一种火灾回燃试验箱及使用方法与流程

1.本发明属于火灾防范培训技术领域，具体涉及一种火灾回燃试验箱及使用方法。


背景技术：

2.回燃现象是室内火灾中的一个重要的特殊火行为。回燃定义为“一个充满不完全燃烧产物的房间内流入氧气时发生的快速的爆燃过程”。在通风受限的建筑物火灾发生过程中，由于新鲜空气的补充不足以满足加速燃烧的要求，燃烧将逐步进入缺氧性燃烧状态，这时建筑物内的热烟气中会含有大量的可燃成分。如果由于某种原因(门的突然打开或窗玻璃突然破裂等)造成新鲜空气的突然进入，热烟气将会发生极强烈的燃烧，室内温度将迅速升高，并促使初期火灾转变为轰燃或爆燃，当火焰传播到房间外部时，会点燃房间外部的混合气形成一个巨大的火球或冲击波，这就是建筑火灾中的回燃现象。
3.回燃现象由于其突然性和强大的破坏性威胁着人类的安全，特别是消防人员的安全。压力的骤升可使局部封闭空间发生倒塌，消防队员也可能被突发的冲击波、火焰和热烟气伤害。回燃的发生通常需要以下条件，第一为通风控制型火灾，第二为着火房间内积累了大量未完全燃烧的气体，第三为门窗开启时空气流入，第四为流入的空气与烟气形成一个预混气体区域。消防救援过程中，消防员会故意打破窗户来排出烟气，此时外界空气流入，烟气被点燃，从开口处射出一个火球，此时会出现扩散火焰和预混火焰。因此，门窗开启的空气流入是消防救援所面临的必要条件，相关研究显示，不同的开口形式和开口位置的进气气流对回燃影响重大。而在现目前的消防演练、培训或消防研究中，并没有一种用于指导救援操作要点并以研究空气流入为目的改进救援方法的回燃装置。
4.因此，本发明提供了一种火灾回燃试验箱及使用方法，通过模拟高温可视化的密闭试验箱模拟火灾回燃试验和不同进气开口结构来指导救援操作和优化救援方法。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：提供一种火灾回燃试验箱及使用方法，解决现有缺乏相应模拟火灾回燃环境和研究开口进气影响的可视化回燃箱的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种火灾回燃试验箱包括试验箱体，可拆卸设于试验箱体正面的箱门，以及可拆卸设于试验箱体背面的回燃门；试验箱体内设有若干组用于防火板安装的卡槽组，箱门可拆卸设有便于外界观察的视窗，回燃门上设有若干个用于进气的回燃窗和若干个合页铰接于回燃窗一侧的回燃窗门，箱门和回燃门外壁均设有与试验箱体固定的紧固机构。
8.进一步地，卡槽组包括平行设于试验箱体各内壁的第一卡槽和第二卡槽，防火板两侧分别滑动嵌装于第一卡槽和第二卡槽内。
9.进一步地，箱门和回燃门侧面均设有若干个连接套筒，试验箱体侧面设有与连接套筒对应相连的若干组套筒组；
10.套筒组包括竖直分布的第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒之间设有间
距，其间距长度大于连接套筒高度，每个连接套筒设于相对应的第一套筒和第二套筒之间并通过销子固定。
11.进一步地，箱门上开设有与视窗相适配的视窗安装槽，箱门内壁设有环绕于视窗安装槽的挡边，视窗嵌装于视窗安装槽内并通过铝合金安装件与挡边螺栓固定，视窗采用耐热玻璃制成。
12.进一步地，箱门和回燃门外壁分别设有用于增加承压能力的上翼板、下翼板、左翼板和右翼板。
13.进一步地，紧固机构包括设于箱门或回燃门外壁的第一固定套筒，套装于第一固定套筒内并穿设于上翼板和下翼板之间的第一紧固杆，分别设于第一紧固杆顶端和底端的第一锁钩和第二锁钩，设于第一紧固杆上的固定板，铰接于固定板上的转动手柄，以及设于箱门或回燃门外壁用于锁紧转动手柄的第一锁紧机构；
14.试验箱体顶部设有与第一锁钩转动连接的第一锁柱、底部设有与第二锁钩转动连接的第二锁柱；
15.锁紧机构包括设于箱门或回燃门外壁的第一螺杆，套装于螺杆上的锁环和螺纹连接于第一螺杆上用于紧固锁环的第一紧固螺母。
16.进一步地，回燃窗为三个按行均布或按列均布的矩形开口，每个回燃窗对应一个回燃窗门，回燃窗门面积大于回燃窗面积；
17.回燃门上设有用于锁紧回燃窗和回燃窗门的第一闭合机构，第一闭合机构包括设于回燃门上的固定件，分别铰接于固定件上的紧固件和夹持手柄，以及两端分别铰接于紧固件中端和夹持手柄中端的转动件，紧固件端部设有紧固柱，紧固柱上设有橡胶套。
18.进一步地，回燃窗为九个呈3
×
3分布的矩形开口，每个回燃窗对应一个回燃窗门，回燃窗门面积大于回燃窗面积，回燃窗门外壁分别设有上窗翼、下窗翼、左窗翼和右窗翼；
19.回燃窗门设有用于锁紧回燃窗和回燃窗门的第二闭合机构，第二闭合机构包括设于回燃窗门上的第二固定套筒，套装于第二固定套筒并穿设于上窗翼和下窗翼之间的第二紧固杆，设于第二紧固杆上的转动握杆，分设于第二紧固杆顶端和底端的第三锁钩和第四锁钩，以及设于回燃窗门上用于锁紧转动握杆的第二锁紧机构，回燃窗顶部设有与第三锁钩转动连接的上锁柱、底部设有与第四锁钩转动连接的下锁柱；
20.第二锁紧机构包括设于回燃窗门外壁的第二螺杆，套装于第二螺杆上的挡片和螺纹连接于第二螺杆上用于紧固挡片的第二紧固螺母。
21.进一步地，箱门、回燃门和回燃窗门内壁均开设有密封槽，密封槽内设有密封圈，密封圈为柔性石墨垫片，试验箱体底部四角分别设有脚刹式万向轮。
22.一种火灾回燃试验箱的使用方法，使用时，打开箱门，将防火板分别安装于试验箱体的各卡槽组上，再将可燃物放置于底部防火板上，同时更换试验所需结构的回燃门并点火，关闭箱门和回燃门，并手动操作箱门和回燃门上的紧固机构，使两门密封封闭至外界的空气无法进入；待试验箱体内达到回燃所需条件，此时打开回燃门上的回燃窗门使外界空气由所开启的回燃窗进入试验箱体内，发生回燃反应。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24.本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有缺乏相应模拟火灾回燃环境和研究开口进气影响的可视化回燃箱的技术问题，通过模拟高温可视化的密闭试验箱模
拟火灾回燃试验来指导救援操作，并通过不同进气开口试验来优化救援方法。
25.本发明包括试验箱体、箱门和回燃门，可有效模拟火灾回燃的高温密闭环境以及用于探究不同开口形式和开口位置进气气流对回燃的影响，并通过视窗便于外界消防员教学与试验现象观察，为实际消防救援提供相应的救援培训和方法优化。使用时，打开箱门，将防火板分别安装于试验箱体的各卡槽组上，再将可燃物放置于底部防火板上，同时更换试验所需结构的回燃门并点火，关闭箱门和回燃门，并手动操作箱门和回燃门上的紧固机构，使两门密封封闭至外界的空气无法进入；待试验箱体内达到回燃所需条件，即试验箱体充满大量的可燃成分，此时打开回燃门上的回燃窗门使外界空气由所开启的回燃窗进入试验箱体内，发生回燃反应。外界人员均可由视窗观察到试验箱体内的全过程，便于可视化的安全性教学。
26.本发明箱门和回燃门的可拆卸安装结构，扩大了整体装置的适用范围和使用寿命，使各部件便于维修和替换，特别是回燃门可用于不同开口的气流影响试验，以此来优化救援方法。回燃窗分为两种布局，一种是三个按行均布或按列均布的矩形开口，另一种是九个呈3
×
3分布的矩形开口。两种窗口分布的回燃窗外均设有与之对应回燃窗门，其中行列分布的回燃门上设有第一闭合机构，通过转动的各铰接体来实现回燃窗门的密闭；矩形阵列分布的回燃窗上设有第二闭合机构，第二闭合机构与紧固机构的结构相似，通过第二紧固杆施力将回燃窗门压紧，以此达到密封操作。
27.本发明箱门和回燃门外壁均设有与试验箱体固定的紧固机构，当箱门或回燃门闭合时，转动第一紧固杆直至其两端的第一锁钩和第二锁钩分别与试验箱上下两端的第一锁柱和第二锁柱相扣以此锁紧回燃门；再手动将第一紧固杆上的转动手柄转动嵌入第一锁紧机构内并进行二次加固锁紧。上述紧固方式在箱门或回燃门关闭的情况下利用第一紧固杆在上、中、下三个点进行加固，保证了内部回燃发生的密闭性，为试验提供了稳定的条件。除此之外，箱门、回燃门和回燃窗门内壁均设有耐高温的密封圈，进一步加强试验箱体的密封和隔绝性，为回燃发生提供更严格的条件。
附图说明
28.图1为本发明结构示意图。
29.图2为本发明正面关闭图。
30.图3为本发明背面关闭图。
31.图4为卡槽组放大图。
32.图5为箱门或回燃门与试验箱体的套筒连接放大图。
33.图6为视窗放大图。
34.图7为紧固机构放大图。
35.图8为转动手柄与第一螺杆-锁环-第一紧固螺母的紧固侧视图。
36.图9为回燃门结构一。
37.图10为回燃门结构二。
38.图11为第一闭合机构俯视图。
39.图12为回燃门结构三。
40.图13为第二闭合机构放大图。
41.图14为箱门、回燃门或回燃窗门剖面图。
42.其中，附图标记对应的名称为：
43.1-试验箱体，2-箱门，3-回燃门，4-视窗，5-回燃窗，6-回燃窗门，7-第一卡槽，8-第二卡槽，9-连接套筒，10-第一套筒，11-第二套筒，12-销子，13-视窗安装槽，14-挡边，15-铝合金安装件，16-上翼板，17-下翼板，18-左翼板，19-右翼板，20-第一固定套筒，21-第一紧固杆，22-第一锁钩，23-第二锁钩，24-固定板，25-转动手柄，26-第一锁柱，27-第二锁柱，28-第一螺杆，29-锁环，30-第一紧固螺母，31-固定件，32-紧固件，33-夹持手柄，34-转动件，35-紧固柱，36-橡胶套，37-上窗翼，38-下窗翼，39-左窗翼，40-右窗翼，41-第二固定套筒，42-第二紧固杆，43-转动握杆，44-第三锁钩，45-第四锁钩，46-第二螺杆，47-挡片，48-第二紧固螺母，49-上锁柱，50-下锁柱，51-密封圈，52-脚刹式万向轮，53-密封槽。
具体实施方式
44.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.如图1-14所示，本发明提供的一种火灾回燃试验箱，结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有缺乏相应模拟火灾回燃环境和研究开口进气影响的可视化回燃箱的技术问题，通过模拟高温可视化的密闭试验箱模拟火灾回燃试验来指导救援操作，并通过不同进气开口试验来优化救援方法。
48.本发明包括试验箱体1、箱门2和回燃门3，可有效模拟火灾回燃的高温密闭环境以及用于探究不同开口形式和开口位置进气气流对回燃的影响，为实际消防救援提供相应的救援培训和方法优化。使用时，打开箱门2，将防火板分别安装于试验箱体1的各卡槽组上，再将可燃物放置于底部防火板上，同时更换试验所需结构的回燃门并点火，关闭箱门2和回燃门3，并手动操作箱门2和回燃门3上的紧固机构，使两门密封封闭至外界的空气无法进入；待试验箱体1内达到回燃所需条件，即试验箱体1充满大量的可燃成分，此时打开回燃门3上的回燃窗门6使外界空气由所开启的回燃窗5进入试验箱体1内，发生回燃反应。
49.本发明具有耐高温功能，试验箱体1内设有若干组卡槽组，卡槽组包括平行设于试验箱体1各内壁的第一卡槽7和第二卡槽8，第一卡槽7和第二卡槽8可用于防火板的安装。由
于火灾所产生的高温对整个结构具有极大的损伤，为此通过设置的卡槽组来固定防火板，避免了高温对试验箱体1的直接烘烤，延长了试验箱体1的使用寿命。
50.本发明具有两门可拆卸更换功能，箱门2和回燃门3侧面均设有若干个连接套筒9，试验箱体1侧面设有与连接套筒9对应相连的若干组套筒组；套筒组包括竖直分布的第一套筒10和第二套筒11，第一套筒10和第二套筒11之间设有间距，其间距长度大于连接套筒9高度，每个连接套筒9设于相对应的第一套筒10和第二套筒11之间并通过销子12固定。所述可拆卸的套筒结构一方面便于多次高温试验下损伤的箱门2和回燃门3的更换，另一方面也便于开口进气试验不同回燃窗5结构的回燃门3更换。
51.本发明具有可视化功能，箱门2可拆卸设有视窗4，箱门2上开设有与视窗4相适配的视窗安装槽13，箱门2内壁设有环绕于视窗安装槽13的挡边14，视窗4嵌装于视窗安装槽13内并通过铝合金安装件15与挡边14螺栓固定，所述视窗5便于外界消防员直观观察试验箱体1内火灾的发生进程以及回燃现象，视窗4采用耐热玻璃制成，能承受内部高温的炙烤。试验箱体1内部火灾所产生的烟雾和可燃颗粒会污染视窗4表面，产生积垢造成视线阻挡，上述可拆卸结构便于视窗4的更换和清洗。
52.本发明具有密封紧固功能，箱门2和回燃门3外壁均设有与试验箱体1固定的紧固机构。紧固机构包括设于箱门2或回燃门3外壁的第一固定套筒20，套装于第一固定套筒20内的第一紧固杆21，分别设于第一紧固杆21顶端和底端的第一锁钩22和第二锁钩23，设于第一紧固杆21上的固定板24，铰接于固定板24上的转动手柄25，以及设于箱门2或回燃门3外壁用于锁紧转动手柄25的第一锁紧机构；锁紧机构包括设于箱门2或回燃门3外壁的第一螺杆28，套装于螺杆28上的锁环29和螺纹连接于第一螺杆28上用于紧固锁环29的第一紧固螺母30；试验箱体1顶部和底部分别设有与第一锁钩22和第二锁钩23固定配合使用的第一锁柱26和第二锁柱27。当箱门2或回燃门3闭合时，转动第一紧固杆21直至其两端的第一锁钩22和第二锁钩23分别与试验箱体1上下两端的第一锁柱26和第二锁柱27相扣，以此锁紧箱门2或回燃门3；再手动将第一紧固杆21上的转动手柄25转动至第一螺杆28上锁环29内侧，再转动外侧第一紧固螺母30来锁紧转动手柄25。所述紧固机构在箱门2或回燃门3关闭的情况下再利用第一紧固杆21在门体上、中、下三个点进行加固，保证了内部密闭性，为试验提供了稳定的条件。除此之外，箱门2、回燃门3和回燃窗门6内壁均开设有密封槽53，密封槽53内设有密封圈51，用于增强试验箱1各缝隙的密封性，保证外界空气无法进入，为回燃提供所必须的无氧条件。密封圈51为柔性石墨垫片，以鳞石墨为原料，可耐1650℃的高温，完全满足火灾至回燃发生的内部高温环境。
53.本发明具有耐压性，箱门2和回燃门3外壁分别设有上翼板16、下翼板17、左翼板18和右翼板19，所述各翼板可增加箱门2或回燃门3的承压能力，使箱门2或回燃门3足以承受试验箱1内部的压力。
54.本发明具有进气气流探究功能，以回燃门3上设置的回燃窗5来探究不同开口形式和开口位置进气气流对回燃的影响，以此来优化救援方法。回燃窗5分为两种布局，一种是三个按行均布或按列均布的矩形开口，另一种是九个呈3
×
3分布的矩形开口。两种布局下每个回燃窗5均对应一个回燃窗门6，回燃窗门6面积大于回燃窗5面积；同时两种不同分布的回燃窗5，其与回燃窗门6之间锁紧的闭合机构有所不同。
55.三个按行均布或按列均布的回燃窗5，闭合机构为设于回燃门3上的第一闭合机
构，第一闭合机构包括设于回燃门3上的固定件31，分别铰接于固定件31上的紧固件32和夹持手柄33，以及两端分别铰接于紧固件32中端和夹持手柄33中端的转动件34，紧固件31端部设有紧固柱35，紧固柱35上设有橡胶套36。当回燃窗门6处于关闭时，手动将夹持手柄33转动至回燃窗门6一侧，此时夹持手柄33带动与之铰接的转动件34转动，而转动件34带动与之铰接的紧固件31转动，直至紧固件31上的紧固柱35垂直紧压回燃窗门6。所述紧固柱35与紧固件31连接方式优选螺栓连接，紧固柱35上的橡胶套12增大了紧压面积和摩擦力。夹持手柄33的外端还可用于套装金属杆，使用者通过转动金属杆完成第一闭合机构紧固，采用杠杆原理省力。
56.九个呈3
×
3分布的回燃窗5，其回燃窗门6外壁分别设有上窗翼37、下窗翼38、左窗翼39和右窗翼40，闭合机构为设于回燃门2上的第二闭合机构。第二闭合机构包括设于回燃窗门6上的第二固定套筒41，套装于第二固定套筒41并穿设于上窗翼37和下窗翼38之间的第二紧固杆42，设于第二紧固杆42上的转动握杆43，分设于第二紧固杆42顶端和底端的第三锁钩44和第四锁钩45，以及设于回燃窗门6上用于锁紧转动握杆43的第二锁紧机构，第二锁紧机构包括设于回燃窗门6外壁的第二螺杆46，套装于第二螺杆45上的挡片47和螺纹连接于第二螺杆46上用于紧固挡片47的第二紧固螺母48；回燃窗5顶部和底部分别设有与第三锁钩44和第四锁钩45固定配合使用的上锁柱49和下锁柱50。第二闭合机构的闭合紧固原理与紧固机构相似，由第二紧固杆42压紧回燃窗门6，并在上、中、下三个点进行加固，操作如下：转动第二紧固杆42直至其两端的第三锁钩44和第四锁钩45分别与回燃窗5上下两端的上锁柱49和下锁柱50，以此锁紧回燃窗门6；然后使转动握杆43与第二螺杆46相连接，再手动转动第二紧固螺母48，直至挡片47锁紧转动握杆43。所述转动握杆43优选为直杆与弯曲杆的一体化杆体，其中直杆与第二锁紧机构连接，而弯曲杆便于操作者施力。
57.本发明还具有移动和固定性，试验箱体1底部四角还分别设有脚刹式万向轮52，便于整体装置的搬运移动以及使用时的固定。
58.一种火灾回燃试验箱的使用方法，使用时，打开箱门，将防火板分别安装于试验箱体的各卡槽组上，再将可燃物放置于底部防火板上，同时更换试验所需结构的回燃门并点火，关闭箱门和回燃门，并手动操作箱门和回燃门上的紧固机构，使两门密封封闭至外界的空气无法进入；待试验箱体内达到回燃所需条件，此时打开回燃门上的回燃窗门使外界空气由所开启的回燃窗进入试验箱体内，发生回燃反应。
59.通过上述方法可以很好地演示火灾回燃，外界人员均可由视窗观察到试验箱体内的全过程，便于可视化的安全性教学。
60.最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。