CN111239185A - 一种样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，包括炉体、基座、翻转架、动力源和用于装夹测试样品的固定架；所述炉体安装于翻转架，所述基座上设有滚轮支撑座，所述翻转架设置于滚轮支撑座，所述翻转架的外侧设有驱动链条，所述动力源安装于基座，且所述动力源通过传动机构与驱动链条连接；所述固定架通过固定机构安装于炉体的开口；所述炉体的炉内设有测温热电耦和压力传感器，所述炉体的两侧均设有燃气喷枪，此燃气喷枪的喷火方向与固定架平行。同时，本发明还公开了一种样品倾斜角度可调的耐火性能测试方法。本发明可实现采用一个装置对测试处于水平、垂直或不同倾斜角度情况下的测试样品进行耐火测试，满足不同试验的需求。
Description
技术领域
本发明涉及耐火试验技术，具体涉及一种样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置及测试方法。
背景技术
耐火试验是通过模拟真实火灾的方式来检测建筑构件耐火性能的一种试验方法，基于此试验的建筑构件包括墙体、顶棚、楼板、梁、柱、防火门、防火卷帘、防火窗、防火玻璃、钢结构防火涂料、防火封堵材料、排烟阀、防火阀等。通过进行耐火试验，可正确地评判被测建筑构件的耐火性能，从而为建筑设计和验收提供指导性的数据，从而提高建筑物的火灾安全性。
一般情况下，对墙体材料、防火门、防火卷帘等通常在竖直状态下使用的构件，耐火试验时，被测试件应保持在竖直状态，试件试验过程中试件自重集中在试件底部；对于顶棚、楼板等通常在水平状态下使用的构件，耐火试验时，被测试件应保持在水平状态，试件试验过程中试件四周固定在边框上，试件需有足够的强度能够支撑起被测试件保持水平状态，不会在试验过程垮塌。两种不同试验状态对试件的要求有很大区别，因此，不同使用条件下的试件需要选择不同的试验状态。
为了满足不同的试验需求，一般情况下，实验室都会分别建造一个水平的和一个竖直的耐火极限试验炉，从而满足不同的使用条件。由于试验炉的控制系统很复杂，需要的场地很大，这种情况下实验室所需的投资都非常巨大。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置。此样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置可检测不同角度情况下的耐火性能，以满足不同的试验需求。
本发明的另一目的是提供样品倾斜角度可调的耐火性能测试方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：本样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，包括炉体、基座、翻转架、动力源和用于装夹测试样品的固定架；所述炉体安装于翻转架，所述基座上设有滚轮支撑座，所述翻转架设置于滚轮支撑座，所述翻转架的外侧设有驱动链条，所述动力源安装于基座，且所述动力源通过传动机构与驱动链条连接；所述固定架通过固定机构安装于炉体的开口；所述炉体的炉内设有测温热电耦和压力传感器，所述炉体的两侧均设有燃气喷枪，此燃气喷枪的喷火方向与固定架平行。
优选的，所述翻转架包括截面呈半圆形的底架和截面呈“L”形的支承架，所述驱动链条固定于底架的外壁面，所述支承架安装于底架的内侧；所述炉体固定于承架。
优选的，所述传动机构包括主动轮、传动杆、从动轮和2个驱动轮，所述主动轮安装于动力源的动力输出轴，2个驱动轮安装于传动杆的两端，所述从动轮安装于传动杆，且从动轮位于2个驱动轮之间，所述主动轮与从动轮啮合，2个驱动轮分别与相应的驱动链条连接。
优选的，所述固定架包括2张夹板，2张夹板相对设置，所述夹板的中间设有窗口，此窗口的面积大于炉体的开口的面积。
优选的，所述固定机构具有4套，每2套对称设置于炉体的两侧。
优选的，所述固定机构包括螺栓、手轮和压片，所述螺栓安装于炉体的外侧，所述手轮和压片均套接于螺栓的外端；当固定架安装于炉体的开口时，手轮被旋紧，且压片压紧固定架的外侧面。
优选的，所述炉体的顶部设有排烟管道。
基于上述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置实现的测试方法，包括以下步骤：
S1)将安装了测试样品的固定架安装于炉体的开口处，动力源通过传动机构及驱动链条带动翻转架转动，令测试样品到达所需要的倾斜角度；
S2)将燃气喷枪连接到燃气气源和助燃空气气源，将排烟管道连接至排烟风机，并记录炉体内的数据，之后点燃燃气喷枪；
S3)在燃气喷枪持续燃烧的过程中，通过数据采集系统观测测试样品的背火侧面的温度变化，并观察测试样品的表面是否有裂缝、火焰产生；
S4)燃气喷枪持续燃烧一定时间后，关闭燃气喷枪的燃气供应，炉体内的火焰熄灭，结合检测到的数据和观察的现象可得在一定倾斜角度下测试样品的耐火性能。
优选的，步骤1)中，倾斜角度的大小为0°～90°。
优选的，步骤S3)和S4)中的数据均包括炉体内的温度和压力。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：
1、本发明中样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置利用翻转架等调整炉体的倾斜角度，以实现对测试样品的角度调整，则可实现采用一个装置对测试处于水平、垂直或不同倾斜角度情况下的测试样品进行耐火测试，满足不同试验的需求。
2、本发明中仅采用一个装置可满足不同的试验需求，而不需要像传统一样根据不同的需求建造不同的试验炉，减少了空间占用率，还降低了试验成本。
附图说明
图1是本发明的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置的第一结构示意图。其中，测试样品与水平面之间的角度为90°。
图2是图1的侧视图。
图3是本发明的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置的第二结构示意图。其中，测试样品与水平面之间的角度为0°。
图4是图3的侧视图。
其中，1为炉体，2为基座，3为翻转架，4为动力源，5为固定架，6为滚轮支撑座，7为驱动链条，8为传动机构，9为固定机构，10为燃气喷枪，11为测温热电耦，12为压力传感器，13为底架，14为支承架，15为主动轮，16为传动杆，17为驱动轮，18为夹板，19为螺栓，20为手轮，21为压片，22为排烟管道，23为滚轮，24为支撑座，25为测试样品。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1至图4所示的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，包括炉体、基座、翻转架、动力源和用于装夹测试样品的固定架；所述炉体安装于翻转架，所述基座上设有滚轮支撑座，所述翻转架设置于滚轮支撑座，所述翻转架的外侧设有驱动链条，所述动力源安装于基座，且所述动力源通过传动机构与驱动链条连接；所述固定架通过固定机构安装于炉体的开口；所述炉体的炉内设有测温热电耦和压力传感器，所述炉体的两侧均设有燃气喷枪，此燃气喷枪的喷火方向与固定架平行。具体的，滚轮支撑座具有4个，此4个呈矩分布，从而确保翻转架的稳定性。而滚轮支撑座主要由滚轮和支撑座构成，支撑座安装于基座上，而滚轮通过转动安装于支撑座，这结构简单，稳定性好。动力源可采用电机或马达。本实施例中的动力源采用电机，电机启动时，通过传动机构和驱动链条以带动翻转架进行转动，从而调整测试样品的角度，以令测试样品处于水平、垂直或其他倾斜角度。驱动链条使用2组，此2组驱动链条平行设置于翻转架的外壁面，这可进一步保证翻转架转动时的稳定性。
所述翻转架包括截面呈半圆形的底架和截面呈“L”形的支承架，所述驱动链条固定于底架的外壁面，所述支承架安装于底架的内侧；所述炉体固定于承架。具体的，支承架的外壁面与底架的两端均固定连接，而炉体通过耐高温防火泥粘接于支承架的两个内直角面，此结构简单，稳定性好，且方便安装。
所述传动机构包括主动轮、传动杆、从动轮和2个驱动轮，所述主动轮安装于动力源的动力输出轴，2个驱动轮安装于传动杆的两端，所述从动轮安装于传动杆，且从动轮位于2个驱动轮之间，所述主动轮与从动轮啮合，2个驱动轮分别与相应的驱动链条连接。采用2个驱动轮，且此2个驱动轮被电机同步驱动，这动力输送稳定，可进一步保证调整翻转架时，翻转架可稳定转动。
所述固定架包括2张夹板，2张夹板相对设置，所述夹板的中间设有窗口，此窗口的面积大于炉体的开口的面积。此固定架的结构简，方便测试过程中对测试样品进行观察。具体的，窗口呈正方形，窗口的面积大于开口的面积，则可令测试样品被充分灼烧，以保证试验效果。
所述固定机构具有4套，每2套对称设置于炉体的两侧。所述固定机构包括螺栓、手轮和压片，所述螺栓安装于炉体的外侧，所述手轮和压片均套接于螺栓的外端；当固定架安装于炉体的开口时，手轮被旋紧，且压片压紧固定架的外侧面。采用4套固定机构可保证装夹好测试样品的固定架被稳定安装在炉体的开口处。同时固定机构主要由螺栓、手轮和压片构成，这结构简单，操作方便，可进一步保证固定架稳定地被固定于炉体的开口。
所述炉体的顶部设有排烟管道。令炉体内的废气顺利排出，以避免影响实验效果。
基于上述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置实现的测试方法，包括以下步骤：
S1)将安装了测试样品的固定架安装于炉体的开口处，动力源通过传动机构及驱动链条带动翻转架转动，令测试样品到达所需要的倾斜角度；
S2)将燃气喷枪通过快插接头连接到燃气气源和助燃空气气源，将排烟管道通过快插接头连接至排烟风机，并记录炉体内的数据，之后点燃燃气喷枪；
S3)在燃气喷枪持续燃烧的过程中，通过数据采集系统观测测试样品的背火侧面(即不受火的一侧面)的温度变化，并通过窗口观察测试的样品表面是否有裂缝、火焰产生；此步骤S3)中采用的数据采集系统为现有的数据采集系统。
S4)燃气喷枪持续燃烧一定时间后，关闭燃气喷枪的燃气供应，炉体内的火焰熄灭，结合检测到的数据和观察的现象可得在一定倾斜角度下测试样品的耐火性能。
步骤1)中，倾斜角度的大小为0°～90°。
步骤S3)和S4)中的数据均包括炉体内的温度和压力。炉体内的温度通过测温热电耦检测，而压力采用压力传感器检测，测温热电耦和压力传感器检测到的数据被输送到耐火性能测试装置的控制系统内记录并在控制系统中的显示器显示。耐火性能测试装置的控制系统采用现有的控制控制，以减少设计成本。
具体的，本实施例中，燃气喷枪采用4支，在炉体的两侧分别安装2支燃气喷枪，且位于两侧的燃气喷枪错开设置，即不正对设置。同时，在燃气喷枪的正对面安装相应的测温热电耦。炉体的内部空间的体积为1m3，测试样品的侧面面积为2m2，翻转架的承载能力为10吨，其中测试样品与水平面之间的角度为90°。
实施例2
本样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置除以下技术特征外同实施例1：炉体的内部空间的体积为8m3，燃气喷枪数量为8个，测试样品为2m2，翻转架的承载能力为20吨，其中测试样品与水平面之间的角度为0°。
实施例3
本样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置除以下技术特征外同实施例1：炉体的内部空间的体积为50m3，燃气喷枪数量为20个，测试样品为4m2，翻转架的承载能力为30吨，其中测试样品与水平面之间的角度为90°。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，其特征在于：包括炉体、基座、翻转架、动力源和用于装夹测试样品的固定架；所述炉体安装于翻转架，所述基座上设有滚轮支撑座，所述翻转架设置于滚轮支撑座，所述翻转架的外侧设有驱动链条，所述动力源安装于基座，且所述动力源通过传动机构与驱动链条连接；所述固定架通过固定机构安装于炉体的开口；所述炉体的炉内设有测温热电耦和压力传感器，所述炉体的两侧均设有燃气喷枪，此燃气喷枪的喷火方向与固定架平行。
2.根据权利要求1所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，其特征在于：所述翻转架包括截面呈半圆形的底架和截面呈“L”形的支承架，所述驱动链条固定于底架的外壁面，所述支承架安装于底架的内侧；所述炉体固定于承架。
3.根据权利要求1所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，其特征在于：所述传动机构包括主动轮、传动杆、从动轮和2个驱动轮，所述主动轮安装于动力源的动力输出轴，2个驱动轮安装于传动杆的两端，所述从动轮安装于传动杆，且从动轮位于2个驱动轮之间，所述主动轮与从动轮啮合，2个驱动轮分别与相应的驱动链条连接。
4.根据权利要求1所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，其特征在于：所述固定架包括2张夹板，2张夹板相对设置，所述夹板的中间设有窗口，此窗口的面积大于炉体的开口的面积。
5.根据权利要求1所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，其特征在于：所述固定机构具有4套，每2套对称设置于炉体的两侧。
6.根据权利要求1所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，其特征在于：所述固定机构包括螺栓、手轮和压片，所述螺栓安装于炉体的外侧，所述手轮和压片均套接于螺栓的外端；当固定架安装于炉体的开口时，手轮被旋紧，且压片压紧固定架的外侧面。
7.根据权利要求1所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置，其特征在于：所述炉体的顶部设有排烟管道。
8.基于权利要求1～7任意一项所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试装置实现的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)将安装了测试样品的固定架安装于炉体的开口处，动力源通过传动机构及驱动链条带动翻转架转动，令测试样品到达所需要的倾斜角度；
S2)将燃气喷枪连接到燃气气源和助燃空气气源，将排烟管道连接至排烟风机，并记录炉体内的数据，之后点燃燃气喷枪；
S3)在燃气喷枪持续燃烧的过程中，通过数据采集系统采集测试样品的背火侧面的温度变化，并观察测试样品的表面是否有裂缝、火焰产生；
S4)燃气喷枪持续燃烧一定时间后，关闭燃气喷枪的燃气供应，炉体内的火焰熄灭，结合检测到的数据和观察的现象可得在一定倾斜角度下测试样品的耐火性能。
9.根据权利要求8所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试方法，其特征在于：步骤1)中，倾斜角度的大小为0°～90°。
10.根据权利要求8所述的样品倾斜角度可调的耐火性能测试方法，其特征在于：步骤S3)和S4)中的数据均包括炉体内的温度和压力。
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