一种矿井火灾烟流紊乱实验装置制造方法及图纸

一种矿井火灾烟流紊乱实验装置，包括巷道模型及模块化控制箱，采用耐高温的巷道模型，可根据实际情况自由组装出相应井巷模型，操控简捷、高效，通过调节双向变频风机的正转反转状态，模拟实际情况中的上行或下行通风情况，并控制双向变频风机产生不同风量，更加符合相似原理，利用升温控制器，精确控制电热丝升温情况，模拟着火点，利用烟雾发生器，可直观反映火灾发生时巷道内风流、烟流状态变化情况，并通过模块化控制箱对多个监测点数据的采集、预处理、存储、显示，提高检测速度、准确性和安全性，有利于制定矿井火灾安全预案，防治井下火灾，制定矿井火灾时期人员安全逃生路线。

Smoke flow disorder experimental device for mine fire

A mine fire smoke flow disturbance experiment device, including roadway model and modular control box, the roadway model of high temperature resistance, can be assembled by the corresponding roadway model according to the actual situation of free, simple and efficient control, through forwardreverse conditioning bidirectional frequency conversion fan, simulate the actual situation in the upward or downward ventilation the situation, and control the bidirectional converter fan have different volume, more in line with the principle of similarity, using the temperature controller, the precise control of heating wire heating, simulated ignition point, using smoke generator, which can directly reflect the fire when the tunnel airflow, smoke flow state changes, and through the modular control box for multiple monitoring data the collection, processing, storage, display, improve the detection speed, accuracy and safety, conducive to the development of mine fire safety plan, prevention and control Underground fire, and draw up the safe escape route of the personnel during the mine fire.

【技术实现步骤摘要】
一种矿井火灾烟流紊乱实验装置
本专利技术属于矿井火灾防治
，具体涉及一种矿井火灾烟流紊乱实验装置。
技术介绍
井下火灾是煤矿开采生产工作的重大安全隐患之一。由于井下巷道纵横相连，很难及时发现火灾发生，井下空气供给有限，可燃物难以完全燃烧，有毒有害烟雾大量发生，随风流扩散，毒化矿井空气，威胁工人的生命安全，尤其在瓦斯和煤尘爆炸危险矿井，还可能引起爆炸，酿成重大恶性事故。根据发火点对矿井通风的影响可将井下火灾分为上行风流火灾和下行风流火灾。其中，发生在上行风流中的火灾，称为上行风流火灾，当上行风流中发生火灾时，因热力作用而产生的火风压，对矿井通风的影响主要特征是，主干风路的风流方向一般将是稳定的，即具有与原风流相同的方向，烟流将随之排出，而所有其它与主干风路并联或者在主干风路火源后部汇入的旁侧支路风流，其方向将是不稳定的，甚至可能发生逆转，形成风流紊乱事故。发生在下行风流中的火灾，称为下行风流火灾，在下行风流中发生火灾时，火风压的作用方向与矿井主扇风压的作用方向相反。随着火势发展，主干风路中的风流很难保持其正常的原有流向。当火风压增大到一定程度，主干风路的风流将会发生逆退，从而酿成又一种形式的风流紊乱事故。目前针对井下火灾防治工程的实验研究，主要是对矿井采空区、密闭区、巷道中一氧化碳、氧气、二氧化碳等气体浓度分析研究。由于火风压的产生，打破了网络回路原有压力平衡，使网络流动状态发生变化，而针对井下火灾发生时期产生的高温烟流在通风网络内流动，沿途产生局部火风压，以及火风压与烟流流动范围及烟流温度的变化关系进行的实验研究却很少。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种操作简捷、检测速度快、测量精度高、直观反映检测地点的温度、风速、风流状态、烟流流动范围变化且能同步存储检测数据功能的矿井火灾烟流紊乱实验装置。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种矿井火灾烟流紊乱实验装置，包括巷道模型及模块化控制箱，所述巷道模型包括主干风路管道以及与所述主干风路管道并联的旁侧支路管道，所述旁侧支路管道的顶部和底部通过耐高温四通与所述主干风路管道连通，所述主干风路管道的底部连接于第一总风路管道，所述第一总风路管道的末端设有双向变频电机，用于向所述第一总风路管道内提供风流，所述第一总风路管道上设有第一烟雾发生器及第一双向风速传感器，所述主干风路管道的顶部连接于第二总风路管道，所述第二总风路管道上设有第二烟雾发生器，所述主干风路管道内设有电热丝，所述电热丝连接于升温控制器，所述电热丝的附近设有第一温度传感器，所述主干风路管道上还设有第一调阻阀和第二双向风速传感器，所述旁侧支路管道上设有第二调阻阀和第三双向风速传感器，所述旁侧支路管道的顶部和底部分别设有第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第一双向风速传感器、所述第二双向风速传感器及所述第三双向风速传感器连接于所述模块化控制箱，通过所述模块化控制箱采集数据并处理，监测实验过程及结果。进一步，所述主干风路管道的两侧分别设有所述旁侧支路管道，一条所述旁侧风路管道上可选择的不设置所述第三双向风速传感器。进一步，根据矿井通风公式：Q＝S×V以及并联通风公式可以得出所述巷道模型内总风量、所述主干风路管道及所述旁侧支路管道内风量变化情况，其中Q为总风量，S为所述主干风路管道或所述旁侧支路管道的截面积，V为风速，Qi为所述主干风路管道或并联的所述旁侧支路管道内的风量。进一步，所述旁侧支路管道包括与所述主干风路管道平行的中间管，所述中间管的顶部和底部通过耐高温弯头连接有直管，所述直管的端部连接于所述耐高温四通的接头上。进一步，所述第二温度传感器和所述第三温度传感器分别设置在所述中间管顶部和底部的直管上。进一步，所述耐高温弯头的两端通过耐高温连接环连接于所述中间管和所述直管，所述耐高温四通的四个端部通过所述耐高温连接环分别连接于所述主干风路管道、所述旁侧支路管道及所述第一总风路管道或所述第二总风路管道。进一步，所述巷道模型固定于背部支架上，所述背部支架的底部设有底座，所述模块化控制箱放置于所述底座上。进一步，所述模块化控制箱包括箱体及设置于所述箱体一侧可相对所述箱体旋转打开的显示屏，所述箱体内装有电脑主机，用于对采集的数据进行处理，所述箱体表面设有键盘及鼠标区，所述箱体的边缘设有外接接口及散热孔。进一步，所述箱体的边缘设有提手和防盗锁，用于将所述显示屏锁在所述箱体上。进一步，所述外接接口包括网线接口、USB接口、电源线接口、音频和话筒接口，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第一双向风速传感器、所述第二双向风速传感器及所述第三双向风速传感器通过数据传输线与所述电脑主机相连。本专利技术的有益效果：本专利技术采用耐高温的巷道模型，可根据实际情况自由组装出相应井巷模型，操控简捷、高效，通过调节双向变频风机的正转反转状态，模拟实际情况中的上行或下行通风情况，并控制双向变频风机产生不同风量，更加符合相似原理，利用升温控制器，精确控制电热丝升温情况，模拟着火点，利用烟雾发生器，可直观反映火灾发生时巷道内风流、烟流状态变化情况，并通过模块化控制箱对多个监测点数据的采集、预处理、存储、显示，提高检测速度、准确性和安全性。附图说明图1为本专利技术矿井火灾烟流紊乱实验装置的结构示意图；图2为本专利技术矿井火灾烟流紊乱实验装置发生上行通风旁侧支路管道内风流逆转时烟流运动示意图，箭头表示风流方向；图3为本专利技术矿井火灾烟流紊乱实验装置发生下行通风主干通风管道内风流逆退时烟流运动示意图，箭头表示风流方向；图4为本专利技术矿井火灾烟流紊乱实验装置中模块化控制箱的结构示意图；图5为本专利技术矿井火灾烟流紊乱实验装置的算例图；图中，1—背部支架、2—耐高温弯头、3—耐高温连接环、4—升温控制器、51—第一调阻阀、52—第二调阻阀、61—第一双向风速传感器、62—第二双向风速传感器、63—第三双向风速传感器、71—第一温度传感器、72—第二温度传感器、73—第三温度传感器、8—双向变频风机、91—第一烟雾发生器、92—第二烟雾发生器、10—底座、11—模块化控制箱、12—旁侧支路管道、121—中间管、122—直管、13—电热丝、14—耐高温四通、15—主干风路管道、161—第一总风路管道、162—第二总风路管道、17—箱体、18—显示屏、19—键盘、20—开关键、21—鼠标区、22—外接接口、23—散热孔、24—提手、25—防盗锁。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井火灾烟流紊乱实验装置，其特征在于，包括：巷道模型及模块化控制箱，所述巷道模型包括主干风路管道以及与所述主干风路管道并联的旁侧支路管道，所述旁侧支路管道的顶部和底部通过耐高温四通与所述主干风路管道连通，所述主干风路管道的底部连接于第一总风路管道，所述第一总风路管道的末端设有双向变频电机，用于向所述第一总风路管道内提供风流，所述第一总风路管道上设有第一烟雾发生器及第一双向风速传感器，所述主干风路管道的顶部连接于第二总风路管道，所述第二总风路管道上设有第二烟雾发生器，所述主干风路管道内设有电热丝，所述电热丝连接于升温控制器，所述电热丝的附近设有第一温度传感器，所述主干风路管道上还设有第一调阻阀和第二双向风速传感器，所述旁侧支路管道上设有第二调阻阀和第三双向风速传感器，所述旁侧支路管道的顶部和底部分别设有第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第一双向风速传感器、所述第二双向风速传感器及所述第三双向风速传感器连接于所述模块化控制箱，通过所述模块化控制箱采集数据并处理，监测实验过程及结果。

【技术特征摘要】
1.一种矿井火灾烟流紊乱实验装置，其特征在于，包括：巷道模型及模块化控制箱，所述巷道模型包括主干风路管道以及与所述主干风路管道并联的旁侧支路管道，所述旁侧支路管道的顶部和底部通过耐高温四通与所述主干风路管道连通，所述主干风路管道的底部连接于第一总风路管道，所述第一总风路管道的末端设有双向变频电机，用于向所述第一总风路管道内提供风流，所述第一总风路管道上设有第一烟雾发生器及第一双向风速传感器，所述主干风路管道的顶部连接于第二总风路管道，所述第二总风路管道上设有第二烟雾发生器，所述主干风路管道内设有电热丝，所述电热丝连接于升温控制器，所述电热丝的附近设有第一温度传感器，所述主干风路管道上还设有第一调阻阀和第二双向风速传感器，所述旁侧支路管道上设有第二调阻阀和第三双向风速传感器，所述旁侧支路管道的顶部和底部分别设有第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第一双向风速传感器、所述第二双向风速传感器及所述第三双向风速传感器连接于所述模块化控制箱，通过所述模块化控制箱采集数据并处理，监测实验过程及结果。2.根据权利要求1所述的矿井火灾烟流紊乱实验装置，其特征在于：所述主干风路管道的两侧分别设有所述旁侧支路管道，一条所述旁侧风路管道上可选择的不设置所述第三双向风速传感器。3.根据权利要求2所述的矿井火灾烟流紊乱实验装置，其特征在于：根据矿井通风公式：Q＝S×V以及并联通风公式可以得出所述巷道模型内总风量、所述主干风路管道及所述旁侧支路管道内风量变化情况，其中Q为总风量，S为所述主干风路管道或所述旁侧支路管道的截面积，V为风速，Qi为所述主干风路管道或并联的所述旁侧支路管道内...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗翔，王天明，张明乾，王雅迪，刘宇，张慧博，刘江，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21