СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НАГРУЖЕННЫХ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Полезная модель относится к стендам экспериментального исследования огнезащитных покрытий в противопожарной технике и может быть использована для определения эффективности огнезащитных покрытий.
Известен «Стенд для испытаний механических свойств материалов в газовом потоке» по патенту РФ на изобретение №2377529, который содержит корпус с водяной рубашкой охлаждения, снабженный крышкой и смотровыми люками, захваты, штоки, каретку, наружный экран, внутренний экран, регулирующие гайки, штанги, верхнюю и нижнюю опоры, силоизмеритель, нагружающий механизм, упоры, и газовоздушный тракт, при этом он снабжен патрубками подвода воздуха для охлаждения внутреннего и наружного экранов и захватов, при этом экраны выполнены в виде кольцевого коллектора со средней частью, захваты шарнирно связаны со штоками, выполненными полыми, в каждом из которых размещена трубка, наружный диаметр которой меньше, чем диаметр отверстия в штоке, а на шток стороны противоположной захвату установлен коллектор подвода/отвода охлаждающей жидкости, шток, коллектор и трубка выполнены в виде контура водяного охлаждения штока, и каждый шток независимо соединен с кареткой нагружающего устройства, которая снабжена стопорами, при этом нагружающее устройство с соединенным соосно силоизмерителем расположены между штангами верхней и нижней опор, жестко установленных на корпусе посредством упоров, причем корпус установлен на фундаменте на качающихся опорах.
Недостатками известного устройства по патенту РФ на изобретение №2377529 являются отсутствие контроля температуры газового потока перед испытываемым образцом материала, закрепленным в захватах, и отсутствие контроля температуры самого образца материала, так как при отклонении параметров газового потока не достигается повторяемость условий нагрева образцов материала, что приводит к недостоверным результатам испытаний.
Известен «Стенд для испытания огнезащитных покрытий» по патенту РФ на полезную модель №165107, принятый в качестве ближайшего аналога, который состоит из газовой горелки с соплом, создающим тепловой поток в направлении огнезащитного покрытия, нанесенного на пластину, закрепленную на механизме установки и позиционирования, нескольких термопар, расположенных на противоположной от огнезащитного покрытия поверхности пластины, при этом между соплом газовой горелки и огнезащитным покрытием равномерно по периметру пластины и на одинаковом расстоянии от оси сопла газовой горелки установлены два или более измерителя температуры теплового потока.
Недостатком известного устройства по патенту РФ на полезную модель №165107 является отсутствие возможности проведения испытаний огнезащитного покрытия, нанесенного на пластину, нагруженную усилиями сжатия или растяжения.
Перед заявляемой полезной моделью поставлена задача проведения испытаний в тепловом потоке огнезащитного покрытия, нанесенного на нагруженную усилиями сжатия или растяжения пластину.
Поставленная задача в заявляемой полезной модели решается за счет того, что стенд для испытаний нагруженных огнезащитных покрытий состоит из станины с механизмом установки и позиционирования газовой горелки с соплом, создающим тепловой поток в направлении огнезащитного покрытия, нанесенного на пластину, нескольких термопар, расположенных на противоположной от огнезащитного покрытия поверхности пластины, на станине между соплом газовой горелки и огнезащитным покрытием на одинаковом расстоянии от оси пластины установлены два или более измерителя температуры теплового потока, при этом на станине закреплена силовая рама, между смонтированными на силовой раме кронштейнами закреплена пластина, с противоположных сторон зафиксированная захватами, с одной стороны от пластины между захватом и кронштейном установлены связанные с ними силоизмеритель, соединенный с нагружающим механизмом, имеющим возможность создавать усилия сжатия или растяжения в пластине.
Заявленная полезная модель отличается от известного устройства по патенту РФ на полезную модель №165107 тем, что на станине закреплена силовая рама, между смонтированными на силовой раме кронштейнами закреплена пластина, с противоположных сторон зафиксированная захватами, с одной стороны от пластины между захватом и кронштейном установлены связанные с ними силоизмеритель, соединенный с нагружающим механизмом, имеющим возможность создавать усилия сжатия или растяжения в пластине.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно, обеспечило проведение испытаний в тепловом потоке огнезащитного покрытия, нанесенного на нагруженную усилиями сжатия или растяжения пластину.
На фиг. 1 представлена схема стенда для испытаний нагруженных огнезащитных покрытий.
На фиг. 2 представлен разрез А-А (фиг. 1), на котором показано огнезащитное покрытие, нанесенное на квадратную пластину, на одинаковом расстоянии от оси пластины установлены четыре измерителя температуры теплового потока.
На фиг. 3 представлен вид по стрелке Б (фиг. 1) на квадратную пластину, на которой расположены по линии четыре термопары.
Стенд для испытаний нагруженных огнезащитных покрытий (фиг. 1-3) состоит из станины 1 с механизмом 2 установки и позиционирования газовой горелки 3 с соплом 4, создающим тепловой поток в направлении огнезащитного покрытия 5, нанесенного на пластину 6, четыре и более термопары 7, расположенные на противоположной от огнезащитного покрытия 5 поверхности 8 пластины 6, между соплом 4 газовой горелки 3 и огнезащитным покрытием 5 на одинаковом расстоянии от оси 9 пластины 6 установлены на станине 1 два и более измерителя 10 температуры теплового потока, при этом на станине 1 закреплена силовая рама 11, между смонтированными на силовой раме 11 кронштейнами 12 закреплена пластина 6, с противоположных сторон зафиксированная захватами 13, с одной стороны от пластины 6 между захватом 13 и кронштейном 12 установлены связанные с ними силоизмеритель 14, соединенный с нагружающим механизмом 15, имеющим возможность создавать усилия сжатия или растяжения в пластине 6.
Стенд для испытаний нагруженных огнезащитных покрытий работает следующим образом (фиг. 1-3).
Механизм 2 установки и позиционирования, силовая рама 11, измерители 10 температуры установлены на станине 1, имеющей для их монтажа конструктивные элементы, например, стыковочные плоскости с резьбовыми и направляющими элементами. Станина 1 обеспечивает взаимное расположение механизма 2 установки и позиционирования, силовой рамы 11, измерителей 10 температуры при проведении испытаний.
Горючий газ (например, ацетилен, природный газ) и кислород под давлением подают в газовую горелку 3 в соотношении, необходимом для получения горючей смеси требуемого состава и температуры. В процессе движения и перемешивания горючего газа с кислородом в газовой горелке 3 образуется горючая смесь, при сгорании которой формируется пламя. Пламя, истекая из газовой горелки 3 через сопло 4, образует тепловой поток, который направляют на огнезащитное покрытие 5, нанесенное на пластину 6. Температура теплового потока при движении вдоль оси 9 пластины 6 уменьшается.
Стенд подготавливают к испытаниям следующим образом. Пластину 6 закрепляют между смонтированными на силовой раме 11 кронштейнами 12 и фиксируют с противоположных сторон захватами 13, например, типа «ласточкин хвост». С одной стороны от пластины 6 между захватом 13 и кронштейном 12 устанавливают связанные с ними силоизмеритель 14, соединенный с нагружающим механизмом, например, гидроцилиндром 15. При подготовке стенда к работе усилия сжатия или растяжения к пластине 6 не прикладывают. Газовую горелку 3 закрепляют на механизме 2 установки и позиционирования. Между соплом 4 и огнезащитным покрытием 5 (фиг. 1, 2), например, квадратной пластины 6 на одинаковом расстоянии от ее оси 9 установлены, например, четыре измерителя 10 температуры (фиг. 1, 2) теплового потока. Газовую горелку 3, перемещая вдоль оси 9 пластины 6, устанавливают вместе с температурой, необходимой для проведения испытания огнезащитного покрытия 5. Положение газовой горелки 3 корректируют по показаниям, например, четырех измерителей 10 температуры теплового потока, перемещая ее поперек оси 9 пластины 6. При совпадении показаний всех четырех измерителей 10 температуры теплового потока газовую горелку 3 фиксируют на механизме 2 установки и позиционирования, после чего газовую горелку 3 отключают. Стенд для проведения испытаний нагруженных огнезащитных покрытий 5 готов к работе.
т
т
На подготовленный к работе стенд устанавливают пластину 6 с огнезащитным покрытием 5. С помощью гидроцилиндра 15 создают усилия сжатия или растяжения в пластине 6, возникающие в пластине 6 напряжения близки к пределу текучести материала σ и составляют 0,9σ. При этом возникают внутренние напряжения в огнезащитном покрытии 5, ухудшается адгезия огнезащитного покрытия 5 к пластине 6. Усилия растяжения или сжатия, нагружающие пластину 6, контролируют с помощью силоизмерителя 14, при проведении испытания усилие, создаваемое гидроцилиндром 15, постоянно. Включают газовую горелку 3 и подвергают огнезащитное покрытие 5 тепловому воздействию. К внутренним напряжениям прибавляются температурные напряжения, вызванные тепловым потоком, что приводит огнезащитное покрытие 5 к ускоренному разрушению.
По показаниям термопар 7 можно сравнивать теплоизолирующие свойства различных огнезащитных покрытий 5. Нагрев огнезащитного покрытия 5 ведут необходимое время, регистрируя температуру с помощью, например, четырех термопар 7 (фиг. 1, 3), расположенных на противоположной от огнезащитного покрытия 5 поверхности 8 пластины 6. Различные огнезащитные покрытия 5, нанесенные на одинаковые пластины 6, поочередно нагружают одинаковым усилием растяжения или сжатия и устанавливают в тепловой поток. При этом обеспечивается постоянство условий нагружения и измерений. Усилие нагружения контролируют силоизмерителем 14, а температуру теплового потока контролируют по показаниям четырех измерителей 10 температуры. Чем меньше значения температур, показанных термопарами 7, через одинаковые промежутки времени после начала испытания огнезащитного покрытия 5, тем лучше его теплоизолирующие свойства.
Полезная модель позволила получить технический результат, а именно, обеспечила проведение испытаний в тепловом потоке огнезащитного покрытия, нанесенного на нагруженную усилиями сжатия или растяжения пластину.