Устройство для оценки пожарной опасности твердых материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N25/50 

Изобретение относится к исследованию пожарной опасности твердых материалов и предназначено для определения температурных и концентрационных пределов воспламенения продуктов термического разложения (летучих) полимерных строительных материалов.

Цель изобретения - повышения достоверности оденки пожарной опасности материалов в открытых помещениях.

На фиг. 1 изображено устройство для оденки пожарной опасности твердых материалов, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

- Устройство содержит раму 1 и камеру 2 с диффузором 3. На камере 2 с помощью петли 4 укреплена откиды- ва ющаяся дверца 5 вместе с размещенными на ней держателем образца 6, ра диометром 7, вставками 8, исследуемым образцом 9 и термопарой 10. Дверца 5 удерживается в рабочем положени фиксатором 11.. Выще образца 9 размещена свеча 12 зажигания. Сверху камера 2 закрывается крышкой 13. На внутренних поверхностях камеры 2, крышки 13 и диффузора 3 нанесен слой теплоизоляции 14. В объеме камеры и крышки размещены термопары 15, часть из которых установлена на слое теплоизоляции 14. В верхней части крышки 13 находится отверстие 16, закрьшаемое пробкой 17. На камере 2 напротив образца 9 укреплен излучатель 18, получающий злектропитание от программного регулятора мощности

(ПРМ) 19, Излучатель 18 содержит нагревательный элемент 20 и защитное стекло 21, собранные на стойках 22

(см. фиг. 2) с зазором друг относительно друга.- Свеча 12 зажигания, установленная выше исследуемого образца 9, но вне зоны непосредствен

Лазерный термометр 25, сканируя по высоте внутренний объем диффузо ра, вьщает в цифровой форме информа цию о температуре газа (воздуха). В случае фиксированного положения лазерного термометра 25 информация может быть представлена обрабатываю

ного воздействия излучателя 18, полу- 45 щим блоком термометра в виде цифры

чает электропитание от программного блока питания (ПВП) 23. Под диффузором 3 установлены зеркало 24 и при- бор обнаружения границы сред, например лазерный термометр 25.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении дверца 5 открыта, отверстие 16 закрыто пробкой 17. В держатель образца 6- закладываются исследуемьш образец 9 и вставки 8, компенсирующие разницу высот и толщин держателя и образца материала, таким образом, чтобы

высоты зоны газ-воздух или. объема г зовоздушной смеси.

Далее подается питания на ПБП 23

50 Через заранее заданный промежуток времени, например 5 с, ПВП 23 генерирует высоковольтньй импульс на свечу 12 залсигания. Электроды свечи 12 зажигания, расположенные в струе

55 газов, непосредственно сходящих с поверхности образца 9, формируют искровый разряд в локальном объеме с наивысшей температурой, т.е. в наиболее подготовленной к воспламе

5

5

0

плоскость образца была заподлицо со стенкой камеры 2. Дверца 5 закрывается и стопорится в закрытом положении фиксатором 11.

Включают ПРМ 19. Исследуемый образец 9 нагревается энергией излучателя 18. Плотность теплового потока регулируется энергией ПРМ 19, но всегда меньше плотности, необходимой для самовоспламенения образца. Образец 9 нагревается и разлагается с вьщелением газов и дыма. Восходящие конвективно потоки смеси воздуха с продуктами термодеструкции сходят, по всей ширине образца и таким образом заполняют камеру по всей ее ширине, тем самым .исключая образование застойных зон. Температура газовоздушной среды повьш1ается. Расширяясь, газовая смесь занимает часть объема диффузора и контактирует с холодным атмосферным воздухом, создавая условия для диффузии кислорода в смесь. Тепломассообмен в объеме установки оказывается подобным таковому при начальной стадии пожара в жилом помещении с открытым дверным проемом.

Процесс терморазложения некоторых материалов характеризуется вспучиванием и разрушением образца. При данной пространственной ориентации образца исключается возможность смеще- . ния, выпадания-части или всего об- 5 разца из зоны облучения, поскольку поле силы тяжести прижимает материал к плоскости держателя образца.

Лазерный термометр 25, сканируя по высоте внутренний объем диффузора, вьщает в цифровой форме информа- цию о температуре газа (воздуха). В случае фиксированного положения лазерного термометра 25 информация может быть представлена обрабатываю0

0

45 щим блоком термометра в виде цифры

высоты зоны газ-воздух или. объема газовоздушной смеси.

Далее подается питания на ПБП 23.

50 Через заранее заданный промежуток времени, например 5 с, ПВП 23 генерирует высоковольтньй импульс на свечу 12 залсигания. Электроды свечи 12 зажигания, расположенные в струе

55 газов, непосредственно сходящих с поверхности образца 9, формируют искровый разряд в локальном объеме с наивысшей температурой, т.е. в наиболее подготовленной к воспламе3128

нению ПОР1ДИИ смеси. По мере достижения необходимой концентрации углеводородов происходит воспламенение образовавшейся смеси, что фиксируется визуально с помощью зеркала 24 по резкому движению газов, сопровождающемуся обычно появлением огненного шара, а при

сильных вспышках - Воспламенение

и резким хлопком небольшого объема камеры сопровожда- ется воспламенением поверхности образца за счет оставшегося в объеме кислорода. При сильной вспышке образец не воспламеняется. Одновременно регистрируется промежуток времени от включения ПРИ 19 и показания лазерного термометра 25. Температура газовоздушной среды непосредственно перед воспламенением принимается за температуру воспламе- нения. Величины температур 10, 15 и теплового потока 7 регистрируются в течение всего процесса термодеструкции образца 9.

По окончании опыта выключается ИРМ 19 и ПБП 23, из отверстия 16 вынимается пробка 17, отжимается фиксатор 11 и откидьгоается дверца 5. Возникающий вертикальный конвективный поток осуществляется интенсив- ную продувку объема камеры. В случае необходимости осмотра внутренних поверхностей, ремонта термопар, теплоизоляции и т.п. снимается крышка 13 камеры 2. Точность определения температуры воспламенения лимитируется промежутком времени между вое-. пламеняющими импульсами.

Формула изобретения

1. Устройство для оценки пожарной опасности твердых материалов, содержащее камеру, свечу зажигания, держатель образца и излучатель, о т-

4

личаю.щееся тем, что, с целью повышения достоверности оценки пожарной опасности материалов в открытых помещениях, камера выполнена прямоугольного сечения с закры7-ой верхней и открытой нижней частью, при этом к открытой нижней части камеры подсоединен , а поверхность верхней части выполнена овальной, внутренняя поверхность камеры и диффуз.ора теплоизолированы инертным материалом, держатель образца и излучатель расположены на противоположных стенках камеры, причем поверхности держателя образца и излучателя параллельны одна другой, а плоскость держателя образца ориентирована под углом к вертикали так, чтобы излучатель был расположен вы- ше держателя образца, горизонталь- . ный размер держателя образца равен внутреннему размеру стенки камеры, излучатель установлен заподлицо с внутренней поверхностью стенки камеры.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, верхняя часть камеры выполнена съемной с отверстием, снабженным пробкой.

3.Устройство .по п. 1, отличающееся тем, что излучатель содержит нагревательньш элемент и защитное стекло, установленные с зазором между собой.

4.Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что в держателе образца установлена вставка из инертного теплоизоляционного материала с возможностью ее замены.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что свеча зажигания установлена выше держателя образца на той же стенке, что и держатель образца.

I

25

.

фиг.1

фаг. 2

Изобретение относится к иссле дованию пожарной опасности твердых - материалов и может быть использовано для определения температурных и концентрационных пределов воспламенения продуктов термического разложения полимерных строительных материалов. Цель изобретения - повышение достоверности оценки пожарной опасности материалов в открытых помещениях. Устройство содержит раму с камерой и диффузором. На открывающейся дверце размещены держатель об-. разца, радиометр, вставки, исследуемый образец и термопара. Отсутствие застойных зон внутри камеры обеспечивается выполнением ее в поперечном сечении прямоугольной формы с овальной верхней частью, применением исследуемого образца шириной, равной ширине камеры, и вставками, компенсирующими разницу высот и толщин держателя и исследуемого образца. Внутренняя поверхность устройства покрыта слоем теплоизоляции. На камере, напротив и параллельно плоскости исследуемого образца, установлен излучатель. Наличие диффузора исключает потери газовоздушной смеси при ее расширении. Программный блок питания генерирует с заданными интервалами высоковольтный импульс на свечу зажигания . По мере достижения необходимой концентрации углеводородов происходит воспламенение образовавшейся горючей смеси. Эффект воспламенения регистрируется визуально с помощью зеркала, установленного ниже диффузора, а объем газовоздушной смеси по показаниям лазерного термометра. 4 з.п. ф-лы. 2 ил. с (Л с: к 00 о О1 о

Редактор А.Долинич

Составитель В.Михалкин

Техред А.Краичук .Корректор И.Эрдейи

Заказ 7060/48 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4