地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置和系统，装置包括：试验管道，所述试验管道两端贯通，包括基础管道、观察管道和泄爆管道中的至少一种，所述基础管道、观察管道或泄爆管道采用任意组合及顺序连接；本发明专利技术试验管道通过法兰连接，可根据试验需要变换试验装置的长度，选择泄爆管道的数量及位置，通过预留通孔，实现了灵活的充气位置的选择，可以实现多种工况下试验模拟，获取试验管道内燃气爆炸的荷载，或连接试验管廊测得管廊结构响应。

Simulation test device and system of gas explosion in underground comprehensive pipe gallery

【技术实现步骤摘要】
地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置和系统
本专利技术属于可燃气爆炸试验
，尤其是一种能够进行城市地下综合管廊内部燃气爆炸模拟的试验装置。
技术介绍
地下综合管廊作为市政管线共用隧道，实现了城市地下空间的综合利用和资源共享，很好地解决了市政建设中的“拉链路”现象，提高了市政管线运行的安全性和检修的便利性。目前，地下综合管廊已成为建设新型可持续发展城市的重要基础设施。在我国快速城镇化的背景下，地下综合管廊的建设试点纷纷展开，行业发展进入起飞阶段。在管廊建设中，“燃气入廊”问题带来的安全风险和建设运行成本的提高，吸引了学术界和工程界的注意。目前，地下综合管廊内燃气爆炸事故虽未见报导，但类似地下空间内燃气爆炸事故却时有发生，并造成了巨大的人员伤亡和财产损失。地下综合管廊是城市赖以正常运行的生命线工程且可能与其他地下空间相连，一旦发生燃气爆炸事故后果更加不堪设想，必将严重阻碍国家地下综合管廊的建设发展，也将对人民生命财产安全带来巨大风险。因此开展燃气内爆炸对地下综合管廊破坏效应研究符合国家经济建设、社会发展和保障人民生命安全的重大需求。目前，众多学者对气体爆炸过程及其对工程结构的破坏效应进行了广泛而深入的研究，也开发了相应的管道内预混气体燃烧爆炸试验装置，但是此类试验装置也存在一定的局限性：1、此类试验装置不能自由的选用、组装所需管道节段，从而实现管道长度、观察窗位置和泄爆孔位置变换；2、此类试验装置很难实现泄爆面积大小、泄爆位置及泄爆方向的变化；3、此类试验装置不能保证管道内完全平整光滑，同时也难以实现管道内障碍物形式、位置和数量的变化；4、此类试验装置难以实现管道内可燃气体体积的自由变化；5、此类试验装置仅能获取试验管道内燃气爆炸的荷载，却不能拼接管廊模型，不能研究管道内燃气爆炸时管廊的结构动力响应。因此，设计一种用于新的研究分析地下综合管廊内燃气爆炸荷载及结构动力响应试验装置，对研究管廊空间内燃气爆炸荷载演化规律和燃气爆炸作用下管廊结构损伤破坏机制具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的以上技术问题的至少一个方面，提供一种地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置。为实现上述技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置，包括：试验管道，所述试验管道两端贯通，包括基础管道、观察管道和泄爆管道中的至少一种，所述基础管道、观察管道或泄爆管道的数量为0或者大于等于1个，并且所述基础管道、观察管道和/或泄爆管道采用任意组合连接顺序；所述基础管道、观察管道和泄爆管道都通过密封法兰同与之相邻的其它部件进行密封连接；所述基础管道、观察管道和泄爆管道均预留至少两个通孔，包括第一通孔和第二通孔；所述第一通孔和第二通孔均能够用螺栓密封；所述第一通孔和第二通孔用于安装嵌入模块，所述嵌入模块包括障碍物、供气混合系统或点火头；所述观察管道设置观察窗，所述泄爆管道的顶壁外侧设置用于安装泄爆板的泄爆孔。在以上技术方案中，基础管道、观察管道或泄爆管道可按照任意数量和顺序组合形成试验管道。可以选用不同的组合拼接方式可实现管道长度、观察窗位置、泄爆口位置及数量的调整。通过选装管道端盖板可控制端部泄爆或封闭，以及实现端部点火；通过灵活利用通孔连接障碍物、供气混合系统或点火头，能实现不同的试验目的，包括实现管道内障碍物位置、充气混合位置以及点火头位置的变化。进一步地，所述观察窗由防爆玻璃嵌入观察管道预留的观察窗口形成，所述防爆玻璃的横截面为T形凸台，所述凸台向观察管道内侧凸出扣合在观察窗口上，且防爆玻璃凸台顶面与观察管道侧壁内侧平齐；所述防爆玻璃由压固钢框和钢框固定螺栓固定在观察管道侧壁。观察窗的内壁为光滑平面，通过使用凸台型的防爆玻璃，实现管道内平整光滑；采用此结构设置观察窗使观察窗的防爆玻璃安装更牢固，不易移动且强度更高。进一步地，所述试验管道的端部通过法兰固定端盖板使管道端部封闭不泄爆，不加装端盖板能够进行泄爆试验，所述端盖板设置通孔用于安装所述嵌入模块。根据试验需要将所述试验管道的端部设置不同的装置可实现端部点火、进气，使装置满足了多功能试验需要。进一步地，所述试验管道为钢制管道，在所述试验管道内壁用磁条固定聚乙烯薄膜以使所述聚乙烯薄膜之间形成充气段。根据试验需要，通过用磁条将聚乙烯薄膜边缘压固在钢制管道内壁相应位置，利用聚乙烯薄膜将管道内部空间隔开，实现充气体积及气体位置的自由变化；进一步地，所述地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置还包括至少一个过渡构件，所述过渡构件两端贯通且两端都设置法兰盘，所述过渡构件与组成所述试验管道的一个或多个基础管道、观察管道和/或泄爆管道采用任意连接顺序；所述过渡构件通过法兰与试验管道密封连接并且所述过渡构件与所述试验管道贯通。优选地，过渡构件连接试验管道和管廊模型，实现研究管道内燃气爆炸时管廊的结构动力响应。所述过渡构件两端贯通且两端都设置法兰盘，所述过渡构件通过法兰将试验管道和管廊模型密封连接并且所述过渡构件与所述试验管道、管廊模型贯通；所述过渡构件可将管廊模型连接到试验管道的任意位置；本专利技术能够实现试验管道内燃气爆炸的荷载，并且能够通过拼接管廊模型，实现研究管道内燃气爆炸时管廊的结构动力响应。进一步地，泄爆孔边缘预留螺栓孔，所述泄爆板采用不同孔径泄爆板，以满足不同的试验需要，实现泄爆面积的变化，不同孔径的泄爆板均通过螺栓与预留螺栓孔配合固定在所述泄爆管道的顶壁。该连接方式紧固且方便拆卸更换不同规格的泄爆板。使用所述泄爆管道顶壁的泄爆孔可实现泄爆面积大小、泄爆位置的变化；选装管道端盖板可实现泄爆方向的变化。再进一步的，所述泄爆板采用完全密闭泄爆板，所述完全密闭泄爆板采用T型凸台结构，所述泄爆板扣于泄爆孔，并且通过利用螺栓固定在泄爆管道顶壁，实现泄爆孔关闭。该固定方式牢固稳定。进一步地，法兰盘之间垫上橡胶垫圈并且法兰盘通过高强螺栓拧紧固定。按规定螺栓的性能等级在8.8级以上者，称为高强度螺栓，采用高强度螺栓，因其可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大，使本装置结构更加牢固耐用。进一步地，所述基础管道、观察管道和泄爆管道还预留用于安装传感器的第三通孔。另一方面，本专利技术提供了地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验系统，其特征在于，包括：以上技术方案提供的所述的地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置、供气混合系统、点火系统和数据图像采集系统；所述供气混合系统包括燃气瓶组，所述燃气瓶组通过减压阀、进气阀与所述基础管道、观察管道或泄爆管道的所述通孔相连；所述点火头包括起爆器，所述起爆器通过起爆器线缆连接到所述点火头；所述数据图像采集系统包括红外线分析仪、压力传感器和高速摄像机中至少一种，所述红外线分析仪的探测头可通过所述通孔伸入试验管道内；所述压力传感器的探测头可安装于所述通孔并试验管道内壁平齐，并通过数据线缆将信号传输到数据采集仪；所述高速摄像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置，其特征在于，包括：试验管道，所述试验管道两端贯通，包括基础管道、观察管道和泄爆管道中的至少一种，所述基础管道、观察管道和/或泄爆管道采用任意组合及顺序连接；/n所述基础管道、观察管道和泄爆管道都通过密封法兰同与之相邻的其它部件进行密封连接；所述基础管道、观察管道和泄爆管道均预留至少两个通孔，包括第一通孔和第二通孔；所述第一通孔和第二通孔均能够用螺栓密封；所述第一通孔和第二通孔用于安装嵌入模块，所述嵌入模块包括障碍物、供气混合系统或点火头；所述观察管道设置观察窗，所述泄爆管道的顶壁外侧设置用于安装泄爆板的泄爆孔。/n

【技术特征摘要】
1.地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置，其特征在于，包括：试验管道，所述试验管道两端贯通，包括基础管道、观察管道和泄爆管道中的至少一种，所述基础管道、观察管道和/或泄爆管道采用任意组合及顺序连接；
所述基础管道、观察管道和泄爆管道都通过密封法兰同与之相邻的其它部件进行密封连接；所述基础管道、观察管道和泄爆管道均预留至少两个通孔，包括第一通孔和第二通孔；所述第一通孔和第二通孔均能够用螺栓密封；所述第一通孔和第二通孔用于安装嵌入模块，所述嵌入模块包括障碍物、供气混合系统或点火头；所述观察管道设置观察窗，所述泄爆管道的顶壁外侧设置用于安装泄爆板的泄爆孔。


2.根据权利要求1所述的地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置，其特征在于，所述观察窗由防爆玻璃嵌入观察管道预留的观察窗口形成，所述防爆玻璃的横截面为T形凸台，所述凸台向观察管道内侧凸出扣合在观察窗口上，且防爆玻璃凸台顶面与观察管道侧壁内侧平齐；所述防爆玻璃由压固钢框和钢框固定螺栓固定在观察管道侧壁。


3.根据权利要求1所述的地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置，所述试验管道两端能够通过法兰固定端盖板，所述端盖板设置通孔用于安装所述嵌入模块，所述通孔能够用螺栓密封。


4.根据权利要求1的所述的地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置，其特征在于，所述试验管道为钢制管道，在所述试验管道内壁用磁条固定聚乙烯薄膜以使所述聚乙烯薄膜之间形成充气段。


5.根据权利要求1所述的地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置，其特征在于，所述地下综合管廊空间内燃气爆炸模拟试验装置还包括至少一个过渡构件，所述过渡构件两端贯通且两端都设置法兰盘，所述过渡构件与组成所述试验管道的基础管道、观察管道和/或泄爆管道采用任...

【专利技术属性】
技术研发人员：方秦，李展，陈力，刘洋，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32