1.本发明涉及消防教学领域，具体地说是一种特殊物质燃烧演示训练系统。


背景技术：

2.在人们生产生活中会发生很多意外情况，例如燃烧遇水爆炸、粉尘爆炸等，其实诸如此类危险离我们并不遥远，然而绝大多数人，也包括消防、救援岗位的一线战斗人员都对特殊物质燃烧的特性并不了解，比如什么样的粉尘会有爆炸风险、什么样的燃烧遇水会发生爆炸等等，现有技术中也没有相应的演示体验及训练设备。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种特殊物质燃烧演示训练系统，包括遇水燃烧实验装置、自燃实验装置、粉尘燃烧实验装置和燃烧遇水实验装置，能够真实模拟特殊物质燃烧和爆炸的过程，使受训人员能够直观了解特殊物质燃烧的条件、状态、处理方法等，真实有效的弥补了一线救援人员平时没有相关体验、训练不足的问题。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
5.一种特殊物质燃烧演示训练系统，包括遇水燃烧实验装置、自燃实验装置、粉尘燃烧实验装置、燃烧遇水实验装置和控制系统，遇水燃烧实验装置包括第一实验台，且所述第一实验台上设有第一透明防护罩，所述第一透明防护罩内设有承装水的托盘，所述第一透明防护罩一侧设有导料槽和推杆，且遇水燃烧物质放于所述导料槽中并通过所述推杆推动落入所述托盘中，自燃实验装置包括第二实验台，且所述第二实验台上设有第二透明防护罩，所述第二透明防护罩内设有承载自燃物质的放置台，所述放置台下侧设有第一加热装置，粉尘燃烧实验装置包括第三实验台、风管和点火装置，所述第三实验台上设有第三透明防护罩，所述第三透明防护罩内设有粉尘罩，风管与一个风机相连，且所述风管的出风端以及所述点火装置的点火端均伸入所述粉尘罩中，燃烧遇水实验装置包括第四实验台和注水管，所述第四实验台上设有第四透明防护罩，所述第四透明防护罩内设有油盒，注水管入水端设有注水控制阀、出水端伸入至所述第四透明防护罩内并设于所述油盒上方，所述油盒下侧设有第二加热装置，所述第一透明防护罩、第二透明防护罩、第三透明防护罩、第四透明防护罩均与一个排风管道相通，所述第一加热装置、风机、点火装置、注水控制阀、第二加热装置均通过所述控制系统控制。
6.所述遇水燃烧实验装置的导料槽设有滑槽，且所述推杆位于所述第一透明防护罩内的部分沿着所述滑槽滑动，所述滑槽的前端内设有限位板，所述推杆前端设有推板，且所述推板退回时与所述限位板相抵限位，遇水燃烧物质放置于所述推板前侧的滑槽中。
7.所述导料槽设有支架，所述支架固装于所述第一实验台的台面上，所述滑槽水平设于所述支架上端。
8.所述第一透明防护罩一侧设有支撑滑套，所述推杆穿过所述支撑滑套，所述推杆位于所述第一透明防护罩外的部分设有把手。
9.所述自燃实验装置的放置台内部中空，且所述放置台上侧台面和四周侧壁均布设有透热孔，所述第一加热装置固装于所述第二实验台中且上侧加热端伸入至所述放置台的中空部。
10.所述第一加热装置为电吹风。
11.所述粉尘燃烧实验装置中的点火装置和风机均固装于所述第三实验台中，所述风管呈l型且竖直段下端与所述风机固连、水平段伸入至所述粉尘罩中并且出口朝向放置粉尘的放料区。
12.所述燃烧遇水实验装置的第四实验台上设有注水管支架，所述注水管位于所述第四透明防护罩外侧的部分安装于所述注水管支架上。
13.所述注水控制阀为电动球阀，所述第二加热装置为电陶炉。
14.所述第一透明防护罩、第二透明防护罩、第三透明防护罩、第四透明防护罩均上端开口并与所述排风管道相通，且所述排风管道一端设有通过所述控制系统控制的防爆排风机，所述第一透明防护罩、第二透明防护罩、第三透明防护罩、第四透明防护罩均设有开门。
15.本发明的优点与积极效果为：
16.1、本发明包括遇水燃烧实验装置、自燃实验装置、粉尘燃烧实验装置和燃烧遇水实验装置，且各个装置通过控制系统控制部件动作，如自燃实验装置中的第一加热装置加热、粉尘燃烧实验装置的风机转动送风、点火装置的供气点火，燃烧遇水实验装置中的油的加热、水的添加等，能够真实模拟特殊物质燃烧、爆炸的过程，真实有效的弥补了一线救援人员平时没有相关体验、训练不足的问题，
17.2、本发明各个装置的燃烧爆炸过程均限定在透明防护罩内，过程安全可控且方便人员观察。
18.3、本发明各个装置均通过排风管道实现排气，以保证现场环境，不会污染空气。
19.4、本发明操作简单方便，可以重复使用演示。
附图说明
20.图1为本发明的整体布局示意图，
21.图2为图1中的遇水燃烧实验装置俯视图，
22.图3为图2中的a-a视图，
23.图4为图3中的推杆局部放大图，
24.图5为图3中的导料槽结构示意图，
25.图6为图1中的自燃实验装置俯视图，
26.图7为图6中的自燃实验装置主视图，
27.图8为图6中的自燃实验装置左视图，
28.图9为图1中的粉尘燃烧实验装置俯视图，
29.图10为图9中的b-b视图，
30.图11为图10中的点火器示意图，
31.图12为图1中的燃烧遇水实验装置俯视图，
32.图13为图12中的燃烧遇水实验装置主视图。
33.其中，1为遇水燃烧实验装置，101为托盘，102为第一透明防护罩，103为第一实验
台，104为推杆，1041为推板，105为导料槽，1051为滑槽，1052为支架，1053为限位板，106为支撑滑套，107为定位螺母，2为自燃实验装置，201为第二实验台，202为第二透明防护罩，203为放置台，204为第一加热装置，3为粉尘燃烧实验装置，301为第三实验台，302为第三透明防护罩，303为点火装置，3031为自动点火接头，3032为气罐，3033为电源开关，3034为手动点火按钮，3035为手动调节阀，3036为电磁阀，304为粉尘罩，3041为放料区，305为风管，306为风机，4为燃烧遇水实验装置，401为第四实验台，402为第四透明防护罩，403为第二加热装置，404为油盒，405为注水管，406为注水控制阀，407为注水管支架，408为管夹，5为排风管道，6为防爆排风机。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明作进一步详述。
35.如图1～13所示，本发明包括遇水燃烧实验装置1、自燃实验装置2、粉尘燃烧实验装置3、燃烧遇水实验装置4和控制系统，其中如图2～5所示，所述遇水燃烧实验装置1包括第一实验台103，且所述第一实验台103上设有第一透明防护罩102以及设于所述第一透明防护罩102内的承装水的托盘101，在所述第一透明防护罩102一侧设有导料槽105和推杆104，且遇水燃烧物质放于所述导料槽105中并通过所述推杆104推动落入所述托盘101中，如图6～8所示，所述自燃实验装置2包括第二实验台201，且所述第二实验台201上设有第二透明防护罩202以及设于所述第二透明防护罩202内的承载自燃物质的放置台203，在所述放置台203下侧设有第一加热装置204，如图9～11所示，所述粉尘燃烧实验装置3包括第三实验台301、风管305和点火装置303，所述第三实验台301上设有第三透明防护罩302以及设于所述第三透明防护罩302内的粉尘罩304，风管305与一个风机306相连，且所述风管305的出风端以及所述点火装置303的点火端均伸入所述粉尘罩304中，如图12～13所示，所述燃烧遇水实验装置4包括第四实验台401和注水管405，所述第四实验台401上设有第四透明防护罩402以及设于所述第四透明防护罩402内的油盒404，注水管405的入水端设有注水控制阀406、出水端伸入至所述第四透明防护罩402内并设于所述油盒404上方，所述油盒404下侧设有第二加热装置403，如图1所示，所述第一透明防护罩102、第二透明防护罩202、第三透明防护罩302、第四透明防护罩402均与一个排风管道5相通，所述排风管道5一端设有防爆排风机6，所述第一加热装置204、风机306、点火装置303、注水控制阀406、第二加热装置403以及防爆排风机6均通过所述控制系统控制。
36.如图2～5所示，所述遇水燃烧实验装置1的导料槽105包括滑槽1051和支架1052，其中支架1052固装于所述第一实验台103的台面上，滑槽1051水平设于所述支架1052上端，所述遇水燃烧实验装置1的推杆104位于所述第一透明防护罩102内的部分置于所述滑槽1051中并沿着所述滑槽1051滑动，所述推杆104位于所述第一透明防护罩102外的部分设有把手方便人员推动所述推杆104，如图5所示，所述滑槽1051前端内设有限位板1053，如图4所示，所述推杆104前端设有推板1041，且所述推板1041完全退回时与所述限位板1053相抵限位，遇水燃烧物质放置于所述推板1041前侧的滑槽1051中，然后工作人员推动所述推杆104前移，并利用所述推板1041将遇水燃烧物质推出滑槽1051并落入所述托盘101中。
37.如图4所示，所述遇水燃烧实验装置1的第一透明防护罩102一侧设有支撑滑套106，所述推杆104穿过所述支撑滑套106，所述支撑滑套105外侧设有端帽、内侧设有定位螺
母107，所述支撑滑套105即通过所述定位螺母107和端帽共同作用夹紧固定于所述第一透明防护罩102的侧板上。
38.如图6～7所示，所述自燃实验装置2的放置台203内部中空且横截面呈倒凹型，并且所述放置台203上侧台面和四周侧壁均布设有透热孔，所述自燃实验装置2中的第一加热装置204固装于所述第二实验台201中且上侧加热端伸入至所述放置台203的中空部，自燃物质则放于所述放置台203的上侧台面上，所述第一加热装置204产生的热量透过所述放置台203上的透热孔作用于所述自燃物质上。本实施例中，所述第一加热装置204为电吹风，此为市购产品。
39.如图9～11所示，所述粉尘燃烧实验装置3中的点火装置303主体和风机306均固设于所述第三实验台301中，所述风管305呈l型且竖直段下端与所述风机306固连、水平段伸入至所述粉尘罩304中并且出口朝向放置粉尘的放料区3041。
40.所述点火装置303为本领域公知技术且为市购产品，如图11所示，本实施例的点火装置303包括自动点火接头3031和气罐3032，所述自动点火接头3031上设有电源开关3033和手动点火按钮3034，所述气罐3032的出气口设有手动调节阀3035和电磁阀3036，本实施例中的点火装置303为脉冲式点火装置，其通过控制系统控制脉冲式的自动点火接头3031和电磁阀3036的动作来进行点火。
41.如图12～13所示，所述燃烧遇水实验装置4的第四实验台401上设有注水管支架407，所述注水管405位于所述第四透明防护罩402外侧的部分安装于所述注水管支架407上，本实施例中，在所述注水管支架407顶端设有管夹408夹紧固定所述注水管405，所述注水管405位于所述第四透明防护罩402外侧的部分与所述注水控制阀406相连。本实施例中，所述注水控制阀406为电动球阀，其通过所述控制系统控制。另外所述油盒404为不锈钢制成。
42.如图12～13所示，本实施例中，所述第二加热装置403为电陶炉，此为本领域公知技术且为市购产品，所述第二加热装置403可给所述油盒404底端下侧及四周加热。
43.本实施例中，所述第一透明防护罩102、第二透明防护罩202、第三透明防护罩302、第四透明防护罩402均上端开口并与排风管道5相通，各个透明防护罩均采用钢化玻璃制成，厚度为10mm，并且均设有开门供放料或清理用。另外各个透明防护罩均设有人孔并配有人孔盖，人孔盖与防护罩通过夹钳固定，夹钳与防护罩通过螺栓连接，且螺栓与防护罩的结合面设有密封垫，此为本领域公知技术。
44.本实施例中，所述第一实验台103、第二实验台201、第三实验台301、第四实验台401均采用304不锈钢制成，并且如图8所示，所述第二实验台201以及所述第四实验台401两侧均加装百叶窗结构。
45.本发明的工作原理为：
46.本发明中的各个装置可根据需要选择使用，各个装置的具体应用如下：
47.一、遇水燃烧实验装置1。
48.遇水燃烧物质是指该物质在遇到水、潮湿空气、含水物质等可发生剧烈反应，放出易燃气体和大量热量，进而引起燃烧、爆炸，或可形成爆炸性混合气体，从而造成危险。这类物质包括：na、k、ca3p2(磷化钙)、nanh2(氨基钠)、lialh4(氢化锂铝)，nabh4等(硼氢化钠)等。
49.实验时首先操作人员开启第一透明防护罩102的开门，然后向托盘101内倒入托盘
101一半高度的水，将遇水燃烧物质放置于导料槽105中，并放于推杆104的推板1041前侧，轻关开门，然后操作人员慢慢推动推杆104，将遇水燃烧物质推出导料槽105并落入所述托盘101内，之后可观察物质遇水反应，实验完毕后，整理实验用品，实验过程中产生的废气等可由所述排风管道5排走。
50.二、自燃实验装置2。
51.自燃物质是指凡在无外界火源存在时，由于氧化、分解、聚合或发酵等原因，可在常温空气中自行产生热量，并使逐渐积累，从而达到燃点引起燃烧的物质，如白磷就是一种易自燃的物质，其着火点为40℃，但因摩擦或缓慢氧化而产生的热量有可能使局部温度达到40℃而燃烧。因此不能说气温在40℃以下白磷不会自燃。
52.实验时首先操作人员开启第二透明防护罩202的开门，然后将1立方厘米左右的自燃物质(本实施例为白磷)从存储瓶中快速取出，并放置于所述放置台203上，轻关开门，然后控制开启第一加热装置204(电吹风)，以使放置台203的温度升高，等待自燃物质自燃并进行观察。实验完毕，整理实验用品。
53.三、粉尘燃烧实验装置3。
54.首先检查并调节点火装置303和风机306，然后用电子称称出20g面粉,放在透明杯里，再将面粉放在风管305的出风口下方，然后控制系统控制通电打开点火装置303，自动点火接头3031和电磁阀3036同时工作，然后开启手动调节阀3035调节气体流量，同时观察火苗高度，火苗高度控制在大约80mm，火苗过高或过低会影响实验效果。然后操作控制系统控制风机306启动，风机306运行3秒左右停止，然后观察粉尘罩304内的爆炸效果，可在粉尘罩304上端放置一个铝制盖板，通过观察所述盖板是否顶开判断爆炸效果，如果爆炸现象不明显，可适当调节所述手动调节阀3035或风机306运行时间，然后按照上述步骤重复操作实验几次，直至出现最佳爆炸效果，这时手动调节阀3035位置和风机306运行时间都最终确定，然后手动调节阀3035位置保持不动，以后实验无需再调节手动调节阀3035。实验完毕后，整理实验用品，并清理第三透明防护罩302和粉尘罩304内的残渣。
55.四、燃烧遇水实验装置4。
56.用量杯准备好15ml油和20ml水，将15ml油倒入油盒404中，检查注水控制阀406使之处于关闭状态，然将20ml水从注水控制阀406上端进水口倒入，然后控制系统控制所述第二加热装置403(电陶炉)通电并对油盒404内油持续进行加热，观察油的状态，1分钟后，油开始冒烟，3分钟左右油开始燃烧起来，这时控制开启所述注水控制阀406，使水经由注水管406流到油盒404里，火焰瞬间爆冲，然后关闭第二加热装置403，所述第二加热装置403(电陶炉)内自带风扇实现散热。实验完毕，整理实验用品，并清理实验台上的油污。
57.本发明将各个装置集成在一起，并通过所述控制系统自动控制各个装置的部件动作，如自燃实验装置2中的第一加热装置204加热、粉尘燃烧实验装置3的风机306转动送风、点火装置303的供气点火，燃烧遇水实验装置4中的油的加热、水的添加过程等，另外各个装置均通过所述排风管道5实现统一排气，以保证现场环境。
58.本发明的各个装置均参照现有相关标准进行研发设计，以真实模拟特殊物质燃烧、爆炸的过程，使受训人员能够直观了解特殊物质燃烧的条件、状态、处理方法等，真实有效的弥补了一线救援人员平时没有相关体验、训练不足的问题。