CN207528673U - 一种用于防火材料的超高温耐火测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，包括测试炉和支撑架。测试炉包括炉体，测试炉安装在支撑架上方。炉体为一侧敞口的方形炉体，炉体的敞口四周设置有用于固定测试样品的支撑件。炉体与敞口一侧相对的侧壁设置有第一热像仪；在炉体敞口一侧的外面设置有支撑柱，支撑柱上设置有第二热像仪。炉体的内腔设有乙炔氧气燃烧装置；炉体的底壁设置有进风口和出风口，进风口和出风口分设在乙炔氧气燃烧装置的两侧。测试炉的外侧设有电气控制柜。第一热像仪和所述第二热像仪均与电气控制柜电连接。本实用新型可在超高温环境下全面准确测试防火材料耐火极限性能。

Description

一种用于防火材料的超高温耐火测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于防火材料的极限测试装置，具体涉及一种用于防火材料的超高温耐火测试装置。

背景技术

目前对防火材料高温性能的测试装置主要有以下几种：一类是采取发热体电加热的高温测试装置，主要采用碳化硅或者二硅化钼发热体，最高温度不超过1600℃，模拟温度低，不能对一些特种材料进行超高温（2000℃以上）性能测试；并且该类测试装置采用热电偶测温，因此只能进行温度点测试，不能准确全面分析防火材料的耐火性能。第二类是采用辐照加热的高温测试装置，其中辐照光源主要为石英灯，另有少量测试装置的光源为激光，这一类的测试装置的缺点是仅采用红外辐射对样品进行加热，热流密度相对较低。第三类为风洞实验装置，此类装置可最大限度地模拟高速飞行器的实际工况，但该类装置建造及成本极高，不适用常规材料的高温性能研究。

因此，有必要设计一种能够在超高温环境下全面准确地测试防火材料耐火极限性能的测试装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构合理，能够在超高温环境下全面准确地测试防火材料耐火极限性能的测试装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，包括测试炉和支撑架。测试炉包括炉体，测试炉安装在支撑架上方。其中，炉体为一侧敞口的方形炉体，炉体的敞口四周设置有用于固定测试样品的支撑件。炉体与敞口一侧相对的侧壁设置有第一热像仪；在炉体敞口一侧的外面设置有支撑柱，支撑柱上设置有第二热像仪。炉体的内腔设有乙炔氧气燃烧装置；炉体的底壁设置有进风口和出风口，进风口和出风口分设在乙炔氧气燃烧装置的两侧。测试炉的外侧设有电气控制柜。第一热像仪和所述第二热像仪均与电气控制柜电连接。

优选地，炉体的炉壁设有保温层。

优选地，乙炔氧气燃烧装置包括氧气提供装置、乙炔提供装置和燃烧器。氧气提供装置和乙炔提供装置安装在炉体底壁的下方，氧气提供装置和乙炔提供装置通过气管连接到燃烧器，气管上设置有控制开关。所述炉体的底壁设置有加热支撑台，燃烧器安装在加热支撑台上。

优选地，测试炉外面设有进气泵和溢气阀。进气泵通过风管连接到进风口，进气泵与进风口之间的风管上设置有进气阀门。溢气阀通过风管连接到出风口，溢气阀与出风口之间的风管上设置有出风阀门。

优选地，溢气阀外界有废气回收装置。

优选地，炉体敞口四周的支撑件形成一个横截面为矩形的缺口。

优选地，缺口的中心线与所述第二热像仪的中心线重叠。

优选地，炉体的侧壁还设有炉腔观察镜，炉腔观察镜安装在第一热像仪的下方。

优选地，炉腔观察镜包括视频镜头，视频镜头与电气控制柜电连接。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.采用乙炔氧气燃烧装置对炉腔内部加热，炉腔内部燃烧枪火焰口的温度可达到2000℃至3000℃，从而使测试样品某一点的温度达到需要的温度，例如2500℃的超高温，满足防火材料的超高温测试要求。

2.设置的进风口与出风口，使测试炉增加了空气扰动的因素，测试炉的内部环境更加接近现实高温环境，提高样品测试结果的准确性。溢气阀外接的废气回收装置，可以收集乙炔氧气燃烧装置燃烧时所产生的废气。

3.采用第一热像仪和第二热像仪，测试样品的表面温度由点测试改成面测试，可获得测试样品整个表面的温度场变化信息。

4.增设炉腔观察镜，可随时观察炉内的物理变化情况。

附图说明

图1是本实用新型一种用于防火材料的超高温耐火测试装置的结构示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。为了更好地说明本实施例，附图某些附件会有省略、放大或者缩小；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

参见图1，本实用新型用于防火材料的超高温耐火测试装置包括测试炉，测试炉包括炉体1，炉体1设计为方形。炉体1的下方还增设有用于支撑所述炉体1的炉体支撑架32。炉体1架设在支撑架32上面，这样有利于保持测试炉内部温度的稳定，避免测试炉因热传导而使炉内的热量流失到地面。另外，为了进一步减少测试炉的热量流失，炉体1的侧壁和底壁均设有保温层2。

如图1所示的方向，炉体1的右侧敞口，敞口的四周设置有用于固定测试样品的支撑件10，炉壁四周的支撑件10形成一个矩形缺口，并且炉体1的最右侧与支撑件10之间预留一定的距离，预留出来的炉壁与支撑件10之间形成阶梯100。支撑件10上面设置有螺孔，当测试样品20置于阶梯100上时，可通过螺栓等紧固件对测试样品20施加应力，使测试样品20与支撑件10结合固定。

炉体1的左侧壁上设置有第一热像仪11。在炉体敞口侧的外面（图1所示的右侧）设置有支撑架21，支撑架21上设置有第二热像仪22。第二热像仪22正对支撑件10所形成的矩形缺口的中心。可见，当测试样品安装到阶梯100并固定时，第一热像仪11可测得测试样品受火面的温度场，第二热像仪22可测得测试样品背火面的温度场。

炉体1的内腔设置有乙炔氧气燃烧装置。乙炔氧气燃烧装置包括氧气提供装置141、乙炔提供装置142和燃烧器143。氧气提供装置141和乙炔提供装置142安装在炉体底壁的下方，并通过穿过炉体底壁的气管15连接到燃烧器143。气管15上设置有可调节氧气提供装置141和乙炔提供装置142的输出量的控制开关14，控制开关14设置在炉体外。炉体1的底壁上设置有加热支撑台16，燃烧器143安装在加热支撑台16上面。采取乙炔氧气燃烧加热的方式，可以使测试炉内燃烧枪火焰口的温度达到2000℃至3000℃的实验温度，继而使测试样品20的某一点可达到所需的超高温实验温度，例如2500℃，从而满足超高温试验的要求。

炉体1的底壁设置有进风口17和出风口18。进风口17和出风口18分设在加热支撑台16的两边。测试炉外面设置有进气泵171和溢气阀181。进气泵171通过风管连接到进风口17，进气泵171与进风口17之间的风管上设置有进气阀门172。溢气阀181通过风管连接到出风口18，溢气阀181与出风口18之间的风管上设置有出风阀门182。通过调节进气泵171和溢气阀181，可以调整炉内空气的流动。一方面可以在炉腔内部模拟现实环境，另一方面可以将乙炔氧气燃烧装置饶绍时所产生的的废气带出炉外。因此，溢气阀181还连接有废气回收装置（图中未示出），以减少废气对实验人员及周边环境的危害。

炉体侧壁上还设置有炉腔观察镜12，炉腔观察镜12包括视频摄像头（图中未示出）。炉腔观察建12安装在第一热像仪11的下方。

测试炉的外侧设有支撑台30，支撑台30上方安装有电气控制柜31，第一热像仪11、第二热像仪22和炉腔观察镜12均与电气控制柜31电连接，电气控制柜31与外部的计算机（图中未示出）电连接。测试样品的多组实验测试数据及对应的图像信息通过电气控制柜31传送到外部的计算机并在计算机上显示。此外，可通过电气控制柜31来调节电热丝加热装置的发热温度，从而调节测试炉内部的温度场。通过炉腔观察镜12可以观察到炉腔内部的情况。例如乙炔氧气燃烧装置的燃烧状况，炉腔内的测试样品因受热而产生的物理变化等等，并将及时画面显示在计算机显示器上。

以下是利用本实用新型进行防火材料的超高温耐火测试的过程：

1.制作测试样品。本次试验采用钢结构件，把钢板加工至适合炉体敞口大小的尺寸，按照防火材料的操作流程在钢板的一面均匀涂覆5mm厚的耐超高温的防火材料。

2.测试样品干燥。将测试样品20置于通风烘箱中烘干。

3.测试样品安装。将测试样品20安装在阶梯100上，涂层面朝炉体1的内部，施加应力使测试样品20与支撑件10结合，并在测试样品20的右侧压上隔热压板200。

4.测试样品耐火测试。按照测试需要，调节开关14来调整乙炔氧气燃烧装置的火焰口温度。开启进气泵171与溢出阀181，调节炉内的空气流动状况，并将燃烧产生的废气排出到炉外。

5.记录实验数据。利用第一热像仪11和第二热像仪22，分别读取记录测试样品20受火面和背火面的温度场。

6.实验数据分析。根据测试样品20受火面与背火面的温度关系，利用现有的分析方法，分析防火材料的耐火极限。测试样品20非受火面的温度大于560℃，防火材料失去耐火性能，此时由第一热像仪11所测试得的测试样品20的受火面的温度即钢结构防火材料的耐火极限。

在本次防火材料的超高温耐火测试的过程中，隔热压板200中间具有缺口，该缺口的大小与支撑件10所形成的缺口大小一致。在测试样品20的右侧上一层隔热压板200是为了防止炉腔内部热量的流失。另外，测试样品20预先留有通孔，隔热压板200、测试样品20和支撑件10之间通过螺栓紧固件进行固定。测试样品20在预制时还安插有第三热像仪13，用于监测测试样品20侧面的受热温度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本发明。本实用新型还可以应用到其他防火材料的耐火性测试，例如饰面型材料、耐火剥离等等。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，包括测试炉和支撑架，所述测试炉包括炉体，所述测试炉安装在所述支撑架上方，其特征在于：

所述炉体为一侧敞口的方形炉体，所述炉体的敞口四周设置有用于固定测试样品的支撑件；所述炉体与敞口一侧相对的侧壁设置有第一热像仪；在所述炉体敞口一侧的外面设置有支撑柱，所述支撑柱上设置有第二热像仪；所述炉体的内腔设有乙炔氧气燃烧装置；所述炉体的底壁设置有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分设在所述乙炔氧气燃烧装置的两侧；

所述测试炉的外侧设有电气控制柜，所述第一热像仪和所述第二热像仪均与所述电气控制柜电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，其特征在于：

所述炉体的炉壁设有保温层。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，其特征在于：

所述乙炔氧气燃烧装置包括氧气提供装置、乙炔提供装置和燃烧器；所述氧气提供装置和乙炔提供装置安装在所述炉体底壁的下方，所述氧气提供装置和乙炔提供装置通过气管连接到所述燃烧器，所述气管上设置有控制开关；所述炉体的底壁设置有加热支撑台，所述燃烧器安装在所述加热支撑台上。

4.根据权利要求3所述的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，其特征在于：

所述测试炉外面设有进气泵和溢气阀；所述进气泵通过风管连接到所述进风口，所述进气泵与所述进风口之间的风管上设置有进气阀门；所述溢气阀通过风管连接到所述出风口，所述溢气阀与所述出风口之间的风管上设置有出风阀门。

5.根据权利要求4所述的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，其特征在于：

所述溢气阀外接有废气回收装置。

6.根据权利要求1所述的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，其特征在于：

所述炉体敞口四周的支撑件形成一个横截面为矩形的缺口。

7.根据权利要求6所述的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，其特征在于：

所述缺口的中心线与所述第二热像仪的中心线重叠。

8.根据权利要求1所述的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，其特征在于：

所述炉体的侧壁还设有炉腔观察镜，所述炉腔观察镜安装在所述第一热像仪的下方。

9.根据权利要求8所述的一种用于防火材料的超高温耐火测试装置，其特征在于：

所述炉腔观察镜包括视频镜头，所述视频镜头与所述电气控制柜电连接。