Стенд для испытания термозащитных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N25/50 

Изобретение относится к устройствам для измерения физических свойств материалов, в частности теплопроводности термозащитных материалов, и может быть использовано для определения теплозащитных свойств материалов противопожарных костюмов и оборудо- . вания.

Известен стенд для испытания образцов на термостойкость, включающий высокотемпературный источник нагрева и экран с испытуемым образцом 1

Недостатком известного устройства является невозможность определения теплопроводности тканей в условиях, близких к пожарным, т.е. при высокой теплонапряженности,. и орошения водой, а также невозможность параллельных испытаний образцов.

Наиболее близким к предлагаемому является стенд для испытания термозащитных материалов, содержащий источник нагрева и экран с окном, держателем образца и термопарой ,2.

Недостком известного устройства является низкая технологичность, а также недостаточная точность испытаний и отсутствие сравнительных испытаний образцов. Эти недостатки объясняются тем, что испытания образца ведут на неустановившемся режиме работы горелки до стабильного ее нагрева с начала зажигания и при изменении режима ее работы, а также отсутствием контроля теплонапряженности, сложностью и сравнительной продолжительностью замены образцов, невозможностью испытания двух образцов и испытаний в услови15ях водяного орошения.

Цель изобретения - обеспечение испытаний термозащитных свойств материалов под пленкой жидкости.

Поставленная цель достигается

К тем, что в стенде, содержащем источник нагрева и экраном с окном и держателем образца и термопарой, введен дополнительный теплозащит3ный экран с окном, напротив которого расположена термопара в экране с держателем образца и коллектор для подами жидкости с плоскощелевым насадком, установленным над держате лем образца под углом к его поверхнести со стороны экрана, и что экран может быть.выполнен с двумя окнами и держателями образцов. На фиг. 1 показан предлагаемый стенд, общий вид; на-фиг. 2 - то же, вид сверху, на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2 на фиг. Ц - сече ние Б-Б на фиг. 3, на фиг. 5 сече ние D-B на фиг. Ц. Стенд состоит из .рамы 1, на кото рой на ползунах 2.установлена пламенная горелка 3 с питающим газовым патрубком 4. На другом конце рамы 1 жестко закреплен вертикальный экран 5, выполненный из.теплоизоляционного и термостойкого материала, напри мер шифера и других, и покрытого светоотражательным слоем 6, в которых выполнены два идентичных окна 7 За окнами 7 установлены держатель образца в виде кассеты, состоящей из двух катушек (барабанов) 8 с кол сами 9 и с намотанными между ними ленточными образцами испытуемой ткани 10, а над ними установлены коллекторы 11 с плоскощелевыми сопл выми насадками 12 к поверхности тка ни to со стороны окна 7 экрана 5. Коллекторы 11 снабжены патрубками 13i а под кассетами 8 выполнены сто ные отверстия 1. За испытуемыми образцами ткани 10 касательно к ним установлены термопары 15, закрепляе мые на задней стенке экрана 5 зажимами 16. Между окнами 7 выполнено сквозное отверстие 17, в котором на уровне испытуемого образца 10 установлена термопара 18. В качестве высокотемпературного источника может быть применена как беспламенная горелка, так и любая пламенная в зависимости от рода испытаний. На боковой поверхности рамы 1 на несены деления измерительной шкалы (фигИ) . Кроме того, перед окнами 7 Установлен съемный дополнительный тепло защитный экран 19 с отверстием 20, выполненным по уровню отверстия 17 основного экрана 5. Термопары 15 и 18 снабжены милли вольтметрами (не показано) . При использовании водяного орошения испытуемого образца 10 к патрубкам 13 коллекторов 11 подключаются водяные насосы и расходомеры (не показано). Стенд работает следующим образом. Катушки 8 с испытуемым образцом 10 устанавливают в гнезде экрана 5 и за образцом 10 касательно к нему устанавливают термопару 15. По патрубку k подают газ в горелку 3 и зажигают ее. Горелка 3 разогревается и излучает тепловую энергию на отражательный экрйн 19 и через его отверстие 20 на термопару 18. Передвигая горелку 3 на ползунах 2 по раме 1, по термопаре 18 устанавливают нужную теплонапряженность. Затем снимают теплозащитный экран 19 и включают секундомер, а по термопаре 15 ведут запись повышения температуры на обратной стороне термозащитной ткани 10 по времени, которая облучается заданным тепловым потоком горелки 3 через окно 7 экрана 5Таким образом снимается временная характеристика термозащитных свойств ткани. Изменяя расстояние между горелкой 3 и экраном 5, тем самым изменяя и теплонапряженность, снимают теплозащитные характеристики ткани 10 от минимальных до максимальных значений теплонапряженности или, что одно и то же, на различных удалениях и приближениях к высокотемпературному источнику горелки 3, расстояния которых измеряются по шкале рамы 1. При этом за счет перемотки посредством вращения колес 9 ткани с одного ролика на другой обеспечивается быстрая замена нового участка образца, что дает Высокую технологическую способность стенда. Кроме того, теплонапряженность излучения может регулироваться режимом горения горелки 3. По окончании эксперимента горелка 3 выключается, экран 19 устанавливается на место. При сравнении термозащитных , свойств двух различных материалов ткани 10 в идентичных условиях одна из них наматывается на ролики 8 одной кассеты, а другая на ролики 8 другой кассеты. Описанным образом ведут испытания тканей 10 и параллельно снимают их сравнительные характеристики, тем самымрасширяя технологические возможности стенда.

Возможны испытания термозащитных свойств тканей как одиночного образца, так и двух в условиях водяного орошения, для чего через патрубки 13 в коллекторы 11 подают воду, кото рая сопловыми насадками 12 в виде пленки настилается по поверхности ткани 10. Весь цикл испытаний ведут описанными образцами при соответствующем водяном орошении. Изменяя количество и напор воды, подаваемой в коллектор 11, изменяют толщину настилаемой пленки. Таким образом снимают теплозащитные характеристики тканей при наличии водяного орошения и количества воды, которое может измеряться расходомерами или счетчиками .

Таким образом, предлагаемый стенд повышает точность измерений за счет стабилизации режима горелки, технологичность 5а счет технологичности перемены участков образца,. технологическое назначение за счет испытания материалов в сухом режиме обогре ва и в режиме водяного охлаждения, а также за счет параллельного испытания образцов в идентичных режимах и снятия сравнительных характеристик

Формула изобретения

1. Стенд для испытания термоза щитных материалов, содержащий источник нагрева и экран с окном и держателем образца и термопарой, отличающийся тем, что, с целью обеспечения испытаний термозащитных материалов под пленкой жидкости, он снабжен дополнительным теплозащитным экраном с окном, напротив которого расположена термопара в экране с держателем образца и коллектором для подачи жидкости с плоскощелевым насадком, установленным над держателем образца под углом к его поверхности со стороны экрана.

2. Стенд ПОП.1, отли чающийся тем, что экран выполнен с двумя окнами и держателями образцов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Г. Патент США № З3 +60+, кл. 73-19, 1968.

2. Монахов В.Г. Методы исследования пожарной опасности веществ. М., Химия, 1972, с. 302-305 fпрототип).

t у I I 1 11 1 I, I I I I у I I

-2

if I ill I

/. /

Ut- /