УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ Российский патент 2009 года по МПК G01N25/00 F27B17/02 F42B35/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний объектов, содержащих взрывчатые и токсичные вещества, на различные тепловые воздействия, включая пожары.

Известна установка для исследования объектов при высоких температурах, содержащая рабочую камеру с загрузочным окном, выполненным с возможностью его перекрытия, устройства для нагрева и крепления объекта (см. а.с. СССР №274421, МПК 6 G01N 3/18, опубл. 24.06.70, бюл. №21).

Известна установка для исследования объектов при высоких температурах, выбранная в качестве прототипа, содержащая рабочую камеру с загрузочным окном, выполненным с возможностью его перекрытия, размещенные внутри камеры устройства для нагрева и крепления объекта, рабочая камера дополнительно содержит в верхней части вытяжную трубу, в нижней части - люк, снабженные подвижными заслонками, запальное устройство, устройство подачи огнегасительного средства внутрь камеры, устройство для нагрева выполнено в виде, как минимум, одного топливного коллектора с вихревыми форсунками с испарителями, устройство для подачи топлива, трубу для подвода топлива к коллектору, соединенную одним концом с устройством для подачи топлива, а другим - с коллектором (см. патент РФ №2149330, МПК 8 F27B 17/02, G01N 25/00, опубл. 20.05.2000 г., бюл. №14).

Воспламенение топлива в данных установках производится с помощью запального устройства в виде установленного на корпусе тепловой камеры пиропатрона, который выпускает поток пламени при подаче на него электрического импульса и воспламеняет жидкое топливо, разбрызгиваемое из форсунок.

Недостатки этих установок:

- на данных установках топливо дистанционно можно воспламенить только один раз в начале испытания, что не позволяет реализовать режимы теплового воздействия, в алгоритме которых возникает потребность временного прекращения горения топлива в камере и последующего (через определенное время) его поджига;

- низкая надежность, так как при несанкционированном прекращении горения топлива в камере (например, при кратковременном отключении электричества) невозможно продолжение эксперимента, кроме того, кратковременным форсом пламени пиропатрона трудно поджечь такие относительно безопасные виды топлива, как керосин или солярка (особенно при низких температурах).

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение дистанционного воспламенения топлива в рабочей камере установки для исследования объектов при высоких температурах необходимое количество раз в любой момент времени.

Технический результат: расширение диапазона управления тепловым полем в процессе теплового воздействия на объект, повышение надежности и безопасности.

Поставленная задача решается тем, что установка для исследования объектов при высоких температурах содержит рабочую камеру с загрузочным окном, выполненным с возможностью его перекрытия, размещенные внутри камеры устройство для крепления объекта и по крайней мере один топливный коллектор с вихревыми форсунками, устройство для подачи топлива, трубу, соединенную одним концом с устройством для подачи топлива, а другим - с коллектором, запальное устройство. Установка дополнительно содержит, по крайней мере, один лоток, установленный под коллектором, и, по крайней мере, одну пару дополнительных устройств подачи топлива и поджига топлива, каждое из которых размещено на заданном расстоянии от рабочей камеры и соединено соответственно первой и второй дополнительными трубами с лотком, а на второй дополнительной трубе перед устройством поджига установлено устройство охлаждения трубы.

Дополнительное устройство подачи топлива может содержать топливный бак, выполненный с возможностью его охлаждения, заборную трубку, один конец которой размещен в топливном баке с возможностью забора топлива со дна бака, а второй конец соединен через разрушаемую при заданном давлении герметичную прокладку с первой дополнительной трубой, газогенератор, установленный в топливном баке и выполненный с возможностью подачи пороховых газов внутрь топливного бака.

Дополнительное устройство поджига топлива может содержать пиропатрон и заряд, размещенные внутри перфорированного цилиндра, установленного соосно внутри цилиндрического корпуса, подсоединенного ко второй дополнительной трубе.

От прототипа данное изобретение отличается тем, что содержит, по крайней мере, один лоток, установленный под коллектором, и, по крайней мере, одну пару дополнительных устройств подачи топлива и поджига топлива, каждое из которых размещено на заданном расстоянии от рабочей камеры и соединено соответственно первой и второй дополнительными трубами с лотком, причем на второй дополнительной трубе перед устройством поджига установлено устройство охлаждения трубы.

Дополнительное устройство подачи топлива может содержать топливный бак, выполненный с возможностью его охлаждения, заборную трубку, один конец которой размещен в топливном баке с возможностью забора топлива со дна бака, а второй конец соединен через разрушаемую при заданном давлении герметичную прокладку с первой дополнительной трубой, газогенератор, установленный в топливном баке и выполненный с возможностью подачи пороховых газов внутрь топливного бака.

Дополнительное устройство поджига топлива может содержать пиропатрон и заряд, размещенные внутри перфорированного цилиндра, установленного соосно внутри цилиндрического корпуса, подсоединенного ко второй дополнительной трубе.

Введение в установку для исследования объектов при высоких температурах, содержащую рабочую камеру с загрузочным окном, выполненным с возможностью его перекрытия, размещенные внутри камеры устройство для крепления объекта и, по крайней мере, один топливный коллектор с вихревыми форсунками, устройство для подачи топлива, трубу, соединенную одним концом с устройством для подачи топлива, а другим - с коллектором, запальное устройство, по крайней мере, одного лотка, установка его под коллектором и введение, по крайней мере, одной пары дополнительных устройств подачи и поджига топлива, каждое из которых соединено соответственно первой и второй дополнительными трубами с лотком, позволяет надежно дистанционно производить поджиг в любой момент времени трудно воспламеняющегося топлива (керосин, солярка) в рабочей камере, тем самым надежно обеспечить изменяемое по заданному алгоритму тепловое поле в рабочей камере установки в процессе теплового воздействия на объект.

Размещение устройств подачи и поджига топлива на заданном расстоянии от рабочей камеры, установка на второй дополнительной трубе перед устройством поджига устройства охлаждения этой трубы исключают тепловое воздействие на дополнительные устройства подачи и поджига топлива и, соответственно, преждевременное их срабатывание.

Выполнение дополнительного устройства подачи топлива содержащим топливный бак, заборную трубку, один конец которой размещен в топливном баке с возможностью забора топлива со дна бака, а второй конец соединен с первой дополнительной трубой, газогенератор, установленный в топливном баке и выполненный с возможностью подачи пороховых газов внутрь топливного бака, позволяет давлением пороховых газов подать в нужный момент в лоток легко воспламеняемое топливо, например бензин.

Выполнение топливного бака дополнительного устройства подачи топлива с возможностью его охлаждения, соединение второго конца заборной трубки через разрушаемую при заданном давлении герметичную прокладку с первой дополнительной трубой исключает преждевременное срабатывание устройства или выход его из строя от теплового воздействия установки.

Выполнение дополнительного устройства поджига топлива содержащим пиропатрон и заряд, размещенные внутри перфорированного цилиндра, установленного соосно внутри цилиндрического корпуса, подсоединенного ко второй дополнительной трубе, позволяет надежно поджечь в лотке легко воспламеняемое топливо, например бензин.

Изобретение поясняется чертежами:

- на фиг.1 и 2 представлены вид сбоку и вид сверху установки с одной парой дополнительных устройств подачи и поджига топлива соответственно;

- на фиг.3 изображен разрез дополнительного устройства подачи топлива;

на фиг.4 изображено устройство охлаждения трубы, подсоединенной к устройству поджига;

- на фиг.5 изображено дополнительное устройство поджига топлива.

Поставленная задача достигается следующим образом. Внутри рабочей камеры 1 с загрузочным окном, выполненным с возможностью его перекрытия створками 2, размещены: устройство 3 для крепления объекта 4 и, по крайней мере, один топливный коллектор 5 с вихревыми форсунками 6, под топливным коллектором 5 установлен, по крайней мере, один лоток 7. Запальное устройство 8 закреплено на стенке рабочей камеры 1 и направленно в лоток 7. Установка содержит устройство для подачи топлива, в качестве которого обычно используют центробежный топливный насос (не показан), соединенное трубой 9 с топливным коллектором 5, и, по крайней мере, одну пару дополнительных устройств подачи 10 и поджига 11 топлива, каждое из которых размещено на заданном расстоянии (в данном примере 3-5 м) от рабочей камеры 1 и соединено, соответственно, первой 12 и второй 13 дополнительными трубами с лотком 7. На второй дополнительной трубе 13 перед устройством поджига 11 установлено устройство охлаждения 14 этой трубы (выполненное в данном случае в виде кожуха с циркулирующей в нем водой).

Дополнительное устройство подачи топлива 10 содержит наполненный (в данном примере бензином 15) топливный бак 16, выполненный с возможностью его охлаждения, заборную трубку 17, один конец которой размещен в топливном баке с возможностью забора топлива со дна бака, а второй конец соединен через разрушаемую при заданном давлении герметичную прокладку 18 с первой дополнительной трубой 12. Газогенератор 19 установлен в топливном баке 16 и выполнен с возможностью подачи пороховых газов внутрь топливного бака.

Дополнительное устройство поджига топлива 11 содержит пиропатрон 20 и заряд 21, выполненный из смеси в заданной пропорции (в данном примере 1:1) пороха и алюминиевой пудры, размещенные внутри перфорированного цилиндра 22, установленного соосно внутри цилиндрического корпуса 23, подсоединенного ко второй дополнительной трубе 13.

Работает установка в следующем порядке.

Перед опытом снаряжаются и устанавливается необходимое количество пар (определяется алгоритмом теплового нагружения) дополнительных устройств подачи 10 и поджига 11 топлива на расстоянии от рабочей камеры 1, на котором исключается их нагрев до несанксанированного срабатывания от теплового излучения. Лоток 7 заполняется бензином.

Запускается запальное устройство 8, которое поджигает бензин в лотке 7, а затем производится подача основного топлива (в данном примере керосина) через вихревые форсунки 6 и надежный поджиг его горящим в лотке бензином. Далее осуществляется процесс теплового нагружения объекта 4 по заданному алгоритму.

Нагрев дополнительных устройств подачи 10 и поджига 11 топлива путем теплопередачи по трубам 12 и 13 исключается охлаждением циркулирующей воды вокруг бака 16 и в устройстве охлаждения 14 трубы 13 соответственно. Заборная трубка 17 одним концом направлена ко дну топливного бака с возможностью забора топлива со дна бака, а вторым концом соединена через разрушаемую при заданном давлении герметичную прокладку 18 с первой дополнительной трубой 12, что позволяет разделить полости рабочей камеры 1 и топливного бака 16 и, таким образом, исключается проникание паров топлива в тепловую камеру 1 и преждевременное выгорание топлива. Т.е. продолжительность работы установки для исследования объектов при высоких температурах не влияет на работоспособность дополнительных устройств подачи 10 и поджига 11 топлива.

При повторном включении установки подается электрический сигнал на срабатывание газогенератора 19 дополнительного устройства подачи топлива 10. Внутрь топливного бака 16 подаются пороховые газы, под давлением которых топливо разрушает прокладку 18 и по трубе 12 поступает в лоток 7. Затем подается электрический сигнал на срабатывание пиропатрона 20 дополнительного устройства поджига 11, поджигается выполненный из смеси пороха и алюминиевой пудры заряд 21 и по трубопроводу 13 над лотком 7 с бензином выбрасывается форс пламени с догорающей алюминиевой пудрой. Это обеспечивает надежный поджиг бензина в лотке 7. Затем снова производится подача основного топлива через вихревые форсунки 6 и надежный поджиг его горящим в лотке бензином.

Таким образом, изобретение обеспечивает дистанционное воспламенение топлива необходимое количество раз в любой момент времени в установке для исследования объектов при высоких температурах, что расширяет диапазон управления тепловым полем в процессе теплового воздействия на объект, повышение надежности работы и безопасности эксплуатации установки.

Изобретение относится к испытаниям объектов, содержащих взрывчатые и токсичные вещества, на различные тепловые воздействия. Установка содержит рабочую камеру с загрузочным окном, выполненным с возможностью его перекрытия, размещенные внутри камеры устройство для крепления объекта и, по крайней мере, один топливный коллектор с вихревыми форсунками, устройство для подачи топлива, трубу, соединенную одним концом с устройством для подачи топлива, а другим - с коллектором, запальное устройство, дополнительно, по крайней мере, один лоток, установленный под коллектором, и, по крайней мере, одну пару дополнительных устройств подачи и поджига топлива, каждое из которых размещено на заданном расстоянии от рабочей камеры и соединено соответственно первой и второй дополнительными трубами с лотком. На второй дополнительной трубе перед устройством поджига установлено устройство охлаждения трубы. Расширяется диапазон управления тепловым полем в процессе теплового воздействия на объект, повышается надежность и безопасность. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Установка для исследования объектов при высоких температурах, содержащая рабочую камеру с загрузочным окном, выполненным с возможностью его перекрытия, размещенные внутри камеры устройство для крепления объекта и, по крайней мере, один топливный коллектор с вихревыми форсунками, устройство для подачи топлива, трубу, соединенную одним концом с устройством для подачи топлива, а другим - с коллектором, запальное устройство для поджига топлива, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, одним лотком, установленным под коллектором, и, по крайней мере, одной парой дополнительных устройств для подачи и для поджига топлива, каждое из которых размещено на заданном расстоянии от рабочей камеры и соединено соответственно первой и второй дополнительными трубами с лотком, причем на второй дополнительной трубе перед устройством поджига топлива установлено устройство ее охлаждения.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительное устройство подачи топлива содержит топливный бак, выполненный с возможностью его охлаждения, заборную трубку, один конец которой размещен в топливном баке с возможностью забора топлива со дна бака, а второй конец соединен через разрушаемую при заданном давлении герметичную прокладку с первой дополнительной трубой, газогенератор, установленный в топливном баке и выполненный с возможностью подачи газов внутрь топливного бака.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительное устройство поджига топлива содержит пиропатрон и заряд, размещенные внутри перфорированного цилиндра, установленного соосно внутри цилиндрического корпуса, подсоединенного ко второй дополнительной трубе.