入泡沫液，通过泡沫液喷头24喷洒到泡沫发生筛30上，调节封顶透明罩23套入在中间套管25中的深度，使泡沫液喷头24喷洒的泡沫液最大限度地铺展到泡沫发生筛30上，通过气体入口 19进入的空气经过气体整流网22的整流作用，形成的平稳气流从泡沫发生筛30上吹出泡沫进入泡沫舱28，在从空气入口 27进入的空气的携带作用下通过倾斜挡板31的引导进入杯式燃烧器的燃烧杯罩14内，并向上运动到达燃烧杯15处熄灭火焰。
[0039]通过调节气体入口 19的空气流量，可以从泡沫发生筛30上吹出不同发泡倍数的泡沫泡，实现低倍数，中倍数和高倍数发泡。
【权利要求】
1.一种泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器，其特征是设置: 一液体燃料箱(I)，其底部燃料出口通过流量调节单元与燃烧杯(15)相连通； 一长方体泡沫舱(28),其上表面左侧舱口上直立一燃烧杯罩(14),所述燃烧杯(15)位于所述燃烧杯罩(14)的中轴线位置上；在所述泡沫舱(28)的上表面右侧舱口上直立一顶端封闭的封顶透明罩(23)，在所述封顶透明罩(23)的顶部设置气体入口(19)，在所述封顶透明罩(23)中，位于封顶透明罩的腰部设置有气体整流网(22)，所述封顶透明罩的底部套管(26)与泡沫舱口之间封装有泡沫发生筛(30);处在泡沫发生筛(30)的上方、并朝向泡沫发生筛(30)的泡沫液喷头(24)位于气体整流网(22)的下方，与所述泡沫液喷头(24)相连接的泡沫液导管(21)在封顶透明罩(23)的侧壁上贯穿封顶透明罩(23)。
2.根据权利要求1所述的泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器，其特征是:在所述泡沫舱(28)的右侧设置一空气入口(27)，在所述泡沫舱(28)的左侧内部、位于燃烧杯罩(14)的下方设置一向所述燃烧杯罩中引流泡沫的倾斜挡板(31)。
3.根据权利要求1所述的泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器，其特征是:所述封顶透明罩(23)通过中间套管(25)设置在底部套管(26)上，泡沫液喷头(24)距离泡沫产生筛(30)的高度可以通过改变封顶透明罩(23)在所述中间套管(25)中的高度进行调节；设置带圆形箍圈的固定支架(20),封顶透明罩(23)支承在所述固定支架(20)的圆形箍圈中。
4.根据权利要求1所述的泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器，其特征是:所述流量调节单元的结构设置为:所述燃料箱(I)坐落在燃料箱托架(4)上，燃料箱(I)的底部燃料出口通过第一流量调节阀(5)和导管(6)与位于燃料箱下方的燃料调节箱(7)相连通，在所述燃料调节箱(7)的侧部设置有与溢流管(3)相连通的溢流口，所述溢流口的高度与燃烧杯(15)的杯口高度为一致；所述燃料调节箱(7)的底部出口依次通过第二流量调节阀(8)、导流软管(9)、第三流量调节阀(17)和燃料导管(18)与燃烧杯(15)的底部入口相连通；在所述导流软管(9)和第三流量调节阀(17)之间设置有泄流支管(11)，泄流支管上设置有泄流开关(10);所述泄流支管(11)和溢流管(3)通向燃料回收箱(12)。
5.根据权利要求1所述的泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器，其特征是:在所述封顶透明罩(23)的顶部气体入口(19)中导入的吹泡气体为:空气、氮气、氩气、二氧化碳、七氟丙烷、六氟丙烷或这几种气体的混合。
6.根据权利要求1所述的泡沫灭火剂实验用杯式燃烧器，其特征是:所述液体燃料箱(I)中的液体燃料为甲醇、乙醇、庚烷、汽油、煤油或柴油。
【文档编号】G01N33/00GK103454387SQ201310438549
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】倪小敏, 张少刚, 赵媚, 王喜世, 张和平 申请人:中国科学技术大学