一种火爆毒灾害环境模拟实验系统技术方案

本发明专利技术属于灾害环境模拟系统领域，具体涉及一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，该模拟实验系统包括设置在管路一端的爆炸冲击波发生装置、设置在管路中部的火灾高温发生装置和有毒气体/颗粒环境发生装置，设置火灾高温发生装置和有毒气体/颗粒环境发生装置处的管路作为模拟实验系统的试验段。该发明专利技术的优点在于：提供一种复合性的灾害实验环境，本发明专利技术通过在管路上爆炸冲击波发生装置、火灾高温发射装置、有毒气体/颗粒环境发生装置，从而模拟冲击波、有毒物质、高温的复合灾害环境，为研究火爆毒复合灾害环境下的人体损伤机理及个体防护技术需求，为危化品从业人员选用适当的应急装备提供指导，最终达到保护人民生命安全的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种火爆毒灾害环境模拟实验系统
本专利技术涉及灾害环境模拟系统领域，尤其是一种火爆毒灾害环境模拟实验系统。
技术介绍
危化品生产、储存、运输、使用过程中，由于人的不安全行为、物的不安全状态以及不可抗的环境因素，容易发生危化品泄露事故。若危化品自身具有可燃性的特点，泄露过程中极易形成火灾、爆炸、有毒物质的复合灾害环境。清华大学合肥公共安全研究院公开的一种火灾环境中人体烧伤死亡风险评估系统及方法(申请号：CN201610298559.6)；中国人民解放军第三军医大学第三附属医院公开的用于爆炸冲击波环境下的体外人工鼓膜测试装置(申请号：CN201120063412.1)。以上系统与方法用于研究单一灾害环境下人体损伤机理及伤害严重程度评估。现有的个体防护技术基于单因素致伤机理的研究，不能满足复合灾害环境下个体防护需求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足，为此，本专利技术提供一种火爆毒灾害环境模拟实验系统。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，包括设置在管路一端的爆炸冲击波发生装置、设置在管路中部的火灾高温发生装置和有毒气体/颗粒环境发生装置，设置火灾高温发生装置和有毒气体/颗粒环境发生装置处的管路作为模拟实验系统的试验段。优化的，所述管路的尾部设置有消波装置。优化的，所述管路下方设置有支撑结构，所述支撑结构设置在滑轨上，支撑结构的下端部设置有与滑轨匹配的移动部件。优化的，所述爆炸冲击发生装置设置在管路的驱动段上，驱动段后方设置被驱动段，驱动段和被驱动段通过夹膜结构连接，所述爆炸冲击波发生装置包括设置在驱动段一端的点火装置、设置在驱动段另一端的夹膜机构和填充在驱动段内的爆炸物料，所述夹膜结构机构内设置有泄爆膜。优化的，所述驱动段上游端通过盲板法兰密封，点火机构设置在驱动段管道上靠近盲板法兰处。优化的，所述被驱动段和试验段之间设置有喇叭状的扩张段，所述驱动段、被驱动段、扩张段靠近被驱动段的一端的内径相同，所述扩张段远离被驱动段的一端的直径大于被驱动段一端的直径。优化的，所述火灾高温发生装置和有毒气体/颗粒环境发生装置相对设置，所述试验段上设置有辐射板安装法兰和毒气配送法兰，火灾高温发生装置为固定在辐射板安装法兰上的辐射板，有毒气体/颗粒环境发生装置为毒气配送法兰外接的实验用气体补充部件。优化的，所述试验段后端设置消波段，消波段内部设置消波装置，所述消波装置包括消波板，所述消波板垂直于气流传播方向的设置在消波段内，所述消波板上设置有供气流穿过的多个栅格孔，所述消波板的边缘侧面贴合在消波段的内侧壁。优化的，所述消波装置还包括固定杆，固定杆的长度方向与气流传播方向平行，所述消波板为多块，多块消波板依次固定在固定杆上。优化的，固定杆上从靠近试验段的消波板到远离试验段的消波板上的栅格孔直径依次减小。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提供一种复合性的灾害实验环境，本专利技术通过在管路上爆炸冲击波发生装置、火灾高温发射装置、有毒气体/颗粒环境发生装置，从而模拟冲击波、有毒物质、高温的混合环境，为研究火爆毒复合灾害环境下的人体损伤机理及个体防护技术需求，为危化品从业人员选用适当的应急装备提供指导，最终达到保护人民生命安全的目的。(2)消波装置是衰减实验后的气流动量和冲击波能量，避免实验系统的结构被损坏。(3)冲击波到达消波段最末端时，能量如果还是存在，此时，能量可能带动整个系统在滑轨上运动，从而降低对消波段最末端的损坏。并且由于泄爆膜在每次实验后均需要替换，当拆开夹膜结构后方便驱动段和被驱动段分开，连接时也能保证在一条直线上，方便连接。(4)夹膜结构中泄爆膜的设置是为了隔离驱动段和其下游管路，可燃气体填充在驱动段内，系统先通过泄爆膜将冲击波的能量储存在驱动段内，当驱动段内压力达到泄爆膜破膜压力时，泄爆膜破裂，所有的能量一起释放，从而在较短时间内获得足够能量的冲击波。(5)驱动段上游端的端面通过盲板法兰密封，点火机构设置在驱动段官道上靠近密封端面处，点火后爆轰波传播方向和气流传播方向相同，实现前向爆轰驱动，相较于反向爆轰驱动方式，前向爆轰驱动可产生更大超压值，在冲击波及冲击波耦合其他因素致伤实验中具有超压范围更广的优点。(6)泄爆膜破裂后，产生冲击波的化学反应可能还未结束，被驱动段内爆炸物料一边反应，生成的冲击波继续传播，冲击波的能量持续增大。驱动段和被驱动段的直径少于试验段的直径，单位体积内的能量较大，这样可以减少冲击波到达设定值的时间。(7)直接在试验段处设置火灾高温发生装置和有毒气体/颗粒环境发生装置，这样温度和有毒气体/颗粒浓度不会因为传输而改变数值，保证了数据的准确性。(8)消波板上通过设置多个栅格孔来起到消波的作用。(9)消波装置通过固定杆上设置多个消波板，并且多个消波板上的栅格孔直径逐渐减小，来逐级的降低冲击波的能量。附图说明图1为本专利技术一种火爆毒灾害环境模拟实验系统的主视图。图2为本专利技术一种火爆毒灾害环境模拟实验系统中驱动段的结构图。图3为本专利技术一种火爆毒灾害环境模拟实验系统中辐射板的结构图。图4为本专利技术一种火爆毒灾害环境模拟实验系统试验段的剖视图。图5为本专利技术一种火爆毒灾害环境模拟实验系统消波装置的结构图。图6为本专利技术一种火爆毒灾害环境模拟实验系统消波板的结构图。图中标注符号的含义如下：11-驱动段12-被驱动段13-扩张段14-试验段141-辐射板安装法兰142-毒气配送法兰15-消波段21-点火机构22-火灾高温发生装置221-辐射板23-有毒气体/颗粒环境发生装置241-消波板2411-栅格孔2412-固定孔242-固定杆25-夹膜结构3-支撑结构4-滑轨具体实施方式如图1所示，一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，包括管路，管路依次分成驱动段11、被驱动段12、喇叭状的扩张段13、试验段14、消波段15。所述驱动段11的内径、被驱动段12的内径、扩张段13靠近被驱动段12的一端的内径均相同，扩张段13远离被驱动段12的一端的直径大于被驱动段12一端的直径。驱动段11和被驱动段12通过夹膜结构25连接，所述夹膜结构25内设置有泄爆膜。扩张段13和试验段14、试验段14和消波段15均通过法兰连接，法兰连接处设置有密封圈，从而提高模拟实验的实验环境稳定性。模拟实验系统还包括设置在驱动段11上的爆炸冲击波发生装置、设置在试验段14上的火灾高温发生装置22和有毒气体/颗粒环境发生装置23、设置在消波段15内部的消波装置，管路下方还设置有支撑结构3，支撑结构3设置在滑轨4上，支撑结构3的下端部设置有与滑轨4匹配的移动部件。在该实施例中，移动部件为滚轮。爆炸冲击波发生装置、火灾高温发生装置22、有毒气体/颗粒环境发生装置23可单独工作，三者单独工作时，可分别实现爆炸冲击波、火灾高温、有毒气体/颗粒致伤环境。当爆炸冲击波发生装置、火灾高温发生装置22、有毒气体/颗粒环境发生装置23中两者共同工作时，可分别实现火灾高温和爆炸冲击波复合致伤环境、爆炸冲击波和有毒气体/颗粒复合致伤环境及火灾高温和有毒气体/颗粒复合致伤环境。以下对爆炸冲击波发生装置、火灾高温发生装置22、有毒气体/颗粒环境发生装置23、消波装置进行详细描述。1、爆炸冲击波发生装置如图1和图2所示，所述爆炸冲击波发生装置包括设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，其特征在于，包括设置在管路一端的爆炸冲击波发生装置、设置在管路中部的火灾高温发生装置(22)和有毒气体/颗粒环境发生装置(23)，设置火灾高温发生装置(22)和有毒气体/颗粒环境发生装置(23)处的管路作为模拟实验系统的试验段(14)。

【技术特征摘要】
1.一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，其特征在于，包括设置在管路一端的爆炸冲击波发生装置、设置在管路中部的火灾高温发生装置(22)和有毒气体/颗粒环境发生装置(23)，设置火灾高温发生装置(22)和有毒气体/颗粒环境发生装置(23)处的管路作为模拟实验系统的试验段(14)。2.根据权利要求1所述的一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，其特征在于，所述管路的尾部设置有消波装置。3.根据权利要求1所述的一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，其特征在于，所述管路下方设置有支撑结构(3)，所述支撑结构(3)设置在滑轨(4)上，支撑结构(3)的下端部设置有与滑轨(4)匹配的移动部件。4.根据权利要求1所述的一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，其特征在于，所述爆炸冲击发生装置为管路的驱动段(11)，驱动段(11)后方设置有被驱动段(12)，驱动段(11)和被驱动段(12)通过夹膜结构(25)连接，所述爆炸冲击波发生装置包括设置在驱动段一端的点火装置(21)、设置在驱动段另一端的夹膜机构和填充在驱动段(11)内的爆炸物料，所述夹膜结构(25)机构内设置有泄爆膜。5.根据权利要求4所述的一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，其特征在于，所述驱动段(11)上游端通过盲板法兰密封，点火机构(21)设置在驱动段管道上靠近盲板法兰处。6.根据权利要求4所述的一种火爆毒灾害环境模拟实验系统，其特征在于，所述被驱动段(12)和试验段(14)之间设置有喇叭状的扩张段(13)，所述驱动段(11)、被驱动段(12)、扩张段(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：付明，陈先锋，李乾，张英，李亚运，郑昕，翁文国，
申请(专利权)人：清华大学合肥公共安全研究院，武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34