一种模拟船舶火灾燃烧实验装置

本发明涉及模拟实验装置，具体而言，涉及一种模拟船舶火灾燃烧实验装置。

背景技术：

1、客舱是船舶发生火灾最频繁且火灾人员损失最重的场合之一。船舶在航行中是一个独立的实体,船体空间小、货物密集、人员集中。船舶火灾具有扑救难度大，易造成人员伤亡和引起次生灾害等特点。海上船舶环境与陆地环境的一个重要区别是船舶在行进过程中会随海浪产生摇晃现象，会对火灾产生影响，包括但不限于对火灾中可燃物的火焰形态，燃烧速率，熔融物状态、热释放速率等的影响，例如，摇晃环境对聚合物燃烧产生的熔流物的滴落行为会造成一定影响，使得发生熔滴偏移、热解滴落速率加快等情况。通过燃烧实验对此进行研究，对于客舱火灾防控和船上人员安全逃生等具有重要的指导意义。

2、为研究海洋船舶摇晃环境对火灾燃烧的影响，需要设计一套海浪模拟装置用于实验，实现对不同波高、不同周期海浪的模拟。目前，国内外已研制了可实现不同运动功能的海浪模拟平台，比如三自由度、六自由度海浪模拟平台，但是对开展船舶火灾燃烧物实验研究来说，这些已有的海浪模拟平台不仅存在结构复杂、体积庞大、造价昂贵、维护难度大、控制精度要求高等不足，而对实验室火灾研究而言，由于火灾实验对环境温度有较大影响，且通常要对火灾烟气进行分析，需要额外连接分析仪器设备等，可能对现有的海浪模拟平台的精度及使用寿命产生负面影响。因此并不适合用于模拟研究小型火灾实验。

技术实现思路

1、本发明公开了一种模拟船舶火灾燃烧实验装置，结构简单，操作便利，旨在改善现有的船舶火灾燃烧实验装置体型庞大、维护难度大、无法配适温度变化较大的环境以及不便连接分析仪器的问题。

2、本发明采用了如下方案：

3、提供一种模拟船舶火灾燃烧实验装置，包括：上平台、下平台，以及设置在所述上平台上方的燃烧台；所述上平台与下平台之间支撑设置有曲柄机构模块、支撑杆以及可伸缩导向机构，其中，所述支撑杆铰接在所述上平台的中间位置，所述曲柄机构模块与所述可伸缩导向机构分别设置于所述支撑杆对应的两侧，且铰接于所述上平台；所述曲柄机构模块通过直动杆连接所述上平台，且能够通过转动以控制所述直动杆上下运动，进而驱动上平台上下摆动；所述可伸缩导向机构配置为能在所述直动杆驱动所述上平台摆动时，产生与所述直动杆相反的运动方向。

4、进一步地，所述曲柄机构模块包括支架、转动盘、机构滑轨、机构滑槽，其中，所述支架可移动地固定在所述下平台上，且其设置有适于所述直动杆穿过的导向孔；所述转动盘固定在所述支架上，所述转动盘沿半径方向设置有所述机构滑轨，所述机构滑轨上可调节地安装有所述固定滑块；所述直动杆穿过所述导向孔，其两端分别连接所述机构滑槽和所述上平台；所述固定滑块连接所述机构滑槽且在所述转动盘转动时，所述固定滑块在所述机构滑槽内滑动以带动所述机构滑槽和所述直动杆上下运动。

5、进一步地，所述支架底部设置有滑动件，所述下平台的顶部平面设置有定位轨道，且所述滑动件被限制在所述定位轨道内且能够在所述定位轨道内滑动。

6、进一步地，所述可伸缩导向机构包括可在所述定位轨道内滑动的导轨支架以及可沿所述导轨支架上下滑动的导杆，所述导杆的上端铰接于所述上平台。

7、进一步地，所述上平台的底面设置有滑道、固定铰座以及可在所述滑道上滑动的第一铰座、第二铰座，所述固定铰座、第一铰座和第二铰座上均铰接设置有t型接头，所述t型接头分别连接所述支撑杆、直动杆以及可伸缩导向机构。

8、进一步地，所述燃烧台通过立柱可上下调节地安装在所述上平台上方，且所述燃烧台上方设置有集烟罩。

9、进一步地，定义实验平台模拟的海浪波高为h,则h满足：

10、其中，h1表示直动杆的上下位移，l1表示直动杆的轴线与支撑杆轴线的距离。

11、进一步地，所述直动杆与所述支撑杆的距离和所述可伸缩导向机构与所述支撑杆的距离相同。

12、进一步地，所述转动盘上设置有若干个镂空孔。

13、进一步地，所述转动盘连接有外部转动装置。

14、本发明具有如下有益效果：

15、1、采用模块化的组合结构，装拆便捷、应用范围广泛，可实现多种不同波高、不同周期的正弦波海浪模拟；

16、2、采用机械结构，传动稳定，易于加工制作，造价较低，成本相对低廉，同时更换零部件方便，改装成本低；

17、3、控制便捷，仅需控制电机转速和调整机构滑块安装位置，即可调整控制模拟海浪的波高和周期，达到模拟不同海浪的目的。

技术特征：

1.一种模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，包括：上平台、下平台，以及设置在所述上平台上方的燃烧台；所述上平台与下平台之间支撑设置有曲柄机构模块、支撑杆以及可伸缩导向机构，其中，所述支撑杆铰接在所述上平台的中间位置，所述曲柄机构模块与所述可伸缩导向机构分别设置于所述支撑杆相对的两侧，且铰接于所述上平台；所述曲柄机构模块通过直动杆连接所述上平台，且能够通过转动以控制所述直动杆上下运动，进而驱动所述上平台上下摆动；所述可伸缩导向机构配置为能在所述直动杆驱动所述上平台摆动时，产生与所述直动杆相反的运动方向。

2.根据权利要求1所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，所述曲柄机构模块包括支架、转动盘、机构滑轨、机构滑槽，其中，所述支架可移动地连接在所述下平台上，且其设置有适于所述直动杆穿过的导向孔；所述转动盘固定在所述支架上，所述转动盘沿半径方向设置有所述机构滑轨，所述机构滑轨上可调节地连接有固定滑块；所述直动杆穿过所述导向孔，其两端分别连接所述机构滑槽和所述上平台；所述固定滑块连接所述机构滑槽，且在所述转动盘转动时，所述固定滑块能在所述机构滑槽内滑动以带动所述机构滑槽和所述直动杆上下运动。

3.根据权利要求2所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，所述支架底部设置有滑动件，所述下平台的顶部平面设置有定位轨道，且所述滑动件被限制在所述定位轨道内且能够在所述定位轨道内滑动。

4.根据权利要求3所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，所述可伸缩导向机构包括可在所述定位轨道内滑动的导轨支架以及可沿所述导轨支架上下滑动的导杆，所述导杆的上端铰接于所述上平台。

5.根据权利要求1所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，所述上平台的底面设置有滑道、固定铰座以及可在所述滑道上滑动的第一铰座、第二铰座，所述固定铰座、第一铰座和第二铰座上均铰接设置有t型接头，所述t型接头分别连接所述支撑杆、直动杆以及可伸缩导向机构。

6.根据权利要求1所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，所述燃烧台通过立柱安装在所述上平台上方，其安装位置可上下调节，且所述燃烧台上方设置有集烟罩。

7.根据权利要求1所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，定义实验平台模拟的海浪波高为h,则h满足：

8.根据权利要求1所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，所述直动杆与所述支撑杆的距离和所述可伸缩导向机构与所述支撑杆的距离相同。

9.根据权利要求2所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，所述转动盘上设置有若干个镂空孔。

10.根据权利要求2所述的模拟船舶火灾燃烧实验装置，其特征在于，所述转动盘连接有外部转动装置。

技术总结
本发明提供了一种模拟船舶火灾燃烧实验装置，包括：上平台、下平台，以及设置在所述上平台上方的燃烧台；所述上平台与下平台之间支撑设置有曲柄机构模块、支撑杆以及可伸缩导向机构，其中，所述支撑杆铰接在所述上平台的中间位置，所述曲柄机构模块与所述可伸缩导向机构分别设置于所述支撑杆对应的两侧，且铰接于所述上平台；所述曲柄机构模块通过直动杆连接所述上平台，且能够通过转动控制所述直动杆上下运动，进而驱动上平台上下摆动；所述可伸缩导向机构的配置使其能在所述上平台摆动时实现与所述直动杆相反的运动方向。通过本发明方案，可以有效模拟船舶在海浪中发生火灾的情形，同时结构简单紧凑，适用于实验室等环境中。

技术研发人员：何宏舟,刘众擎,陈言桂,庄煌煌,赖迪蒙,王振宇
受保护的技术使用者：集美大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13