一種防火試驗設備及測試方法
【專利摘要】本發明提供了一種試驗設備，包括依次順序的加熱裝置、輸送裝置、流量控制裝置、主燃燒室、燃燒控制裝置、流速控制裝置。加熱裝置自動控制循環熱水的溫度，溫度恒定，誤差??；輸送裝置水泵電機采用變頻電機，PLC控制系統，能夠在試驗過程中恒定的控制循環熱水的流速、流量和壓力；燃燒控制裝置能夠對過調節裝置調節丙烷氣體和空氣的混合比例，產生800±50℃的火焰溫度，通過自動測溫記錄儀對火焰溫度進行記錄并自動保存，溫度波動小，結構簡單，節約能源。整個防火試驗設備結構緊湊、布局合理、造價低廉、自動化程度高，并且整個試驗機操作使用方便。
【專利說明】一種防火試驗設備及測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及橡膠軟管總成試驗裝備【技術領域】，具體涉及一種自控高溫火焰燃燒試驗設備及測試方法。
【背景技術】
[0002]在海洋石油鉆探開發作業設備按國際標準所要求的軟管總成在進行操作時(如:在受到設想工作壓力影響時進行密封的情況下)應具有耐火性，并能夠確定軟管組件的耐火時間。因此需要為應對實際發生的火災而模擬燃燒火焰，從而確定出在800 土 50 V的火焰溫度下連續燃燒30分鐘軟管總成應該無泄露，可以正常工作，從而保證鉆井平臺有足夠的救援或應急準備時間，保證人員和設備的生命安全和財產安全。
[0003]由于防火試驗設備需要具備自動控制火焰燃燒溫度，自動記錄，自動保持恒定試驗壓力，具有高度的系統集成化要求，當前國內各大試驗機構和生產廠家沒有現成的符合試驗要求的防火試驗設備，因此國內不能開展符合IS015540-2001《船舶與海上技術軟管組件耐火性試驗方法》標準的耐火阻燃試驗，制約了我國海洋工程裝備行業專用高壓防火阻燃橡膠軟管總成的技術發展。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本發明提供一種防火試驗設備，該設備具有自動控制火焰燃燒溫度，自動記錄，自動調節恒定壓力，機電一體化，節能環保的功能。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
[0006]一種防火試驗設備，包括依次順序的加熱裝置、輸送裝置、流量控制裝置、主燃燒室、燃燒控制裝置、流速控制裝置。
[0007]在主燃燒室26內安裝好試驗軟管總成5后，將經加熱裝置加熱后的恒溫熱水通過變頻器19調節的循環熱水泵11和流速控制閥2的雙重控制后保持恒定的流速和壓力，通過輸送軟管18、7、1和回水管12連接，形成一個閉環循環。通過燃燒控制裝置調節燃燒器28火焰溫度保持在850±50°C，用熱電偶測溫儀29對火焰溫度進行測量，通過連接到電腦31上的傳感器30對溫度進行采集并在電腦上進行即時顯示，并自動生成試驗圖表。當達到試驗時間后關閉燃燒裝置，冷卻后卸下試驗軟管總成5，結束試驗。
[0008]其中，防火試驗設備加熱裝置自動控制循環熱水的溫度，溫度恒定，誤差??；
[0009]其中，輸送裝置采用變頻器19控制循環熱水泵11電機的轉速，從而調節熱水泵的出水流量。循環熱水的流量通過數顯式流量計9直讀顯示，熱水的壓力通過壓力表10顯示?？刂蒲b置能夠在試驗過程中恒定的控制循環熱水的流速、流量和壓力，達到了試驗條件的要求；
[0010]其中，主燃燒室26設有耐高溫玻璃觀察窗口，可以在500°C的溫度下長期工作，能夠觀察燃燒過程試驗軟管總成5有無泄露和其他異常，以便及時采取處理措施。并且能夠將燃燒過程中產生的煙塵通過排煙筒16自動排出，安全可靠。[0011]其中，燃燒控制裝置能夠通過調節裝置調節丙烷氣體和空氣的混合比例，產生850±50°C的火焰溫度，通過自動測溫記錄儀對火焰溫度進行記錄并自動保存，溫度波動小，結構簡單，節約能源。
[0012]其中，流速控制裝置采用流速控制閥2，能夠精確調節循環水的流速，簡便易用。
[0013]本發明中，被試驗的軟管總成5的增強層材料，可以是鋼絲簾線、鋼絲絞股線材料、鋼絲或鋼絲繩。軟管內徑從# 6mm- Φ 254mm,長度0.5米-1.5米。試驗軟管總成與連接鋼管的連接方式可以是法蘭，也可以是螺紋。
[0014]本發明的防火試驗設備具有結構緊湊、布局合理、造價低廉、自動化程度高，并且整個試驗機操作使用方便的特點。
[0015]本發明提供了一種能夠對防火軟管總成，在800±50°C的火焰溫度下燃燒30分鐘以上的防火試驗設備，包括依次順序的加熱裝置、輸送裝置、流量控制裝置、主燃燒室、燃燒控制裝置、流速控制裝置。防火試驗設備加熱裝置自動控制循環熱水的溫度，溫度恒定，誤差??；輸送裝置水泵電機采用變頻電機，PLC控制系統，能夠在試驗過程中恒定的控制循環熱水的流速、流量和壓力，達到了試驗條件的要求；主燃燒室設有耐高溫玻璃，可以在800°C的溫度下長期工作，能夠將燃燒過程中產生的煙塵自動排出，安全可靠。燃燒控制裝置能夠對過調節裝置調節丙烷氣體和空氣的混合比例，產生800±50°C的火焰溫度，通過自動測溫記錄儀對火焰溫度進行記錄并自動保存，溫度波動小，結構簡單，節約能源。流速控制裝置采用流速調節閥門，能夠精確調節循環水的流速，簡便易用。整個防火試驗設備結構緊湊、布局合理、造價低廉、自動化程度高，并且整個試驗機操作使用方便。完全滿足并超過GB/T21476/IS015540《船舶與海上技術軟管組合件的耐火性能試驗臺要求》標準的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為防火試驗設備的結構示意圖；
[0017]其中:1輸送軟管，2流速控制閥，3數顯式溫度計，4連接鋼管，5試驗軟管總成(試樣)，6連接鋼管，7輸送軟管，8數顯式溫度計，9數顯式流量計，10壓力表，11循環熱水泵，12回水管路，13溫度表，14熱水箱，15排煙筒，16鼓風機，17出水管路，18輸送軟管，19變頻器，20活動式控制車，21丙烷氣體，22壓縮空氣站，23丙烷調節閥，24空氣調節閥，25氣體輸送軟管，26主燃燒室，27活動式燃燒器支架，28燃燒器，29熱電偶測溫儀，30傳感器，31電腦
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖通過具體實例詳細描述本發明:
[0019]一種防火試驗設備，包括以下部件:
[0020]1、加熱裝置
[0021]加熱裝置包括熱水箱14，溫度表13，蒸汽加熱盤管，進水管路，出水管路17，回水管路12。
[0022]熱水箱14由不銹鋼鋼板焊接而成，防止水箱銹蝕對輸送設備造成的影響。水箱外部采用保溫板進行保溫處理，結構為全密封結構，具有優異的保溫效果，可以保持熱水溫度恒定。[0023]蒸汽加熱盤管由不銹鋼鋼管加彎頭焊接而成，放置于熱水箱14的底部，可以通入飽和蒸汽對通入的已加熱自來水進行二次快速加熱，使用閥門調節蒸汽通入量的大小來控制熱水的溫度，使溫度保持在80°C ±2°C的范圍內。
[0024]當熱水箱14內的水溫不足時或熱水溫度高于標準溫度時，可以通過進水管路通入自來水進行補充或降溫。
[0025]進水管路，出水管路17，回水管路12均采用不銹鋼鋼管一端與熱水箱14連接，鋼管另一端與帶有螺旋鋼絲增強的輸送軟管通過法蘭盤連接，各管路的鋼管上均裝有控制閥門，用于單獨開啟或關閉管路。
[0026]2、輸送裝置
[0027]輸送裝置由輸送軟管1，輸送軟管7,輸送軟管18構成。
[0028]軟管采用帶有螺旋鋼絲增強的軟管總成通過法蘭盤連接，可以承受試驗時管路的工作壓力，并能消除受壓狀態時軟管的伸長。
[0029]輸送管路采用柔性管道，可以適應被試驗軟管總成5因長度不同帶來的安裝不便，可以實現試驗軟管總成5的快速安裝。
[0030]3、流量控制裝置
[0031]流量控制裝置包括活動式控制車20，循環熱水泵11，變頻控制器19，數顯式流量計9，數顯式溫度表8，壓力表10。
[0032]通過變頻器19對循環熱水泵11的電機運轉速度進行調節，使循環管路中的熱水流量和壓力達到標準要求，由安裝在活動式控制車20上的數顯式流量計9顯示出設備當前循環熱水的流量，由數顯式溫度計8顯示出試驗軟管總成5進口端熱水的溫度，由壓力表10顯示出設備當前循環熱水的工作壓力。
[0033]采用活動式控制車20可以消除循環熱水泵11工作時因流量和壓力產生的輸送軟管7和輸送軟管18產生的變形和伸縮變化。
[0034]4、流速控制裝置
[0035]流速控制裝置采用流速控制閥2。
[0036]開始試驗時，循環熱水泵11工作后產生了循環熱水的流量和壓力，根據不同口徑試驗軟管總成5的試驗標準要求的流量、流速和壓力，調節流速控制閥2，對循環熱水的通過量進行微調控制，從而改變了流速的快慢，達到標準要求的流速。
[0037]流速控制閥2具有靈敏可靠，經濟實用的效果，可以精準的實現對試驗要求的循環熱水的流速進行調節。
[0038]5、主燃燒室
[0039]主燃燒室26包括連接鋼管4，連接鋼管6，試驗軟管總成5，排煙筒16，鼓風機15。
[0040]主燃燒室26由鋼板焊接而成，牢固可靠，前部設計了安裝有耐高溫玻璃的觀察窗口，可以在800°C的溫度下長期工作，能夠觀察燃燒過程試驗軟管總成5有無泄露和其他異常，以便及時采取處理措施。燃燒室頂端設有鼓風機15和排煙筒16，可以保持試驗過程中空氣的流暢，方便將燃燒過程中產生的煙塵通過排煙筒16自動排出，安全可靠。
[0041]主燃燒室兩側安裝有連接鋼管4和連接鋼管6，連接鋼管一端焊接法蘭盤，一端安裝活動式法蘭盤。當試驗軟管總成5的接頭為法蘭連接形式時，可以直接與連接鋼管4和連接鋼管6的活動式法蘭盤直接連接安裝，當試驗軟管總成5的接頭為螺紋連接形式時，可以將連接鋼管4和連接鋼管6的活動式法蘭盤換成螺紋式接頭進行連接安裝。
[0042]連接鋼管4和連接鋼管6采用頂螺栓固定方式固定，距離可以調節，因此可以適應不同長度的試驗軟管總成5的安裝，試驗軟管總成5長度可以控制在0.5米-1.5米之間任意長度。當安裝和拆卸試驗軟管總成5時，只需要松開頂螺栓，移動并調節連接鋼管4和連接鋼管6之間的距離就可以達到快速安裝的效果。
[0043]6、燃燒控制裝置
[0044]燃燒控制裝置包括丙烷氣體21，壓縮空氣站22，丙烷調節閥23，空氣調節閥24，氣體輸送軟管25，主燃燒室26，27活動式燃燒器支架，燃燒器28，熱電偶測溫儀29，傳感器30，電腦31。
[0045]燃燒試驗時，丙烷氣體21和壓縮空氣22通過輸送軟管25，輸送到燃燒器28內，采用電子打火裝置點燃混合氣體后，分別通過丙烷調節閥23和壓縮空氣調節閥24調節輸入火焰溫度。
[0046]在燃燒器的上面安裝有4個熱電偶測溫儀29，測溫探頭將探測到的火焰溫度通過傳感器30，將信號傳輸到電腦31上，電腦31安裝有測試軟件，會即時將收集到的信號轉化成數據和圖表，顯示到屏幕上。
[0047]電腦31的測試軟件可以將試驗的數據和結果連續記錄并自動存盤，數據記錄時間可以精確到秒。
[0048]燃燒器28上均排有噴嘴，各噴嘴可以單獨控制開關，同時燃燒器28的火焰寬度可以單獨控制，不同直徑的試驗軟管總成5可以采用不同寬度的燃燒火焰。
[0049]燃燒器28安裝在活動式支架27上，可以橫向和縱向移動，同時高度可以任意調節，可以適應不同長度，不同直徑的試驗軟管總成5的不同試驗要求。
[0050]在進行防火試驗測試時，在主燃燒室26內安裝好試驗軟管總成5后，將經加熱裝置加熱后的恒溫熱水通過變頻器19調節的循環熱水泵11和流速控制閥2的雙重控制后保持恒定的流速和壓力，通過輸送軟管18、輸送軟管7、輸送軟管I和回水管12連接，形成一個閉環循環；
[0051]燃燒試驗時，丙燒氣體21和壓縮空氣22通過氣體輸送軟管25,輸送到燃燒器28內，采用電子打火裝置點燃混合氣體后，分別通過丙烷調節閥23和壓縮空氣調節閥24調節輸入火焰溫度保持在850±50°C，用熱電偶測溫儀29對火焰溫度進行測量，通過連接到電腦31上的傳感器30對溫度進行采集并在電腦上進行即時顯示，電腦31安裝有測試軟件，會即時將收集到的信號轉化成數據和圖表，顯示到屏幕上；當達到試驗時間后關閉燃燒裝置，冷卻后卸下試驗軟管總成5，結束試驗。
【權利要求】
1.一種防火試驗設備，其特征在于:包括加熱裝置、輸送裝置、流量控制裝置、主燃燒室、燃燒控制裝置、流速控制裝置；加熱裝置連接輸送裝置，輸送裝置上設有流量控制裝置和流速控制裝置，輸送裝置連接主燃燒室和燃燒控制裝置。
2.如權利要求1所述的防火試驗設備，其特征在于: 所述加熱裝置包括自動控制水溫的熱水箱、溫度表、蒸汽加熱盤管、進水管路、出水管路、回水管路；進水管路、出水管路、回水管路的一端均與熱水箱連接，另一端與輸送軟管連接，各管路上均裝有用于單獨開啟或關閉管路的控制閥門， 所述輸送裝置為輸送軟管；輸送軟管與加熱裝置中的進水管路、出水管路、回水管路連接，形成閉環循環管路； 所述流量控制裝置中通過變頻器控制循環熱水泵的轉速，控制熱水泵出水的流量、流速和壓力； 自熱水箱出水口的水經輸送軟管輸送，通過流量控制裝置控制循環熱水的流量、流速和壓力后，輸送軟管與主燃燒室中試驗軟管總成兩端的連接鋼管分別連接； 試驗軟管總成安裝在主燃燒室內，試驗軟管總成的兩端分別與連接鋼管連接；主燃燒室頂端設有鼓風機和排煙筒，主燃燒室前部安裝有耐高溫玻璃的觀察窗口 ； 燃燒控制裝置中的燃燒器上安裝有若干個熱電偶測溫儀，熱電偶測溫儀將探測到的火焰溫度通過傳感器將信號傳輸到電腦上。
3.如權利要求1所述的防火試驗設備，其特征在于:所述流速控制裝置為流速控制閥。
4.如權利要求2所述的防火試驗設備，其特征在于:所述流量控制裝置包括活動式控制車、循環熱水泵、變頻控制器、數顯式流量計、數顯式溫度表、壓力表； 通過變頻器對循環熱水泵的電機運轉速度進行調節，使循環管路中的熱水流量和壓力達到標準要求，由安裝在活動式控制車上的數顯式流量計顯示出設備當前循環熱水的流量，由數顯式溫度計顯示出試驗軟管總成進口端熱水的溫度，由壓力表顯示出設備當前循環熱水的工作壓力。
5.如權利要求2所述的防火試驗設備，其特征在于:燃燒器(28)上設有以單獨控制開關的若干個噴嘴；燃燒器(28)安裝在活動式燃燒器支架(27)上。
6.一種防火試驗設備的測試方法，其特征在于: 在主燃燒室(26)內安裝好試驗軟管總成(5)后，將經加熱裝置加熱后的恒溫熱水通過變頻器(19)調節的循環熱水泵(11)和流速控制閥(2)的雙重控制后保持恒定的流速和壓力，通過輸送軟管(18)、輸送軟管(7)、輸送軟管(I)和回水管(12)連接，形成一個閉環循環； 燃燒試驗時，丙燒氣體(21)和壓縮空氣(22)通過氣體輸送軟管(25),輸送到燃燒器(28)內，采用電子打火裝置點燃混合氣體后，分別通過丙烷調節閥(23)和壓縮空氣調節閥(24)調節輸入火焰溫度保持在850±50°C，用熱電偶測溫儀(29)對火焰溫度進行測量，通過連接到電腦(31)上的傳感器(30)對溫度進行采集并在電腦上進行即時顯示，電腦(31)安裝有測試軟件，會即時將收集到的信號轉化成數據和圖表，顯示到屏幕上；當達到試驗時間后關閉燃燒裝置，冷卻后卸下試驗軟管總成(5)，結束試驗。
【文檔編號】G01N25/00GK104034747SQ201410259058
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】楊鵬, 姜捷軍, 曹曉琨, 徐錦誠 申請人:山東悅龍橡塑科技有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
