Малогабаритное переносное устройство для экспресс-исследования огнезащитных свойств и качества огнезащитной обработки древесины

Изобретение относится к технике экспериментального исследования качества огнезащитной обработки древесины. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве поворотная крышка выполнена со сквозными прорезями в местах крепления, обеспечивающими ей возможность перемещаться относительно корпуса, дополнительно имеется фиксатор угла наклона крышки, а поверхность крышки со стороны, к которой прижимается образец, имеет две параллельно расположенные выступающие продольные направляющие прижимные полоски, размещенные на расстоянии, не превышающем ширину испытуемого образца. Технический результат - обеспечение более стабильных условий испытания образцов при воздействии на них точечного источника пламени, упрощение конструкции устройства и снижение его габаритов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к технике экспериментального исследования качества огнезащитной обработки древесины и может быть использовано непосредственно на месте проведения огнезащитных работ для получения данных методом экспресс-анализа.

Известны лабораторные установки и малогабаритные приборы для оценки качества огнезащитной обработки древесины (Гост 16363-98 «Средства огнезащитные для древесины. Метод определения огнезащитных свойств; Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство, - М.: ВНИИПО, 1999 г. с.34-38). Они или громоздки или имеют недостаточно оптимальную конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является малогабаритный прибор (Свидетельство на полезную модель РФ №9399).

Существенным недостатком известной конструкции является невозможность поддержания постоянных условий тепломассообмена образца поверхностного слоя огнезащищенной древесины в ходе испытаний.

В качестве критерия оценки качества огнезащиты используется характер поведения образца древесины при воздействии на него со стороны поверхности подвергнутой огнезащите точечного источника пламени газовой горелки в течение определенного времени. Если огнезащита недостаточно эффективна, образец древесины имеет признаки возгорания, а после прекращения воздействия источника газовой горелки самостоятельно горит и имеет большую площадь обугливания (Способы и средства огнезащиты древесины, - М.: ВНИИПО, 1999 г., с.34-38).

Установлено, что на интенсивность процесса горения образцов материала при испытаниях оказывает влияние не только собственная склонность к горению материала, но и условия тепломассообмена, в которых находится сам образец. Так, известно, что образец бумажных обоев легко возгорается от пламени спички и быстро сгорает, но будучи приклеенным к бетонному основанию не загорается даже от более мощного источника зажигания и ведет себя как трудногорючий материал.

Последнее обстоятельство связано с интенсивностью подвода тепла к поверхности материала и его отвода, интенсивностью подвода окислителя (С.И.Таубкин, Основы огнезащиты целюлозных материалов, М.: Минкомхоз, 1960 г., стр.47-49).

Известно, что древесина по своему строению является неоднородным материалом, поэтому получить одинаковые по степени ровности, шероховатости поверхностный срез образца невозможно. В свою очередь это приводит к неоднородности степени контакта разных образцов с поверхностью держателя при испытании и размера величины зазора между тыльной стороной образца и поверхности металлической крышки-держателя. Так при прижатии образца древесины с неоднородностью толщины ±0,1 мм к ровной металлической пластине относительное отклонения величины зазора изменяется от 0 (точки касания) до 0,2 мм (точки сужения образца), а практическое относительное его изменение будет отличаться в десятки и даже сотни раз, что не может не сказаться на характере однородности тепломассообмена различных участков поверхности образца и отвода газообразных продуктов термического разложения и подвода кислорода к горящей поверхности.

Тем не менее, в известной конструкции поверхность испытуемого образца прижата тыльной стороной к поверхности крышки с отверстиями и не имеет фиксированного и равноудаленного положения от поверхности крышки держателя. Кроме того, известная конструкция не имеет фиксатора угла наклона крышки с держателем образца, что может привести к неконтролируемому изменению теплового воздействия и искажению результата даже при незаметном отклонении угла ее наклона от оптимального.

Таким образом, известная конструкция прибора дает результаты контроля, в которых вклад изменяющихся факторов тепломассообмена и ориентации образца не в полной мере учитывается, что значительно снижает их объективность.

Другим недостатком известной конструкции является сравнительно большие размеры и вес, невозможность обеспечения стабильности теплового воздействия пламени газовой горелки во время испытания, т.к. сами газовые горелки могут иметь различную конструкцию, что приводит к изменению местоположения геометрических координат непосредственно самого сопла газовой горелки по отношению к периферийной внешней границе (размеру) горелки. В свою очередь это приводит к нерегулируемому изменению места воздействия пламени на образец при испытании, что мешает обеспечивать сопоставимость результатов.

Техническим результатом изобретения является обеспечение более стабильных условий испытания образцов при воздействии на них точечного источника пламени, упрощение конструкции прибора и снижение его габаритов.

Указанный результат достигается тем, что в приборе для экспресс-оценки огнезащитных свойств покрытий и качества огнезащитной обработки древесины поворотная крышка выполнена со сквозными прорезями в местах крепления, обеспечивающими ей возможность перемещаться относительно корпуса, дополнительно имеет фиксатор угла наклона крышки, а поверхность крышки держателя образца со стороны, к которой прижимается образец, имеет две параллельно расположенные выступающие продольные направляющие прижимные полоски, размещенные на расстоянии, не превышающем ширину испытуемого образца, для обеспечения стабильности режима тепломассообмена при испытаниях, поверхность крышки держателя образца со стороны, к которой прижимается образец, имеет две параллельно расположенные выступающие продольные направляющие прижимные полоски, расположенные на расстоянии, не превышающем ширину испытуемого образца.

Такая конструкция прибора обеспечивает гарантированный размер зазора между тыльной поверхностью образца и поверхностью крышки держателя с отверстиями для поступления воздуха, а также фиксатор угла наклона крышки при испытаниях. При этом обеспечение гарантируемого зазора в 3 мм за счет направляющих полос, к которым прижимается образец, значительно снижает фактор влияния неоднородности толщины образца древесины на тепломассообмен при испытании.

Так, при той же неоднородности образца по толщине равной ±0,1 мм неоднородность по расстоянию от тыльной поверхности образца древесины до поверхности металлической крышки держателя не превысит техническую погрешность в 10%, а фактически составит 6,7%.

В то время как в известном варианте конструкции эта величина, как была показано выше, в десятки и сотни раз больше.

Способ крепления образца в предлагаемой конструкции прибора и фиксации его ориентации по отношению к источнику пламени позволяет повысить объективность сравнительных результатов испытаний и стандартизировать этот метод. (P.M.Асеева, Г.Е.Заиков, Горение полимерных материалов. - М.: Наука, стр.217-218, И.Г.Романенков, В.Н.Зиген-Корн, Огнестойкость строительных конструкций из эффективных материалов. - М.: Стройиздат, 1984 г., с.69-70)

Кроме того, шарнирное устройство поворота крышки выполнено таким образом, что она может не только вращаться, а и иметь возможность горизонтального передвижения (в прорези) и таким образом при необходимости имеет возможность подстраиваться под координаты сопла горелки.

Дополнительно за счет этого предоставляется возможность уменьшить длину коробчатой конструкции крышки прибора, т.к. в случае перевода прибора в транспортное положение для закрытия крышки достаточно переместить (сдвинуть) крышку в другое крайнее положение и таким образом совместить ее с коробчатой конструкцией, в которой находится горелка.

На фигурах 1, 2 изображен заявленный прибор в рабочем положении, на фигуре 3 - прибор с устройством для отбора проб, на фигуре 4 - прибор с транспортном положении. Прибор для испытаний состоит из корпуса 1, поворотной крышки 2, газовой горелки 3 и кожуха 4. Корпус 1 выполнен в виде открытого коробчатого профиля, в полости установлена опора 5 с прижимной планкой 6 для крепления газовой горелки, а также рычажно-пружинный механизм 7 для включения газовой горелки. С открытой базовой стороны корпуса шарнирно закреплена поворотная крышка, имеющая возможность не только вращения, но и горизонтального перемещения в пазах 8 корпуса, а также устройство фиксации 9 поворотной крышки под определенным углом к корпусу во время проведения испытаний.

С противоположной стороны корпуса возможна установка устройства с режущим элементом для отбора проб. Поворотная крышка 2 выполнена в виде открытого коробчатого профиля, в полости которой установлены две параллельно направляющие прижимные полоски 10 на расстоянии, не превышающем ширину испытуемого образца 11. В крыше между опорными пластинами выполнены сквозные отверстия 12. В полости поворотной крышки шарнирно закреплено зажимное устройство 13 (держатель образца). На зажимном устройстве установлена передвижная регулировочная планка 14, обеспечивающая возможность при необходимости подстраиваться под координаты сопла горелки.

Кожух 4 служит для транспортировки прибора, габаритные размеры 110*45*35 мм, вес прибора 0,25 кг.

Перед проведением испытаний необходимо зажечь газовую горелку и отрегулировать высоту пламени так, чтобы пламя верхней частью (острием) точно касалось средней части нижней внутренней кромки прижимной рамки держателя образца, грубая регулировка производится поворотом крышки, тонкая - передвижной регулировочной рамкой.

При проведении испытаний отобранный с поверхности древесины, подвергнутый огнезащитной обработке, образец определенных размеров зажимается в поворотной крышке зажимной рамкой. Затем на образец воздействуют некоторое время пламенем горелки, проводя визуальное наблюдение за образцом и фиксируя определенные параметры.

Конструкция прибора обеспечивает оптимальные параметры воздействия пламени на образец.

Предлагаемый прибор позволяет испытывать не только огнезащитные свойства покрытий и качества огнезащитной обработки древесины, но и любого другого материала, например ткани или бумаги.

1. Устройство для экспресс-испытаний огнезащитных свойств покрытий и качества огнезащитной обработки древесины, состоящее из корпуса, выполненного в виде коробчатого профиля, газовой горелки, поворотной крышки, выполненной в виде открытого коробчатого профиля с отверстиями, и зажимного устройства - держателя образца, отличающийся тем, что поворотная крышка выполнена со сквозными прорезями в местах крепления, обеспечивающими ей возможность перемещения относительно корпуса, при этом дополнительно имеется фиксатор угла наклона крышки, а в полости поворотной крышки шарнирно закреплено зажимное устройство, при этом поверхность крышки со стороны, к которой прижимается образец, имеет две параллельно расположенные выступающие продольные направляющие прижимные полоски, размещенные на расстоянии, не превышающем ширину испытуемого образца.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе выполнено устройство для отбора проб.