飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统技术方案

本发明专利技术公开了飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，属于高空环境模拟实验测试领域，包括氮氧气体产生装置、烟雾发生装置、温湿度自动控制装置、座舱、烟雾过滤装置和控制器；所述氮氧气体产生装置用于向座舱内输送氮气和氧气；所述烟雾发生装置用于向座舱内输送烟雾；所述温湿度自动控制装置用于调节座舱内混合气体的温度和湿度；所述控制器分别与氮氧气体产生装置、烟雾发生装置、温湿度自动控制装置、座舱、烟雾过滤装置电连接。本发明专利技术的飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，可以解决现有技术中对飞机客舱的火灾模拟实验成本较高、实验后产生的有毒气体会对环境造成危害以及无法模拟真实高空复杂环境下的火灾实验等问题。复杂环境下的火灾实验等问题。复杂环境下的火灾实验等问题。

Oxygen smoke fire simulation system in aircraft cabin

【技术实现步骤摘要】
飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统


[0001]本专利技术属于高空环境模拟实验测试领域，具体地说涉及飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们的经济水平不断上升，飞机已经成为了人们日常出行的重要交通工具，不仅如此，飞机还促进了国际经济贸易的往来，加强了国与国之间的交流合作，为人们带了巨大的好处。但是有利也有弊，只要飞机发生事故，必将带来重大的人员伤亡和经济损失，这是任何人都不想看到的。造成飞机事故的原因大致可以分为三类：人为因素、机械故障包括设备故障、气象环境等因素，其中机械故障引发的飞行事故约占30％，并且这一类型的事故大半部分又是由于设备失火、燃烧、爆炸等原因引起的，所以必须采用有效措施来防止飞机火灾。
[0003]飞机飞行过程中发生火灾时，由于座舱内可燃、易燃物品以及设备较多，并且飞机内部空间密闭而狭小，气体温度会迅速升高同时膨胀，极易造成爆炸，所以火灾发生的危险性非常大。同时，高空环境条件复杂，座舱内只要起火，其火势蔓延的速度必然非常迅速，使得灭火工作较难实施。另外，火灾发生时可燃物大多为复合材料等有机物质，在燃烧过程中会产生大量的有毒气体和烟雾，并且由于空间狭小很快充满机舱内部，且较难散去。
[0004]目前，对于飞机客舱的火灾模拟系统的研究较少，并且实验成本较高，无法模拟真实高空复杂环境下的火灾实验，同时实验后产生的有毒气体会对环境造成极大的影响。为了更好地模拟高空复杂环境下飞机火灾，以降低成本和降低污染，因此，如何能够提供一种飞机客舱的火灾模拟系统，尽可能地模拟飞机客舱火灾发生时不同的火灾场景下，低氧、高温，并且伴随有毒气体和烟雾等复杂环境，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述不足之处提供飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，拟解决现有技术中对飞机客舱的火灾模拟实验成本较高、实验后产生的有毒气体会对环境造成危害以及无法模拟真实高空复杂环境下的火灾实验等问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，包括氮氧气体产生装置1、烟雾发生装置2、温湿度自动控制装置3、座舱4、烟雾过滤装置5和控制器6；所述氮氧气体产生装置1用于向座舱4内输送氮气和氧气；所述烟雾发生装置2用于向座舱4内输送烟雾；所述温湿度自动控制装置3用于调节座舱4内混合气体的温度和湿度；所述烟雾过滤装置5用于过滤座舱4内的混合气体；所述控制器6分别与氮氧气体产生装置1、烟雾发生装置2、温湿度自动控制装置3、座舱4、烟雾过滤装置5电连接。由上述结构可知，氮氧气体产生装置1用于提供富氮气体以及少量氧气，为模拟真实火灾烟雾场景里提供充足的氮气和少量氧气。烟雾发生装置2可以模拟火灾后各种物体燃烧产生的有毒烟雾，例如电池、复合材料、燃油等燃烧过程中产生的有
毒气体和浓烟、为本专利技术提供不同类型的火灾烟雾。然后氮气、氧气和烟雾发生装置2产生的火灾烟雾形成的混合气体进入到座舱4内，然后通过温湿度自动控制装置3，可以改变混合气体的湿度和温度，可以更好地模拟高空复杂环境火灾发生时，混合气体的高温环境和湿度环境。座舱4是用来模拟客舱的环境，上述经过处理的混合气体在座舱4里模拟真实火灾下飞机座舱4的气体循环过程，上述混合气体在座舱4内循环，使得火灾模拟实验更加接近真实的火灾情况。烟雾过滤装置6可以过滤模拟火灾的混合气体里的有毒有害物质，净化为安全、稳定、无害的气体，排放到系统外部，降低污染，起到保护环境的作用。控制器6用于控制各个装置的工作。本专利技术不需要在座舱4内产生真实的火焰来模拟火灾产生的有毒有害气体，实验成本低，起到节约成本的作用，通过调节混合气体的成分、温度以及湿度至高空环境下真实的情况，达到模拟真实高空复杂环境下的火灾实验。
[0007]进一步的，所述氮氧气体产生装置1包括压气机101、过滤器103、膜分离器104、第一阀105、第四阀110、第五阀111和储气罐114；所述压气机101、过滤器103、膜分离器104、第一阀105和座舱4依次通过管道连接；所述膜分离器104、第四阀110、储气罐114、第五阀111和座舱4依次通过管道连接；所述控制器6分别与压气机101、第一阀105、第四阀110和第五阀111电连接。由上述结构可知，控制器6控制压气机101打开，开始输送气体，气体经过过滤器103，将气体中除氮气和氧气之外的其余杂质过滤掉，然后经过膜分离器104分离成氧气和氮气，打开第一阀105，氮气通过管道流入到座舱4内，为模拟实验提供充足的氮气；打开第四阀110，氧气通过管道流进储气罐114内保存，然后打开第五阀111，氧气便通过管道流入座舱4内，为模拟实验提供充足的氧气。
[0008]进一步的，所述压气机101与过滤器103之间的管道上设有第一流量调节阀102；所述第一阀105与座舱4之间的管道依次设有流量计106、氮浓度传感器107和第三阀109；所述氮浓度传感器107和第三阀109之间的管道上设有第一支路；所述第一支路上设有第二阀108；所述储气罐114上设有第一氧浓度传感器113；所述第五阀111与座舱4之间的管道上设有第二流量调节阀115；所述控制器6分别与第一流量调节阀102、流量计106、氮浓度传感器107、第二阀108、第三阀109、第一氧浓度传感器113和第二流量调节阀115电连接。由上述结构可知，第一流量调节阀102用于调整气体通过的流量，保证有合适流量的气体通过，流量计106用于监测流经氮气的流量，氮浓度传感器107用于检测流经的氮气浓度，通过调节第一阀105、第一流量调节阀102和流量计106来控制一定比例的氮气进入座舱4内。当氮浓度传感器107检测到氮浓度不达标时，便控制第二阀108打开，第三阀109关闭，浓度不达标的氮气便通过第一支路流向外界，氮气对外界并不会产生任何影响；当氮浓度传感器107检测到氮气浓度达标时，控制器6便控制第二阀108关闭，第三阀109打开，氮浓度达标的氮气便通过管道流入座舱4内。第一氧浓度传感器113用于检测储气罐114内氧气的浓度，第二流量调节阀115用于调节流经氧气的流量，控制一定比例的氧气进入到座舱4内。
[0009]进一步的，所述第三阀109与座舱4之间的管道依次设有调压阀116和第一压力传感器117；所述控制器6分别与调压阀116和第一压力传感器117电连接。由上述结构可知，调压阀116用于调节流经氮气的压力，一方面可以保证氮气可以顺利流入到座舱4内，另一方面可以调节氮气的压力达到高空环境下的压力，进一步的使模拟实验更加接近真实。
[0010]进一步的，所述温湿度自动控制装置3包括分别与控制器6电连接的第九阀301、泵302、电加热器303、第一温度传感器304、第十阀305、干燥器306、第十一阀307、加湿器308、
第十二阀309、第一湿度传感器310和第十三阀311；所述座舱4、第九阀301、泵302、电加热器303、第一温度传感器304、第十二阀309、第一湿度传感器310、第十三阀311通过管道依次连接形成闭环；所述干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，其特征在于：包括氮氧气体产生装置(1)、烟雾发生装置(2)、温湿度自动控制装置(3)、座舱(4)、烟雾过滤装置(5)和控制器(6)；所述氮氧气体产生装置(1)用于向座舱(4)内输送氮气和氧气；所述烟雾发生装置(2)用于向座舱(4)内输送烟雾；所述温湿度自动控制装置(3)用于调节座舱(4)内混合气体的温度和湿度；所述烟雾过滤装置(5)用于过滤座舱(4)内的混合气体；所述控制器(6)分别与氮氧气体产生装置(1)、烟雾发生装置(2)、温湿度自动控制装置(3)、座舱(4)、烟雾过滤装置(5)电连接。2.根据权利要求1所述的飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，其特征在于：所述氮氧气体产生装置(1)包括压气机(101)、过滤器(103)、膜分离器(104)、第一阀(105)、第四阀(110)、第五阀(111)和储气罐(114)；所述压气机(101)、过滤器(103)、膜分离器(104)、第一阀(105)和座舱(4)依次通过管道连接；所述膜分离器(104)、第四阀(110)、储气罐(114)、第五阀(111)和座舱(4)依次通过管道连接；所述控制器(6)分别与压气机(101)、第一阀(105)、第四阀(110)和第五阀(111)电连接。3.根据权利要求2所述的飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，其特征在于：所述压气机(101)与过滤器(103)之间的管道上设有第一流量调节阀(102)；所述第一阀(105)与座舱(4)之间的管道依次设有流量计(106)、氮浓度传感器(107)和第三阀(109)；所述氮浓度传感器(107)和第三阀(109)之间的管道上设有第一支路；所述第一支路上设有第二阀(108)；所述储气罐(114)上设有第一氧浓度传感器(113)；所述第五阀(111)与座舱(4)之间的管道上设有第二流量调节阀(115)；所述控制器(6)分别与第一流量调节阀(102)、流量计(106)、氮浓度传感器(107)、第二阀(108)、第三阀(109)、第一氧浓度传感器(113)和第二流量调节阀(115)电连接。4.根据权利要求3所述的飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，其特征在于：所述第三阀(109)与座舱(4)之间的管道依次设有调压阀(116)和第一压力传感器(117)；所述控制器(6)分别与调压阀(116)和第一压力传感器(117)电连接。5.根据权利要求4所述的飞机客舱低氧烟雾火灾模拟系统，其特征在于：所述温湿度自动控制装置(3)包括分别与控制器(6)电连接的第九阀(301)、泵(302)、电加热器(303)、第一温度传感器(304)、第十阀(305)、干燥器(306)、第十一阀(307)、加湿器(308)、第十二阀(309)、第一湿度传感器(310)和第十三阀(311)；所述座舱(4)、第九阀(301)、泵(302)、电加热器(303)、第一温度传感器(304)、第十二阀(309)、第一湿度传感器(310)、第十三阀(311)通过管道依次连接形成闭环；所述干燥器(306)、加湿器(308)分别通过管道与第十二阀(309)并联；所述干燥器(306)...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宪君，彭阳，胡瀚杰，陈全龙，邵垒，
申请(专利权)人：重庆交通大学绿色航空技术研究院，
类型：发明
国别省市：