一种全尺寸垂直壁面燃烧装置的制作方法

本实用新型涉及建筑装修、保温材料燃烧性能测试装置技术领域，特别是涉及一种全尺寸垂直壁面燃烧装置。

背景技术：

随着科技的发展和人民生活水平的提高，建筑物的装修促进了建筑装饰材料的发展，目前，建筑内外部经常使用各种材料进行装饰，尤其是用于墙壁上，在漂亮美丽气派的同时，材料的安全性也越来越受到重视，防火性能是影响安全性的重要指标之一，因此人们对材料的防火性能有了更高的要求。

为了避免火灾的影响，为了能选择出更合适的材料，对材料的燃烧性测试是必不可少的，但是仅仅对材料进行小尺度燃烧性测试缺乏材料真实应用的环境，尤其是应用于墙壁的材料，当火灾发生时火焰会顺着墙壁上的材料一直蔓延燃烧，因此仅对材料进行燃烧性测试不能体现出数据的真实性，不能说明材料的防火性能。

技术实现要素：

针对上述技术的不足，本实用新型提供一种全尺寸垂直壁面燃烧装置，来试验壁面燃烧的真实情景，得到更为真实的燃烧数据，说明材料的防火性能。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种全尺寸垂直壁面燃烧装置，所述装置包括：箱体和试样装置；所述箱体的顶部设置有排烟装置，所述排烟装置设置有烟密度测量装置；所述箱体内设置有热辐射板和点火装置；

所述试样装置采用石膏板作为背板，所述石膏板上设置有热电偶，所述石膏板一侧安装实验材料，所述实验材料和所述石膏板表面接触；所述试样装置的顶部设置有第一质量采集装置，所述第一质量采集装置用于采集所述实验材料在燃烧过程中的质量；所述试样装置的底部设置有第二质量采集装置，所述第二质量采集装置用于采集滴落物的质量；所述试样装置以悬挂的方式放置在所述箱体内。

可选的，所述箱体的内壁上固定有支撑杆，所述支撑杆的两侧均铰接有所述热辐射板，所述热辐射板和所述试样装置的实验材料表面相对。

可选的，所述热辐射板能够调节角度和/或功率。

可选的，所述试样装置通过所述第一质量采集装置以悬挂的方式放置在所述箱体内，所述第一质量采集装置包括电子秤和防火套，所述电子秤放置在所述防火套内。

可选的，所述排烟装置还包括壳体，所述烟密度测量装置位于所述壳体内。

可选的，所述石膏板上设有固定孔，所述固定孔内设有所述热电偶，所述热电偶固定于所述固定孔内。

可选的，所述箱体的两侧均设有观察窗，所述观察窗上铰接有侧板，所述侧板用于减少空气流动。

可选的，所述装置还包括数据采集仪、控制装置和烟密度分析仪，所述数据采集仪分别与所述热电偶、所述控制装置、所述第一质量采集装置和所述第二质量采集装置连接，所述烟密度分析仪和所述烟密度测量装置连接。

可选的，所述箱体由耐火材料制成。

可选的，所述点火装置设置在所述试样装置的底部，所述点火装置采用点型火源或线型火源。

本实用新型公开了以下技术效果：

1、本实用新型将实验材料固定在石膏板上，来试验壁面燃烧的真实情景，得到更为真实的燃烧数据，说明材料的防火性能。

2、本实用新型设置热辐射板对实验材料进行加热，通过调节热辐射板的功率和角度来试验不同工况下实验材料的燃烧性，能够有效进行材料垂直壁面燃烧测试，操作方便，调节灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型全尺寸垂直壁面燃烧装置的结构示意图；

图2为本实用新型全尺寸垂直壁面燃烧装置试样装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种全尺寸垂直壁面燃烧装置，来试验壁面燃烧的真实情景，得到更为真实的燃烧数据，说明材料的防火性能。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型全尺寸垂直壁面燃烧装置的结构示意图；图2为本实用新型全尺寸垂直壁面燃烧装置试样装置的结构示意图。

参见图1-2，实施例的全尺寸垂直壁面燃烧装置，包括：箱体101和试样装置107。

箱体101的顶部设置有排烟装置102，抽排燃烧所产生的烟气，排烟装置102包括壳体和烟密度测量装置，烟密度测量装置位于壳体内，烟密度测量装置准确测量实验材料204燃烧释放出来的烟密度；箱体101内设置有热辐射板105和点火装置108，点火装置108设置在试样装置107的底部。

试样装置107采用石膏板203作为背板，石膏板203上设置有热电偶，具体的，石膏板203上设有固定孔，固定孔内设有热电偶，热电偶固定于固定孔内；石膏板203一侧安装实验材料204，实验材料204和石膏板203表面接触；试样装置107的顶部设置有第一质量采集装置106，第一质量采集装置106用于采集实验材料204在燃烧过程中的质量；第一质量采集装置106包括电子秤和防火套，电子秤放置在防火套内，在实验过程中对电子秤进行保护；试样装置107的底部设置有第二质量采集装置，第二质量采集装置用于采集滴落物的质量。

试样装置107通过第一质量采集装置106以悬挂的方式放置在箱体101内；箱体101的内壁上固定有支撑杆，支撑杆的两侧均铰接有热辐射板105，热辐射板105和试样装置107的实验材料204表面相对，热辐射板105能够调节角度和/或功率。

本实施例中，箱体101由耐火材料制成，尺寸为1600mm×1200mm×1200mm，实验装置107的尺寸为1250mm×1000mm×120mm，主要模拟实验材料204垂直建筑外立面的安装布置，采用石膏板203壁面，模拟垂直的建筑外立面，建筑装修、外墙实验材料204采用螺钉固定法与夹持式结合固定在石膏板203表面，从而来完成垂直方向上的燃烧试验，将实验材料固定在石膏板203上，来试验壁面燃烧的真实情景，得到更为真实的燃烧数据，说明材料的防火性能，实验装置107的石膏板203壁面垂直方向中轴线位置上，每隔10cm位置对石膏板203进行适当穿洞以用来分别固定一支热电偶，作为实验材料204燃烧蔓延位置确认的依据。

本实施例中，箱体101的两侧均设有观察窗103，观察窗103上铰接有侧板104，侧板104用于减少热辐射板105加热过程中风速的影响。

本实施例中，该装置还包括数据采集仪、控制装置和烟密度分析仪，数据采集仪分别与热电偶、控制装置、第一质量采集装置106和第二质量采集装置连接，烟密度分析仪和烟密度测量装置连接。

作为用于测试材料燃烧性的燃烧装置，本实施例涉及的主要参数有：

1)火蔓延速率：火蔓延速率用燃烧根部位置的变化来定义，即：其中，VP为火蔓延速率，XP(t)为t时刻的实验材料燃烧根部位置，XP(t+Δt)为t+Δt时刻的实验材料燃烧根部位置，Δt为变化时间。实施例中，实验装置的石膏板壁面侧边画起始线和终点线，待实验材料稳定燃烧到达起始线开始计时，每隔数秒读取火焰前锋位置，用于计算火灾蔓延速率。垂直方向中轴线位置上，每隔10cm位置对石膏板进行适当穿孔以用来分别固定一支热电偶，作为实验材料燃烧温度变化依据。

2)样品失重速率和滴落物的质量：试样装置顶部的第一质量采集装置实时记录实验材料质量的变化，试样装置底部第二质量采集装置实时记录滴落物质量，数据采用电脑同步采集。

3)温度数据：使用无纸记录仪和热电偶组成进行采集。

4)烟密度的测量：利用烟密度测量装置实现烟密度的测量。

实验材料燃烧特性除了材料本身的点燃特性、热释放速率等因素有关，还同材料厚度、外部热辐射等因素密切相关，在研究外加热辐射对火蔓延的影响时，在实验材料两侧放置两块供电辐射加热板，热辐射板可调节角度，每块辐射板的功率为15千瓦，辐射板表面温度约为800摄氏度，辐射功率可以调节。通过可编程电源控制箱实现恒定和变热流辐射两种模拟环境，可变热流辐射环境采用线性上升变化的四种不同热辐射源输出功率(20％，40％，60％，90％)下热辐射流环境。

点火装置包括线性火源和点型火源，线性点火源是指将乙醇按照一定的比例加到线性沟槽里，用脉冲点火器将其引燃，火焰呈线性分布的点火源；点型点火源是指将液化气罐与液化气喷枪连接到一起，用脉冲点火器将其引燃，通过调节液化气喷枪使火焰呈点型分布的点火源。在实验中，可根据研究内容来选用不同的点火源，本实施例中采用线性点火源，将线性点火器固定在实验庄子底部，对材料进行初始点燃，在点燃实验材料后将其熄灭。

本实施例中，热电偶为K型精细热电偶，第一质量采集装置为A系列双精度电子称，使用大屏幕背光液晶显示，数字显示清晰，具有称量精度自动调整、去皮、自动置零等独特功能。其量程/精确度如下：

称重范围：精确度0-10kg：5g；10-45kg(或50kg)：10g。

第二质量采集装置为T系列电子天平，使用大屏幕背光液晶显示，数字显示清晰，具有去皮、自动置零等独特功能。其体积为314mm×298mm×110mm，最大称重为3kg，分辨率为0.1g，带串口通讯功能，可使用RS232串口将数据传输到电脑。

八通道无纸记录仪是指8路温度显示器，可远距离测量，8兆内置FLASH存储器，即可存52万点数据。4.0寸TFT显示，简便触摸屏操作，带串口通讯功能，可将历史数据或实时数据传输到上位机，也可以在本设备上直接查看数据曲线，其精度为±0.3℃，分辨率为0.1℃，量程范围为-50.0～999.0℃(K型)，主要功能如下：

①记录数据查询，有两种方法进行查询并以波形方式显示数据，一种是索引查询，即按开始记录时间开始查询；另一种是时间查询，即输入想要查询的开始时间进行查询。

②时间设置，系统时间设置，内置时钟电池，断电后不用重新设置。

③记录设置，可设置数据记录间隔时间，可设置为1秒，3秒，10秒，15秒，30秒，1分，2分。

④触摸屏校准，当触摸屏按键有偏差时，可进行重新校准，超过30秒不操作，自动返回主界面。

⑤串口通讯，可选择发送实时数据和发送历史数据，也可以在发送过程中，中断发送，发送实时数据时可以进行后台运行。

全尺寸垂直壁面燃烧实验装置测量记录系统：

温度数据是由八通道无纸记录仪和热电偶组成进行采集，热电偶为K型精细热电偶，其数据由数据线传输至数据采集仪，进行显示并保存；数据采集仪通过USB转串口的RS232接口与计算机连接；计算机安装有数据采集仪专用采集软件。

质量采用电子称和电子天平获得，其信号由数据线传输至数据采集仪，进行显示并保存，数据采集仪通过USB转串口的RS232接口与计算机连接，将其数据传输到电脑，运用专用软件进行数据分析处理。

烟密度采用烟密度分析仪获得，数据可以直接在烟密度分析仪上进行分析显示。

本实施例将实验材料固定在石膏板上，来试验壁面燃烧的真实情景，得到更为真实的燃烧数据，说明材料的防火性能，设置热辐射板对实验材料进行加热，通过调节热辐射板的功率和角度来试验不同工况下实验材料的燃烧性，能够有效进行材料垂直壁面燃烧测试，操作方便，调节灵活。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。