本發(fā)明涉及屬于結(jié)構(gòu)工程及火災(zāi)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高溫圓柱形受壓構(gòu)件試驗噴水冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，結(jié)構(gòu)防火問題也日顯突現(xiàn)，需要對建筑結(jié)構(gòu)的抗火性能需要進行相關(guān)的研究。根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，噴水冷卻過程必須做到沿圓柱體外表面周向的冷卻水應(yīng)分布均勻。由于圓柱形受壓構(gòu)件本身的形狀特點，現(xiàn)場臨時安裝的冷卻水噴嘴或高溫圓柱形受壓構(gòu)件承載試驗冷卻降溫系統(tǒng)，噴水壓力過大時，雖然沿柱體的水流分布均勻，但大量冷卻水直接射離冷卻構(gòu)件，無法對構(gòu)件起到冷卻作用，直接沖擊到試驗構(gòu)件上的水流還會產(chǎn)生大量飛濺行為，浪費非常嚴重。而噴水壓力過小時，雖然消除了大量冷卻水的直接射離和飛濺，但試驗過程冷卻水偏流現(xiàn)象嚴重，水量分布均勻性差，而且調(diào)整過程非常繁瑣，費時費力還不一定能夠達到應(yīng)有的冷卻效果和技術(shù)要求。因此，需要對現(xiàn)有的噴水冷卻系統(tǒng)進行改造，通過適當(dāng)降低噴水壓力和增加噴嘴數(shù)量的方法來加以解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種高溫圓柱形受壓構(gòu)件承載試驗冷卻降溫系統(tǒng)，解決高溫圓柱形構(gòu)件噴水冷卻試驗過程的水流射離和飛濺，以及沿圓柱周向表面的大量偏流問題，滿足高溫圓柱形構(gòu)件噴水冷卻試驗過程沿其周向表面水流的均勻性分布，并提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

高溫圓柱形受壓構(gòu)件試驗噴水冷卻系統(tǒng)，包括設(shè)置在圓柱形受壓構(gòu)件周圍的金屬支架，所述金屬支架上設(shè)置有二次配水環(huán)管，所述二次配水環(huán)管整體呈與圓柱形受壓構(gòu)件輪廓吻合的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述二次配水環(huán)管的環(huán)面水平且與圓柱形受壓構(gòu)件同軸布置，沿著二次配水環(huán)管的周向間隔分布有多個冷卻水噴嘴，所述冷卻水噴嘴的噴水方向指向二次配水環(huán)管的環(huán)面中心且斜向向上。

本發(fā)明還存在以下特征：

所述冷卻水噴嘴的噴水方向與金屬支架的框面之間的夾角為45°。

所述二次配水環(huán)管上還設(shè)置有壓水分配器，所述壓水分配器整體呈圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述壓水分配器的環(huán)面與二次配水環(huán)管的環(huán)面平行且位于二次配水環(huán)管的上方布置，壓水分配器與二次配水環(huán)管同軸。

所述均壓水分配器與二次配水環(huán)管之間設(shè)置有多個配水鋼管，配水鋼管用于連通均壓水分配器與二次配水環(huán)管，所述配水鋼管呈圓弧形彎管結(jié)構(gòu)，所述均壓水分配器通過管路與外部的供水裝置連通。

所述二次配水環(huán)管材料為不銹鋼，二次配水環(huán)管的圓環(huán)狀直徑為600～800mm，二次配水環(huán)管的管身內(nèi)徑為32～40mm，壁厚為2～3mm。

所述的均壓水分配器材料為不銹鋼，均壓水分配器的圓環(huán)狀直徑為500～600mm，均壓水分配器的管身內(nèi)徑為75～100mm，壁厚2～3mm。

所述均壓水分配器的管身上設(shè)置有連接管，所述連接管長度為20～30cm、直徑為50～75mm，連接管的上端部安裝有鎖緊接合器，所述的鎖緊接合器與金屬軟管連通，所述連接管的管長方向與均壓水分配器的環(huán)面之間的夾角為45°。

所述配水鋼管材料為不銹鋼，配水鋼管沿著均壓水分配器的周向等距將分布有6個，配水鋼管直徑為32～40mm，壁厚為2～3mm，彎曲弧度為90°，圓弧的彎曲半徑為300～400mm。

所述的金屬支架由四根槽鋼構(gòu)成，每根槽鋼高度為2m，沿槽鋼的腹板高度方向的中心線處每間隔15～20cm處設(shè)置兩個10mm的通孔，兩個通孔的間距為35～42mm，最下部通孔距離金屬支架的底端高度為150mm，每根槽鋼的通孔上設(shè)有一個單邊長度為100mm的“U”形螺紋緊固筘箍及兩個緊固螺母，螺紋緊固筘箍材料為圓鋼，直徑為6～8mm。

所述金屬軟管與鎖緊接合器連接，所述鎖緊接合器還與輸水鋼管連接，輸水鋼管的另一端與水泵的出水口連通，水泵的進水口通過管路與儲水箱連通，所述儲水箱上設(shè)置有補給水管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的技術(shù)效果為：

(1)本發(fā)明高溫圓柱形受壓構(gòu)件承載試驗噴水冷卻系統(tǒng)運行穩(wěn)定性好，試驗過程無水流射離和飛濺現(xiàn)象，沿圓柱周向表面幾乎不產(chǎn)生偏流，水流均勻，冷卻效果佳。

(2)本發(fā)明的高溫圓柱形受壓構(gòu)件承載試驗噴淋水冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，既保證了對高溫圓柱形受壓構(gòu)件冷卻過程試驗技術(shù)要求的目的，又達到了整體結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，安裝和拆卸靈活和方便的特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明的噴水冷卻裝置結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖3為本發(fā)明的噴水冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，10為金屬支架；20為二次配水環(huán)管；30為冷卻水噴嘴；40為壓水分配器；50為配水鋼管；41為連接管；42為鎖緊接合器；43為金屬軟管；44為輸水鋼管；44為輸水鋼管；45為水泵；46為儲水箱，461為補給水管。

具體實施方式

結(jié)合圖1至圖3，對本發(fā)明作進一步地說明：

高溫圓柱形受壓構(gòu)件試驗噴水冷卻系統(tǒng)，包括設(shè)置圓柱形受壓構(gòu)件A周圍的金屬支架10，所述金屬支架10上設(shè)置有二次配水環(huán)管20，所述二次配水環(huán)管20整體呈與圓柱形受壓構(gòu)件A輪廓吻合的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述二次配水環(huán)管20的環(huán)面水平且與圓柱形受壓構(gòu)件A同軸布置，沿著二次配水環(huán)管20的周向間隔分布有多個冷卻水噴嘴30，所述冷卻水噴嘴30的噴水方向指向二次配水環(huán)管20的環(huán)面中心且斜向向上。

結(jié)合圖1所示，載荷施加桿B向圓柱形受壓構(gòu)件A施加載荷，本發(fā)明高溫圓柱形受壓構(gòu)件承載試驗噴水冷卻系統(tǒng)運行穩(wěn)定性好，試驗過程無水流射離和飛濺現(xiàn)象，沿圓柱形受壓構(gòu)件A周向表面幾乎不產(chǎn)生偏流，水流均勻，冷卻效果佳；既保證了對高溫圓柱形受壓構(gòu)件A冷卻過程試驗技術(shù)要求的目的，又達到了整體結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，安裝和拆卸靈活和方便的特點。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述冷卻水噴嘴30的噴水方向與二次配水環(huán)管20的環(huán)面之間的夾角為45°。

在實施本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述冷卻水噴嘴30的噴射方向朝向二次配水環(huán)管20的框面上方，并且與二次配水環(huán)管的框面呈現(xiàn)45°夾角時，噴射在圓柱形受壓構(gòu)件A的冷卻水最為均勻，而且冷卻水沿著圓柱形受壓構(gòu)件A的表面向下流動時，淋掛的均勻性好，圓柱形受壓構(gòu)件A的表面形成的水膜厚度基本一致，冷卻水能夠更能均勻的覆蓋在圓柱形受壓構(gòu)件A，并且對圓柱形受壓構(gòu)件A的冷卻效果最好。

進一步地，所述二次配水環(huán)管20上還設(shè)置有壓水分配器40，所述壓水分配器40整體呈圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述壓水分配器40的環(huán)面與二次配水環(huán)管20的環(huán)面平行且位于二次配水環(huán)管20的上方布置，壓水分配器40與二次配水環(huán)管20同軸。

具體實施中，所述均壓水分配器40與二次配水環(huán)管20之間設(shè)置有多個配水鋼管50，配水鋼管50用于連通均壓水分配器40與二次配水環(huán)管20，所述配水鋼管50呈圓弧形彎管結(jié)構(gòu)，所述均壓水分配器40通過管路與外部的供水裝置連通。

具體實施中，所述二次配水環(huán)管20材料為不銹鋼，二次配水環(huán)管20的圓環(huán)狀直徑為600～800mm，二次配水環(huán)管20的管身內(nèi)徑為32～40mm，壁厚為2～3mm。

所述的均壓水分配器40材料為不銹鋼，均壓水分配器40的圓環(huán)狀直徑為500～600mm，均壓水分配器40的管身內(nèi)徑為75～100mm，壁厚2～3mm。

所述均壓水分配器40的管身上設(shè)置有連接管41，所述連接管41長度為20～30cm、直徑為50～75mm，連接管41的上端部安裝有鎖緊接合器42，所述的鎖緊接合器42與金屬軟管43連通，所述連接管41的管長方向與均壓水分配器40的環(huán)面之間的夾角為45°。

所述配水鋼管50材料為不銹鋼，配水鋼管50沿著均壓水分配器40的周向等距將分布有6個，配水鋼管50直徑為32～40mm，壁厚為2～3mm，彎曲弧度為90°，圓弧的彎曲半徑為300～400mm。

冷卻水噴嘴30為六個標準水噴淋噴嘴，材料為不銹鋼，噴射角度為120°，管徑為25～32mm，沿二次配水環(huán)管20的內(nèi)側(cè)等距間隔設(shè)置有6個，開口垂直朝內(nèi)側(cè)并向上傾斜45°。

所述冷卻水噴嘴30設(shè)置在配水鋼管50與二次配水環(huán)管20的結(jié)合位置處。

鎖緊接合器42為不銹鋼消防接合器，直徑50～75mm，壁厚2～3mm。

更進一步地，所述的金屬支架10由四根槽鋼構(gòu)成，每根槽鋼高度為2m，沿槽鋼的腹板高度方向的中心線處每間隔15～20cm處設(shè)置兩個10mm的通孔，兩個通孔的間距為35～42mm，最下部通孔距離金屬支架10的底端高度為150mm，每根槽鋼的通孔上設(shè)有一個單邊長度為100mm的“U”形螺紋緊固筘箍及兩個緊固螺母，螺紋緊固筘箍材料為圓鋼，直徑為6～8mm；

上述實施例中，采用沿金屬支架槽鋼腹板中心線上設(shè)置連續(xù)通孔并在上設(shè)有“U”形緊固螺紋筘箍及一個緊固螺母，可以根據(jù)不同的試驗構(gòu)件高度實現(xiàn)對噴水冷卻裝置安裝高度的靈活調(diào)整。

所述金屬軟管43與鎖緊接合器42連接，所述鎖緊接合器42還與輸水鋼管44連接，輸水鋼管44的另一端與水泵45的出水口連通，水泵45的進水口通過管路與儲水箱46連通，所述儲水箱46上設(shè)置有補給水管461。

本發(fā)明的工作原理如下描述：

儲水箱46中的水由水泵45加壓后經(jīng)輸水鋼管44、鎖緊接合器42、金屬軟管43供給均壓水分配器40，均壓水分配器40再將冷卻水同時分為6路經(jīng)圓弧形配水鋼管50供給下層布置的二次配水環(huán)管20，安裝在二次配水環(huán)管20上的冷卻水噴嘴30噴射出冷卻水，冷卻水同時噴射到高溫圓柱形受壓構(gòu)件A的外表面，對圓柱形受壓構(gòu)件A的外表面進行均勻冷卻。儲水箱46中的水量不足時，開啟補給水管461上的閥門補充補給水，達到一定水位后關(guān)閉補給水。金屬軟管43與均壓水分配器40和水輸送鋼管44采用鎖緊接合器42連接，防止試驗過程脫扣。該噴水冷卻系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)重量由四根金屬支架10承擔(dān)，安裝噴淋水冷卻裝置時，根據(jù)試驗受壓構(gòu)件的高度，選擇適當(dāng)?shù)膰娝鋮s裝置安裝高度，保持冷卻水噴嘴30出口高度低于試驗受壓構(gòu)件頂部100～200mm處，用金屬支架10上的“U”形螺紋緊固筘箍卡住二次配水環(huán)管20的四個拐角，保持四根金屬支架10上的“U”形螺紋緊固筘箍在同一水平高度，擰緊兩個緊固螺母固定噴水冷卻裝置。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。