УСТАНОВКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУППЫ ГОРЮЧЕСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
PLANT TO DETERMINE GROUP OF CONSTRUCTION MATERIALS COMBUSTIBILITY

Изобретение относится к технике экспериментального исследования строительных материалов на горючесть и классификацию их по группам горючести.
Горючесть - способность веществ и материалов к развитию горения (распространению пламени, тления). Понятие горючести используется при определении области применения материалов, классификации веществ и материалов по пожарной опасности, при категорировании помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности, а также при разработке пожарно-профилактических мероприятий, снижающих пожарную опасность объекта (Пожарная безопасность. Энциклопедия. ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2007, 416 стр. с ил.).
При строительстве и отделке зданий и сооружений широкое применение находят всевозможные однородные и слоистые материалы. Однородные материалы - материалы, состоящие из одного вещества или равномерно распределенной смеси различных веществ (например, древесина, пенопласты, полистиролбетон, древесностружечные плиты). Слоистые материалы - материалы, изготовленные из двух и более слоев однородных материалов (например, гипсокартонные листы, бумажно-слоистые пластики, однородные материалы с огнезащитной обработкой) (ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть»).
Для определения группы горючести строительных материалов применяется установка исследования строительных материалов на горючесть и классификацию их по группам горючести в соответствии с ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть» метод II, принятая за прототип.
Установка для испытаний состоит из: камеры сжигания, системы подачи воздуха в камеру сжигания со стабилизатором воздушного потока, газоотводной трубы, вентиляционной системы для удаления продуктов горения, источника зажигания, держателя образца.
Камера сжигания выполнена в виде вертикальной колонны квадратного сечения, в полости которой расположен источник зажигания и держатель образца.
В верхней части камеры сжигания установлена газоотводная труба и вентиляционная система. В нижней части - система подачи воздуха со стабилизатором.
Самым сложным и ответственным узлом установки является источник зажигания. От правильной и стабильной работы источника зажигания зависит достоверность результата испытания. В качестве источника зажигания применяется газовая горелка, состоящая из четырех отдельных сегментов (каждый сегмент представляет собой отдельную горелку). Смешение газа с воздухом осуществляется с помощью отверстий, расположенных на газоподводящих трубах при входе в сегмент. Регулировка подачи воздуха осуществляется изменением проходного сечения отверстий. Горелка устанавливается в основании держателя образца.
Указанная горелка имеет сложную конструкцию и ряд существенных недостатков. Достаточно сложно обеспечить заданное и одинаковое тепловыделение каждым сегментом горелки из-за необходимости индивидуальной регулировки каждого сегмента. Сегменты горелки питаются воздухом из внутренней полости установки. В результате возмущений, возникающих из-за нагнетания воздуха штатной системой подачи воздуха и возникающих восходящих потоков в процессе испытания, возникают завихрения потока воздуха в камере сжигания, вызывая неравномерность питания воздухом сегментов горелки и, как следствие, разное тепловыделение. Упомянутая неравномерность носит стохастический, практически неустранимый характер.
При изготовлении сегментов источника воспламенения неизбежны отклонения геометрических параметров каждого сегмента, в результате чего требуется индивидуальная регулировка каждого сегмента в процессе работы, что осуществить достаточно сложно. Эти неточности в сегментах горелки в свою очередь также приводят к неравномерному тепловыделению по сегментам и, как следствие - некорректным результатам испытаний. При использовании указанной горелки велика вероятность ее повреждения при установке и снятии держателя образца. При испытании плавящихся материалов расплав стекает вниз, попадает в отверстия, предназначенные для питания горелки воздухом, и сегмент горелки выходит из строя.
Установка имеет достаточно большую высоту. В результате даже небольшого отклонения от вертикали в камере сжигания возникают неравномерные восходящие конвективные потоки от работающего источника зажигания и в результате - неравномерный нагрев образца. Неравномерный нагрев снижает достоверность результата испытания.
Целью изобретения является оптимизация конструкции установки: за счет применения источника зажигания в виде замкнутого коллектора, на котором равномерно по периметру расположены сопловые отверстия, и питаемого газовоздушной смесью, приготовленной извне, а камера сжигания выполнена с возможностью регулирования вертикального положения.
Указанная цель достигается тем, что в установке определения группы горючести строительных материалов, состоящей из камеры сжигания, системы подачи воздуха в камеру сжигания, газоотводной трубы, вентиляционной системы для удаления продуктов горения, источника зажигания и держателя образца, источник зажигания выполнен в виде замкнутого коллектора с равномерно расположенными по периметру сопловыми отверстиями, и питаемый газовоздушной смесью, приготовленной извне, а камера сжигания выполнена с возможностью регулирования вертикального положения.
Исполнение источника зажигания в виде коллектора замкнутого профиля позволяет получить более точные размеры при его изготовлении и, как следствие, равномерное и стабильное тепловыделение, практически независимое от влияния восходящих потоков воздуха во время испытания и работы штатной системы подачи воздуха в камеру сжигания.
Питание газовоздушной смесью, приготовленной извне, позволяет за счет изменения соотношения горючий газ-воздух регулировать тепловыделение и длину пламени источника зажигания в широких пределах и делает работу источника зажигания практически независимой от состояния среды в камере сжигания установки.
Равномерность и стабильность тепловыделения источника зажигания обеспечивается конструктивно. Источник зажигания не требует наладки в процессе работы установки.
Предлагаемый источник зажигания упрощает конструкцию установки по исследованию строительных материалов на горючесть, обеспечивает получение более точных результатов испытаний строительных материалов, а также делает эксплуатацию установки более удобной и безопасной.
Устройство регулирования вертикального положения камеры сжигания позволяет точно установить камеру по вертикали и тем самым снизить неравномерность нагрева образца, что в свою очередь снижает погрешность результата испытания.
На фиг.1 изображена установка определения группы горючести строительных материалов, вид спереди, на фиг.2 изображена установка определения группы горючести строительных материалов, камера сжигания, вид сверху (разрез А-А), на фиг.3 изображена установка определения группы горючести строительных материалов, камера сжигания, вид сверху (разрез Б-Б), на фиг.4 изображен держатель образца с образцами, источником зажигания и опорой, на фиг.5 изображен калибровочный образец с термопарами, на фиг.6 изображен источник зажигания в виде коллектора замкнутого профиля, вид сверху, на фиг.7 изображен источник зажигания в виде коллектора замкнутого профиля, вид В.
Установка определения группы горючести строительных материалов состоит из следующих основных частей: камеры сжигания 1, держателя образца 2, источника зажигания 3, системы подачи воздуха в камеру сжигания 4 со стабилизатором воздушного потока 5, газоотводной трубы 6, вентиляционной системы для удаления продуктов горения 7, устройства регулирования вертикального положения камеры сжигания.
Источник зажигания 3 установлен в основании держателя образца 2. Держатель образца состоит из четырех рам, расположенных по периметру источника зажигания 3 и установлен на опору 10, закрепленную в центре камеры сжигания 1 на определенном расстоянии от пола.
Источник зажигания 3 состоит из коллектора замкнутого профиля 14. По периметру коллектора под углом к плоскости коллектора выполнены сопловые отверстия 13. Отверстия расположены равномерно по периметру коллектора. Подвод газовой смеси к коллектору осуществляется подводящими каналами 17, выполненными в виде круговых сегментов или иным способом. Подводящие трубы объединяются в распределительном устройстве 15. С одной стороны распределительное устройство закрыто, с другой имеет подсоединение к питающей магистрали 16.
Установка работает следующим образом.
Перед началом испытания производится калибровка установки. Цель калибровки заключается в установлении расхода газовоздушной смеси и при необходимости длины пламени соотношением горючий газ-воздух для обеспечения в камере сжигания заданного температурного режима.
Калибровка заключается в следующем.
Камера сжигания 1 устанавливается в вертикальное положение, в держатель образца 2 устанавливают четыре калибровочных образца 12. Контроль температурного режима осуществляют по показаниям термопар 8. Термопары 8 установлены по центральной оси любых двух противоположных калибровочных образцов 12 и в газоотводной трубе 6. В газоотводной трубе 6 установлено четыре термопары 8. Держатель образца 2 с калибровочными образцами 12 устанавливают в камеру сжигания 1 на опору 10.
Включают измерительные приборы, подачу воздуха в камеру сжигания, источник зажигания, вентиляционную систему. Через некоторое время фиксируют показания термопар. Изменением расхода смеси газ-воздух и соотношением горючий газ-воздух добиваются необходимого распределения температур и длины пламени. Полученные при калибровке расход смеси газ-воздух и соотношение горючий газ-воздух используют при испытаниях.
Испытание проводят следующим образом.
В держатель образца 2 устанавливают четыре образца 9, после чего держатель образца 2 помещают в камеру сжигания 1. Включают систему подачи воздуха в камеру сжигания 4, источник зажигания 3, вентиляционную систему 7.
На образцы определенное время воздействуют пламенем 11 источника зажигания 3. Источник зажигания 3 выключают, выключают подачу воздуха и вентиляцию. Держатель образца 2 с образцами 9 извлекают из камеры сжигания 1. Проводят оценку результатов испытания.