一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统的制作方法

本实用新型涉及火灾安全技术领域，更具体的说是涉及一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统。

背景技术：

当前，随着我国铁路建设行业的快速发展，我国境内铁路隧道的数量和长度不断增加，在一定程度上为人们的出行带来极大便利的同时，还带来了诸多的安全隐患如火灾隐患等。为了研究不同类型的隧道内发生火灾的情况下烟气的流动规律及通风策略等，设计一种与实际隧道形状结构相同的隧道结构模型进行火灾试验，能够有效地用来指导隧道实际运营过程中对于通风及排烟模式的结构设计，从而提高铁路隧道运营的安全性及解决火灾事故的高效性。

然而，虽然开展全尺寸的隧道火灾研究是最直接的研究手段，但是由于隧道结构的特殊性及巨大的长宽比特征，导致全尺寸隧道试验不仅规模大，操作难，成本高，而且很难获得大量准确的实验数据，因此，小尺寸的模拟试验研究在针对隧道火灾的研究方法中就显得尤为重要。利用小尺寸模拟试验系统能够有效地研究分析模拟试验隧道内的烟气流动规律及通风情况，但是目前常见的小尺寸隧道火灾试验系统往往存在着系统结构复杂、拼接困难、搭建耗时、空间占用体积大、保温绝热性能较弱、高温绝热性能弱、不便于监测观察等缺陷。

因此，提供一种结构简单，易于拼装，能够在实验室中开展特长铁路隧道内发生火灾的情况下对于隧道内烟气流动规律、温度场、热辐射值及通风策略等特征参数的研究分析的双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

有鉴于此，本实用新型旨在提供一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统，具有结构紧凑清晰，便于检测观察试验数据的优点，同时易于拼装，能够在实验室中开展特长铁路隧道内发生火灾的情况下对于隧道内烟气流动规律、温度场、热辐射值及通风策略等特征参数的研究分析，实用性极强。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统，包括隧道系统、火源模拟装置、排烟管道和监控装置；

所述隧道系统包括主隧道通道和横向连接通道，所述主隧道通道为两条平行布置的通道，所述横向连接通道两端设有射流风机；所述横向连接通道两端分别连通两条所述主隧道通道并与其垂直；

火源模拟装置安装在所述主隧道通道内；

所述排烟管道通过固定法兰安装于两条所述主隧道通道的顶部，连通两条所述主隧道通道；通过所述射流风机将所述主隧道通道的烟气沿所述排烟管道排出；；

所述监控装置安装在所述主隧道通道和所述横向连接通道内部，用于监测两条所述主隧道通道和所述横向连接通道内的烟气浓度及烟气流动规律。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统，通过利用设于隧道系统内的火源模拟系统能够有效地模拟出隧道内的火灾场景，通过监控装置实时监测火灾时数值情况；当主隧道通道失火后，射流风机开启，气流吹向主隧道通道，防止烟气进入横向连接通道，为隧道内人员提供避难所，并通过连通两条主隧道通道的排烟管道将主隧道通道内的烟气集中排出，便于观测主隧道通道内的烟气流动烟气流动规律，提高隧道火灾试验研究的准确性和有效性。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，两条所述主隧道通道均包括主隧道基础模块、主隧道观察模块、主隧道排烟口模块、主隧道调整模块、主隧道燃烧模块和连接三通模块；所述主隧道基础模块、所述主隧道观察模块、所述主隧道排烟口模块、所述主隧道调整模块、所述主隧道燃烧模块和所述连接三通模块依次重复拼接；

所述火源模拟装置安装在所述主隧道燃烧模块内；采用此方案能够根据具体的实验环境将不同模块进行多种形式的拼接组合，适应不同的实验需求；可选择性强，更为灵活方便。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，所述主隧道观察模块的侧壁上开设有观察窗；采用此方案能够时刻观测通道内的实际情况；

所述主隧道排烟口模块顶部开设排烟道，所述排烟道出设置风门挡板；所述排烟管道安装于两条所述主隧道通道内的排烟道上，通过风门挡板控制所述主隧道通道与所述排烟管道的连通与关闭；采用此方案能够在单侧主隧道通道失火后，将未失火一侧风门挡板关闭，将两个射流风机的风向均调节为吹向失火一侧的主隧道通道，进一步避免烟气流向横向连接通道，并通过加强风力加快失火一侧主隧道通道内的烟气排出速度；

所述主隧道调整模块的长度小于所述主隧道基础模块的长度；采用此方案能够通过主隧道基础模块与主隧道调整模块的替换实现整体实验系统的长度的改变，适应不同环境；

所述连接三通模块的侧壁开设连接口和观察窗；其两端拼接端与所述主隧道通道的相邻模块拼接；两条所述主隧道通道内相对的两个连接口，分别连通所述横向连接通道的两端。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，所述主隧道调整模块的长度为所述主隧道基础模块长度的三分之一至三分之二；此方案能够通过主隧道基础模块与主隧道调整模块的替换实现整体实验系统的长度的改变，适应不同环境；便于试验系统内的烟气流动规律等参数的范围与通道长度的关系，提高了该试验系统结构的灵活性，扩大了该试验系统的适用范围。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，所述主隧道燃烧模块侧壁上开设有燃烧口，所述燃烧口适配安装有推拉抽屉，所述推拉抽屉与在所述主隧道燃烧模块滑动连接；

所述火源模拟装置安装在所述推拉抽屉内；此方案便于试验人员进行操作，为该试验系统提供火源，提高了试验人员操作的便捷性，避免烫伤问题，提高安全性。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，所述横向连接通道包括横向连接通道防护门模块和排烟口对接模块；所述横向连接通道防护门模块一端安装防护门，所述射流风机安装在所述横向连接通道防护门模块顶壁；所述排烟口对接模块顶部设有备用排烟口；

所述排烟口对接模块的两端分别拼接两个所述横向连接通道防护门模块的一端，两个所述横向连接通道防护门模块的另一端分别连接两个所述连接三通模块的连接口；此方案防护门和射流风机能够有效阻挡主隧道内的烟气进入横向连接通道和另一主隧道通道，从而有利于人员经由横向连接通道至另一主隧道通道疏散和逃生。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，所述主隧道基础模块、所述主隧道观察模块、所述主隧道排烟口模块、所述主隧道调整模块、所述主隧道燃烧模块、所述连接三通模块、所述横向连接通道防护门模块和所述排烟口对接模块均包括模块框架、u型底板、弧形折弯顶板和调整螺杆，所述u型底板和所述弧形折弯顶板分别适配安装在所述模块框架的外侧，形成密封结构；所述调整螺杆为多个，且多个调整螺杆分别转动连接在所述模块框架端部的两侧；此方案通过调整螺杆的高度便于保证各个模块的高度，使该试验系统在置于路面不平的情况下，通过调节调整螺杆能够确保该试验系统中的各个模块位于同一水平面，从而提高了该试验系统整体结构的平衡性和稳定性。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，所述主隧道基础模块、所述主隧道观察模块、所述主隧道排烟口模块、所述主隧道调整模块、所述主隧道燃烧模块、所述连接三通模块、所述横向连接通道防护门模块和所述排烟口对接模块的拼接端面均设有对接法兰和连接件，并且在拼接端底部的对接法兰底部卡榫与凹槽卡节后，通过连接件将相邻的模块固定；此方案能够使该试验系统整体结构稳定性好，密封性更强，且提升拼接效率。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，所述排烟管道包括弯头模块、烟道模块和排烟四通模块；所述弯头模块的进烟口与出烟口向垂直；

多个所述弯头模块的进烟口均通过固定法兰连接两个主隧道内的多个所述主隧道排烟口模块的排烟道，且其出烟口均安装所述烟道模块，并通过所述烟道模块连接所述排烟四通模块两个烟口；多个排烟四通模块通过所述烟道模块连通，形成公共排烟道；此方案使隧道内烟气通过公共烟道排出，提高排烟系统整体结构的紧凑性，同时便于测量该试验系统内的烟气流动规律，从而制定出相应的通风策略。

优选的，在上述的一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统中，所述监控装置包括气体传感器和控制终端，所述气体传感器为多个，且多个所述气体传感器分别均匀布置在所述主隧道基础模块、所述主隧道观察模块、所述主隧道排烟口模块、所述主隧道燃烧模块、所述连接三通模块和所述横向连接通道防护门模块内，且多个所述气体传感器与所述控制终端信号连接；此方案能够在隧道内发生火灾的情况下准确测量出不同位置的主隧道主隧道基础模块、主隧道主隧道观察模块、主隧道主隧道排烟口模块、主隧道主隧道燃烧模块、主隧道连接三通模块以及横向连接通道横向连接通道防护门模块内的烟气浓度及烟气流动情况，从而便于研究分析隧道内的烟气流动规律、温度场及热辐射值等特征参数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的立体结构示意图；

图2附图为本实用新型的局部结构放大图；

图3附图为本实用新型主隧道基础模块的结构示意图；

图4附图为本实用新型主隧道观察模块的结构示意图；

图5附图为本实用新型主隧道排烟口模块的结构示意图；

图6附图为本实用新型主隧道调整模块的结构示意图；

图7附图为本实用新型主隧道燃烧模块的结构示意图；

图8附图为本实用新型连接三通模块的结构示意图；

图9附图为本实用新型横向连接通道防护门模块的结构示意图；

图10附图为本实用新型排烟口对接模块的结构示意图；

图11附图为本实用新型主隧道基础模块的爆炸图；

图12附图为本实用新型弯头烟道的结构示意图；

图13附图为本实用新型排烟四通模块的爆炸图。

附图标记

隧道系统1、主隧道通道11、主隧道基础模块110、主隧道观察模块111、观察窗1110、主隧道排烟口模块112、排烟道1120、主隧道调整模块113、主隧道燃烧模块114、推拉抽屉1140、连接三通模块115、连接口1150、横向连接通道12、横向连接通道防护门模块120、防护门1200，排烟口对接模块121、备用排烟口1210；

排烟管道2、弯头模块20、烟道模块21、排烟四通模块22；

模块框架30、u型底板31、弧形折弯顶板32、调整螺杆33、对接法兰34。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-13，本实用新型公开了一种双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统，包括：

隧道系统1、火源模拟装置、排烟管道2和监控装置；

隧道系统1包括主隧道通道11和横向连接通道12，主隧道通道11为两条平行布置的通道，横向连接通道12两端设有射流风机；横向连接通道12两端分别连通两条主隧道通道11并与其垂直；

火源模拟装置安装在主隧道通道11内；

排烟管道2通过固定法兰安装于两条主隧道通道11的顶部，连通两条主隧道通道11；通过射流风机将主隧道通道11的烟气沿排烟管道2排出；

监控装置安装在主隧道通道11和横向连接通道12内部，用于监测两条主隧道通道11和横向连接通道12内的烟气浓度及烟气流动规律。

根据本实用新型的一个可选实施例，两条主隧道通道11均包括主隧道基础模块110、主隧道观察模块111、主隧道排烟口模块112、主隧道调整模块113、主隧道燃烧模块114和连接三通模块115；主隧道基础模块110、主隧道观察模块111、主隧道排烟口模块112、主隧道调整模块113、主隧道燃烧模块114和连接三通模块115依次重复拼接；

火源模拟装置安装在主隧道燃烧模块114内；能够根据具体地实验环境将不同模块进行多种形式的拼接组合，适应不同的实验需求；可选择性强，更为灵活方便。

根据本实用新型的一个可选实施例，主隧道观察模块111的侧壁上开设有观察窗1110；采用此方案能够时刻观测通道内的实际情况；

主隧道排烟口模块112顶部开设排烟道1120，排烟道1120出设置风门挡板；排烟管道2安装于两条主隧道通道11内的排烟道1120上，通过风门挡板控制主隧道通道11与排烟管道2的连通与关闭；

主隧道调整模块113的长度小于主隧道基础模块110的长度；采用此方案能够通过主隧道基础模块110与主隧道调整模块113的替换实现整体实验系统的长度变化，适应不同环境；

连接三通模块115的侧壁开设连接口1150和观察窗1110；其两端拼接端与主隧道通道11的相邻模块拼接；两条主隧道通道11内相对的两个连接口1150，分别连通横向连接通道12的两端；。

根据本实用新型的一个可选实施例，观察窗1110为透明观察窗，且透明观察窗采用的材质为耐高温玻璃，从而能够有效延长该试验系统的使用寿命。

根据本实用新型的一个可选实施例，排烟道1120处还可铰接有风门挡板，从而能够分别监测出在风门挡板在打开和关闭状态下该试验系统内的烟气浓度、温度场、烟气流动情况等数据，进而制定出合适的应对策略。

根据本实用新型的一个可选实施例，主隧道调整模块113的长度为主隧道基础模块110长度的三分之一至三分之二；此方案能够通过主隧道基础模块110与主隧道调整模块113的替换实现整体实验系统的长度，适应不同环境；便于试验系统内的烟气流动规律等参数的范围与通道长度的关系，提高了该试验系统结构的灵活性，扩大了该试验系统的适用范围。

根据本实用新型的一个可选实施例，该试验系统相邻横向连接通道间距为6m，通过调节主隧道调整模块，还可以使该试验系统相邻横向连接通道间距调整为5m，除此之外，还可以通过改变模块的安装数量对系统长度和两主隧道通道之间的距离进行调整，也就是使得该试验系统易于调整，从而便于模拟出不同的铁路隧道，并记录分析不同试验系统内的烟气流动规律等参数。

根据本实用新型的一个可选实施例，主隧道燃烧模块114侧壁上开设有燃烧口，燃烧口适配安装有推拉抽屉1140，推拉抽屉1140与在主隧道燃烧模块114滑动连接；

火源模拟装置安装在推拉抽屉1140内；便于试验人员进行操作，为该试验系统提供火源，提高了试验人员操作的便捷性，避免烫伤问题，提高安全性。

具体的，主隧道燃烧模块114采用的材质为耐高温不锈钢板，从而能够有效隔离高温，避免试验人员在操作过程中发生烫伤事故，提高操作的安全性，同时还延长了该试验系统的使用寿命。

根据本实用新型的一个可选实施例，横向连接通道12包括横向连接通道防护门模块120和排烟口对接模块121；横向连接通道防护门模块120一端安装防护门1200，射流风机安装在横向连接通道防护门模块120顶壁；排烟口对接模块121顶部设有备用排烟口1210；

排烟口对接模块121的两端分别拼接两个横向连接通道防护门模块120的一端，两个横向连接通道防护门模块120的另一端分别连接两个连接三通模块115的连接口1150；防护门1200和射流风机能够有效阻挡主隧道内的烟气进入横向连接通道12至另一主隧道通道，从而有利于人员经由横向连接通道12至另一主隧道通道进行疏散和逃生。

根据本实用新型的一个可选实施例，主隧道基础模块110、主隧道观察模块111、主隧道排烟口模块112、主隧道调整模块113、主隧道燃烧模块114、连接三通模块115、横向连接通道防护门模块120和排烟口对接模块121均包括模块框架30、u型底板31、弧形折弯顶板32和调整螺杆33，u型底板31和弧形折弯顶板32分别适配安装在模块框架30的外侧，形成密封结构；调整螺杆33为多个，且多个调整螺杆33分别转动连接在模块框架30端部的两侧；通过调整螺杆33的设置便于保证各个模块的高度，使该试验系统在置于路面不平的情况下，通过调节调整螺杆33能够确保该试验系统中的各个模块位于同一水平面，从而提高了该试验系统整体结构的平衡性和稳定性。

进一步的，还可安装与模块框架30内侧适配的内衬，通过内衬、u型底板31和弧形折弯顶板32将模块框架30夹紧固定，形成双层密封结构。

根据本实用新型的一个可选实施例，主隧道基础模块110、主隧道观察模块111、主隧道排烟口模块112、主隧道调整模块113、主隧道燃烧模块114、连接三通模块115、横向连接通道防护门模块120和排烟口对接模块121的拼接端面均设有对接法兰34和连接件，并且在拼接端底部的对接法兰34底部卡榫与凹槽卡节后，通过连接件将相邻的模块固定；能够使该试验系统整体结构稳定性好，密封性更强，且提升拼接效率。

根据本实用新型的一个可选实施例，排烟管道2包括弯头模块20、烟道模块21和排烟四通模块22；弯头模块20的进烟口与出烟口向垂直；

多个弯头模块20的进烟口均通过固定法兰连接两个主隧道内的多个主隧道排烟口模块112的排烟道1120，且其出烟口均安装烟道模块21，并通过烟道模块21连接排烟四通模块22两个烟口；多个排烟四通模块22通过烟道模块21连通，形成公共排烟道；使隧道内烟气通过公共烟道排出，提高排烟系统整体结构的紧凑性，同时便于测量该试验系统内的烟气流动规律，从而制定出相应的通风策略。

根据本实用新型的一个可选实施例，监控装置包括气体传感器和控制终端，气体传感器为多个，且多个气体传感器分别均匀布置在主隧道基础模块110、主隧道观察模块111、主隧道排烟口模块112、主隧道燃烧模块114、连接三通模块115和横向连接通道防护门模块120内，且多个气体传感器与控制终端信号连接；能够在隧道内发生火灾的情况下准确测量出不同位置的主隧道主隧道基础模块110、主隧道主隧道观察模块111、主隧道主隧道排烟口模块112、主隧道主隧道燃烧模块114、主隧道连接三通模块115以及横向连接通道12横向连接通道防护门模块120内的烟气浓度及烟气流动情况，从而便于研究分析隧道内的烟气流动规律、温度场及热辐射值等特征参数。

根据本实用新型的一个可选实施例，按照1∶10的缩尺比例制作了一种结构简单，可模块化拼装，整体结构稳定性好的双洞单线隧道加密横通道型救援站火灾模型试验系统，通过利用设于隧道系统内的火源模拟系统能够有效地模拟出隧道内的火灾场景，并利用隧道系统、排烟系统和监控装置有效观察、监测并记录隧道内发生火灾情况下的烟气浓度、烟气流动规律、温度场及热辐射值，从而有针对性地设计出优良的隧道模块结构及通风策略，提高隧道火灾试验研究的准确性和有效性，具有较强的实用性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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