CN100553715C - 二氧化碳灭火系统惰化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二氧化碳灭火系统惰化装置，控制阀(4)一端经管道连接灭火系统的总控制阀(3)，它的另一端经管道连接汽化器(15)，汽化器(15)的后端经减压器(7)连接限流阀(10)，在汽化器(15)与减压器(7)之间的管道上设置有压力传感器1#(6)，在减压器(7)与限流阀(10)之间的管道上依次设置有流量传感器(8)和压力传感器2#(9)，限流阀(10)后端连接的管道分支成若干管道，每支管道上分别安装有灭火系统的选择阀(12)，在选择阀(12)后端的管道上设置有末端压力传感器(13)。本发明能保证CO2灭火系统中的二氧化碳喷发前完全汽化，而且流量稳定输出。它主要用于二氧化碳灭火系统。
Description
技术领域
本发明涉及消防灭火系统，尤其是涉及一种用于消防灭火装置的二氧化碳灭火系统惰化装置。
背景技术
目前，在燃煤锅炉装置中，由于煤粉的新鲜表面暴露在空气中产生氧化引起煤粉的自身发热，从而引起煤粉的燃烧。通常情况下，通过减小煤粉的湿度，缩短煤粉的储存期和控制桶仓中空气的流动可以减少煤粉发生自燃的机会。因此对火力发电厂、水泥厂对于煤粉仓、粗细粉分离器等设备的消防保护通常的做法是用CO2降低煤粉的活性，采用CO2气体灭火系统惰化灭火。
发明内容
本发明的目的是提供一种使CO2灭火系统中的二氧化碳喷发前完全汽化，而且流量稳定输出的二氧化碳灭火系统惰化装置。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种二氧化碳灭火系统惰化装置，该装置包括汽化器、汽化控制器、末端压力传感器、限流阀、压力传感器2#、流量传感器、减压器、压力传感器1#、控制阀，其中控制阀一端经管道连接灭火系统的总控制阀，它的另一端经管道连接汽化器，汽化器的后端经减压器连接限流阀，在汽化器与减压器之间的管道上设置有压力传感器1#，在减压器与限流阀之间的管道上依次设置有流量传感器和压力传感器2#，限流阀后端连接的管道分支成若干管道，每支管道上分别安装有灭火系统的选择阀，在选择阀后端的管道上设置有末端压力传感器；汽化控制器接受灭火系统中灭火设备控制器的开启、停止信号，控制控制阀的开启、关闭；接受压力传感器1#的信号，控制控制阀的调大或开启、调小或关闭；接受灭火系统中灭火设备控制器的开启、停止信号，控制汽化器中加热器的开启、关闭；接受压力传感器1#的信号，控制汽化器中加热器的开启、关闭；接受汽化器中温度限制开关的信号，关闭汽化器中的加热器；接受流量传感器、压力传感器2#的信号，调节限流阀动作，限制流量；接受末端压力传感器的信号，指导手动调节减压器，使管道末端的压力为需要值。灭火系统的灭火设备控制器经导线连接总控制阀、选择阀。与本发明二氧化碳灭火系统惰化装置配套使用的灭火设备控制器、火灾报警控制器、总控制阀以及选择阀都为传统灭火系统的部件。
经实践证明，其二氧化碳惰化灭火的时间一般为6～8小时，管道末端压力不大于0.3Mpa。由于CO2是以气液两相形式储存，在将CO2喷发前必须将其汽化，这项工作由汽化器完成，因而本方案中的汽化器安装在灭火设备(二氧化碳灭火装置)后端，选择阀前端，汽化器内的电加热器是通过汽化控制器接收灭火设备控制器的开启、停止信号，控制电加热器的开启、关闭，汽化控制器接收压力传感器1#的信号，控制电加热器的开启、关闭。汽化控制器接收温度限制开关的信号，关闭电加热器。同时为保证二氧化碳灭火剂流量、末端压力，因而在选择阀前端安装有减压器和限流阀，通过减压器来控制整个装置管道末端的二氧化碳气体压力，通过限流阀来控制二氧化碳灭火剂的流量，它是通过汽化控制器接收流量传感器、压力传感器2#的信号，调节限流阀动作，限制流量；汽化控制器接收末端压力传感器的信号，指导手动调节减压器，使末端的压力为需要值。这样，本发明能保证CO2灭火系统中的二氧化碳喷发前完全汽化，而且流量稳定输出，从而有效解决了煤粉等在储存设备内自燃问题。而且本发明结构合理、实用性、经济性好。
附图说明
图1是本发明的组成结构图；
图2是本发明中控制阀4的控制原理图；
图3是本发明中汽化器15的控制原理图；
图4是本发明中限流阀10的控制原理图；
图5是本发明中末端压力传感器13与汽化控制器14之间的控制原理图；
图6是传统灭火系统中的灭火设备控制器2、火灾报警控制器、总控制阀3以及选择阀12在本发明中应用的控制原理图；
图7是本发明中汽化器15的结构示意图；
图8是本发明汽化器15中法兰19的外形图；
图9是本发明中开关量采集器的电路原理图；
图10是本发明中模拟量采集器的电路原理图；
图11是本发明中汽化控制器14的电路原理图；
图12是本发明中开关量采集器的电路图；
图13是本发明中模拟量采集器的电路图；
图14是本发明中汽化控制器14的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明二氧化碳灭火系统惰化装置具体实施例的工作原理作进一步详细的说明和描述如下：
本发明二氧化碳灭火系统惰化装置的结构如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示：该装置主要由控制阀4、单向阀5、压力传感器1#6、减压器7、流量传感器8、压力传感器2#9、限流阀10、安全阀11、末端压力传感器13、汽化控制器14、汽化器15构成，其中控制阀4一端经管道连接灭火系统的总控制阀3，总控制阀3经管道与储存灭火剂的二氧化碳灭火装置1连接，控制阀4的另一端经管道连接汽化器15，汽化器15的后端经减压器7连接限流阀10，在汽化器15与减压器7之间的管道上设置有压力传感器1#6，在减压器7与限流阀10之间的管道上依次设置有流量传感器8和压力传感器2#9，限流阀10后端连接的管道分支成若干管道，每支管道上分别安装有灭火系统的选择阀12，在选择阀12后端的管道上设置有压力传感器13，末端压力传感器13经导线连接汽化控制器14，汽化控制器14经导线分别连接控制阀4、汽化器15、限流阀10、压力传感器1#6、流量传感器8、压力传感器2#9以及灭火系统的灭火设备控制器2。
汽化控制器14接受灭火系统中灭火设备控制器2的开启、停止信号，控制控制阀4的开启、关闭；接受压力传感器1#6的信号，控制控制阀4的调大或开启、调小或关闭；接受灭火系统中灭火设备控制器2的开启、停止信号，控制汽化器15中加热器的开启、关闭；接受压力传感器1#6的信号，控制汽化器15中加热器的开启、关闭；接受汽化器15中温度限制开关的信号，关闭汽化器15中的加热器；接受流量传感器8、压力传感器2#9的信号，调节限流阀10动作，限制流量；接受末端压力传感器13的信号，指导手动调节减压器7，使管道末端的压力为需要值。所述汽化器15为电加热或蒸汽加热，电加热采用多组加热管形式。所述控制阀4与汽化器15之间的管道上设置有单向阀5；所述限流阀10后端的管道上安装有安全阀11。所述限流阀10为电动可调限流阀，多个限流阀10组成流量调节组。选择阀12为气动选择阀。所述限流阀10后端连接的管道分支成20支管道。与本惰化方案配套使用的灭火设备控制器2、火灾报警控制器、储存灭火剂的二氧化碳灭火装置1、总控制阀3以及选择阀4都为传统灭火系统的部件，灭火设备控制器2经导线分别与选择阀4、总控制阀3连接。本实用新型中的控制阀4、单向阀5、压力传感器1#6、减压器7、流量传感器8、压力传感器2#9、限流阀10、安全阀11、末端压力传感器13可以采用现有市场销售的产品。
见图7、图8可知：汽化器15为圆柱形容器，容器内安装有多组加热管16和温度限制开关18，温度限制开关18经导线与汽化控制器14连接，多组加热管16和温度限制开关18由容器开口端的法兰19固定，在壳体开口端的法兰19外侧安装有接线盒17，在容器前后端分别安装有进气管20和出气管21。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图9、图10、图11所示：汽化控制器14通过总线、开关量采集器从灭火系统中的灭火设备控制器2获取20个编码的火灾信息地址；汽化控制器14通过总线、模拟量采集器从20个灭火支管末端压力传感器获取20个编码的灭火压力信息，该20个编码的灭火压力信息与灭火系统中灭火设备控制器2提供的20个编码的火灾信息一一对应。开关量采集器为21路开关量采集器，它有20个编码火灾信息地址的开关量信号，还有一个总控阀动作的开关量信号，其中21路开关量采集器(1#-20#报警输出(常开)、1路总阀输出(常闭)、含485总线、1路通讯状态指示灯，DC24V供电)，20路模拟量采集器为20路末端压力信号采集器(0---10MPA，20路4---20MA信号输入，含485总线、1路通讯状态指示灯，DC24V供电)。
在图9、图10、图11、图12、图13、图14中，开关量采集器其实就是一个采集模块，是现有市场上的销售产品，X0-X19为开关量采集器的20个编码火灾信息地址的开关量信号，X20为总控阀动作的开关量信号，X21-X23为备用通道，该21路开关量信号是开关量采集器通过单排插座CZ2、CZ3、CZ4从灭火设备控制器2得到该信号，该20路火灾信息开关量信号通过光电隔离输入电路(由24个光藕PC817组成)、微处理电路(芯片89S51)以及芯片P521-4和芯片75176后经接口CZ5输入到汽化控制器14的输入接口CZ4，1路总控阀动作的开关量信号通过光电隔离输入电路(由24个光藕PC817组成)、微处理电路(芯片89S51)后控制总控制阀3。
在图9、图10、图11、图12、图13、图14中，模拟量采集器其实就是一个采集模块，是现有市场上的销售产品，A0-A19为模拟量采集器的20个灭火压力信息路模拟量信号，该20个模拟量信号是模拟量采集器通过单排插座CZ2、CZ3、CZ4从末端20个末端压力传感器13得到该信号，该20路模拟量信号通过模拟量输入电路(该电路由二极管D2-D23、ZD1-ZD22以及电阻R41-R62、R19-R40、R63-R84组成)、采集芯片TLC1543和芯片75176后经接口CZ5输入到汽化控制器14的输入接口CZ4。汽化控制器14的通讯接口A、B(CZ4)，该通讯接口A、B从开关量采集器的通讯接口A、B(CZ5)和模拟量采集器的通讯接口A、B(CZ5)分别得到20路开关量信号和20路模拟量信号，汽化控制器14还设置有开关电源输入接口CZ12，调节阀末端压力反馈输入控制接口CZ1，加热控制接口CZ2、CZ3，4路调节输出控制接口CZ13，外部输入控制接口CZ11，通讯指示接口CZ5，加热指示接口CZ6、CZ7，用于指示加热温度，启动指示接口CZ8，停止指示接口CZ9，压力输入以及加入温度输入接口CZ10，并采用LED1显示末端压力，LED2显示主管压力。汽化器15通过一个温度限制开关18向汽化控制器14的接口CZ10提供一路开关信号，并提供一路4-20mA的外接压力传感器信号给汽化控制器14的接口CZ7；主管压力传感器1#6给汽化控制器14的接口CZ1提供一路4-20mA的汽化压力信号；流量传感器8给汽化控制器14的接口CZ11提供一路4-20mA的流量检测信号。汽化控制器14(一路主管压力输入信号4---20MA、4路PID仪电源控制输出、两组加热控制输出信号、一路温度限制开关信号输入、一路通讯状态指示灯、2路加热指示、2个按键(运行、停止)、灯(运行灯、停止灯)、设置键、增加键、减小键、压力显示)；限流阀10调节喷放CO2的流量保持在一个设定值。20个灭火支管末端压力传感器13通过RS485总线向汽化控制器提供20个编码(1#～20#)的灭火支管压力信息，(灭火支管末端压力传感器向通讯模块输出的是4-20mA标准电信号)。WTDY-2000设备是二氧化碳灭火装置1，具备保护二十个区的能力.灭火设备控制器2通过RS485总线向汽化控制器提供20个编码的火灾地址信息，(WTDY-2000灭火设备控制器2向通讯模块输出的是开关量信号)，并提供一路总控阀动作的开关量信号(可集成在通讯模块上)，WTDY-2000灭火设备控制器2输出20个编码的火灾信息地址，分别编为1#～20#，并与20个灭火支管末端压力传感器13位号一一对应。
综上所述，汽化控制器14通过接口CZ4接受到20路开关量信号和20路模拟量信号后，汽化控制器14将得到的该开关量信号经芯片75176处理后通过调节输出控制接口CZ13控制控制阀4的开启、关闭；汽化控制器14通过接口CZ10接受压力传感器1#6的信号，该信号经模拟量输入电路处理后经控制接口CZ13控制控制阀4的调大或开启、调小或关闭；汽化控制器14接受灭火系统中灭火设备控制器2的开启、停止开关量信号，汽化控制器14将该信号经芯片75176和隔离输入电路处理后经接口CZ2、CZ3控制汽化器15中加热器的开启、关闭；汽化控制器14通过接口CZ10接受压力传感器1#6的信号，汽化控制器14将该信号经芯片75176和隔离输入电路处理后经接口CZ2、CZ3控制汽化器15中加热器的开启、关闭；汽化控制器14通过接口CZ11接受汽化器15中温度限制开关的信号，汽化控制器14将该信号经芯片75176和隔离输入电路处理后经接口CZ2、CZ3控制关闭汽化器15中的加热器；汽化控制器14通过接口CZ10接受流量传感器8、压力传感器2#9的信号，汽化控制器14将此信号经模拟量输入电路处理后经接口CZ13调节限流阀10动作，限制流量；汽化控制器14经接口CZ1接受末端压力传感器13的信号，根据汽化控制器14显示的压力指导手动调节减压器7，使管道末端的压力为需要值。
见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14所示：本发明中的各部件的功能如下：1.汽化控制器：汽化控制器是整个惰化装置的控制中心，它接收灭火控制器、温度限制开关、压力传感器1#、流量传感器、压力传感器2#、末端压力传感器1～n#的检测信号，控制装置内受控部件的相应动作：控制阀的开启、关闭；汽化器加热电源的接通、关断；限流阀的流量调节；末端压力显示。汽化控制器主要根据WTDY-2000灭火设备控制器、电加热汽化器温度限制开关、汽化温度传感器、主管压力传感器、流量检测控制装置及末端压力传感器提供的信息，分别对主管电动调节阀、电加热汽化器加热管以及分区支管电动限流阀进行控制，达到调节控制管网内二氧化碳汽化温度和流量的目的。2.控制阀：控制气液相的CO2进入汽化器。汽化控制器接收灭火设备控制器的开启、停止信号，控制调节阀的开启、关闭；汽化控制器接收压力传感器1#的信号，控制调节阀的调大或开启、调小或关闭。3.单向阀：防止汽化器中因温度升高后，压力增大的CO2，倒灌入二氧化碳贮罐。4.汽化器：采用电加热管，对气液相的CO2进加热，得到纯气相的CO2。内部的温度限制开关用来关断电加热管的电源，限定CO2加热的最高温度；汽化控制器接收灭火设备控制器的开启、停止信号，控制电加热管电源的接通、关断；汽化控制器接收压力传感器1#的信号，控制电加热管电源的接通、关断，电加热汽化器通过一个温度限制开关向汽化控制器提供一路开关量信号，并提供一路4-20mA的外接压力传感器信号。5.压力传感器1#：通过其传人汽化控制器的信号，来控制汽化器电加热管的通断、控制阀的启闭，主管压力传感器向汽化控制器提供一路4-20mA汽化压力信号。6.减压器：用于调节管路末端的压力。汽化控制器接收末端压力传感器1～n#的信号，显示其压力，手动调节减压器，使末端管路的压力为需要值。7.流量传感器：测量管路中CO2的流量，将信号传人汽化控制器，调节限流阀，流量检测控制装置提供一路4-20mA的分区支管流量检测信号。8.压力传感器2#：测量管路中CO2的压力，将信号传人汽化控制器，便于汽化控制器修正管路中CO2的流量。9.限流阀：限制管路中CO2的流量。汽化控制器接收流量传感器、压力传感器2#的信号，输出信号到限流阀，调节限流阀动作，调节管路中CO2的流量。10.安全阀：是惰化装置的安全设施。同时当惰化装置停止工作后，惰化装置内残余的CO2，在环境温度的作用下，引起惰化装置内CO2的压力升高，也通过该安全阀泄放。11.末端压力传感器1～n#：测量末端管路中CO2的压力，将信号传人汽化控制器，便于用减压器调节末端管路中CO2的压力。在图6中，火灾报警控制器得到火灾信号后，判定信号源的位置，从而发出第n#分区启动信号给灭火设备控制器2、灭火设备控制器2开启总控制阀3以及第n#分区的选择阀4；当延时一定时间灭火设备控制器2关闭总控制阀3以及第n#分区的选择阀4。在本发明中，汽化控制器14、开关量采集器以及模拟量采集器的电路都可以采用传统电路结构，所有电路所使用的元器件可以采用现有市场销售的元器件。
本发明是这样实现的，系统由汽化控制器14为主控制器，它通过485总线从开关量采集转换器获取启动、停止及喷放区域的信息，通过总线获取模拟量采集器信息，并显示末端压力。启动时，汽化控制器14在主管压力低于1.6MPA时，打开支管调节阀，使液态CO2进入主管加热区，当加热到主管压力大于7MPA时，关闭调节阀。较大压力的CO2气体，通过减压阀，压力降为0.8MPA，进入流量控制单元，通过预先的流量给定，以及流量反馈数据，由PID调节仪调节电动调节阀给出较稳定的流量输出。以保证可靠的对保护对象的惰化灭火控制。
本发明二氧化碳灭火系统惰化装置不限于具体实施方式的范围，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (9)
1、一种二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：该装置包括汽化器(15)、汽化控制器(14)、末端压力传感器(13)、限流阀(10)、压力传感器2#(9)、流量传感器(8)、减压器(7)、压力传感器1#(6)、控制阀(4)，其中汽化器(15)的进气管经控制阀(4)连接灭火系统的总控制阀(3)，汽化器(15)的出气管经减压器(7)连接限流阀(10)，在汽化器(15)与减压器(7)之间的管道上设置有压力传感器1#(6)，在减压器(7)与限流阀(10)之间的管道上依次设置有流量传感器(8)和压力传感器2#(9)，限流阀(10)后端连接的管道分支成若干管道，每支管道上分别安装有灭火系统的选择阀(12)，在选择阀(12)后端的管道上设置有末端压力传感器(13)；汽化控制器(14)接受灭火系统中灭火设备控制器(2)的开启、停止信号，控制控制阀(4)的开启、关闭；接受压力传感器1#(6)的信号，控制控制阀(4)的调大或开启、调小或关闭；接受灭火系统中灭火设备控制器(2)的开启、停止信号，控制汽化器(15)中加热器的开启、关闭；接受压力传感器1#(6)的信号，控制汽化器(15)中加热器的开启、关闭；接受汽化器(15)中温度限制开关的信号，关闭汽化器(15)中的加热器；接受流量传感器(8)、压力传感器2#(9)的信号，调节限流阀(10)动作，限制流量；接受末端压力传感器(13)的信号，指导手动调节减压器(7)，使管道末端的压力为需要值。
2、根据权利要求1所述的二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：汽化器(15)为电加热或蒸汽加热，电加热采用多组加热管形式。
3、根据权利要求1所述的二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：在控制阀(4)与汽化器(15)之间的管道上设置有单向阀(5)；在限流阀(10)后端的管道上安装有安全阀(11)。
4、根据权利要求1所述的二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：限流阀(10)后端连接的管道分支成20支管道。
5、根据权利要求1或2或3所述的二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：汽化器(15)为圆柱形容器，容器内安装有多组加热管(16)和温度限制开关(18)，温度限制开关(18)经导线与汽化控制器(14)连接，多组加热管(16)和温度限制开关(18)由容器开口端的法兰(19)固定，在壳体开口端的法兰(19)外侧安装有接线盒(17)，在容器前后端分别安装有进气管(20)和出气管(21)。
6、根据权利要求1或4所述的二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：汽化控制器(14)通过总线、开关量采集器从灭火系统中的灭火设备控制器(2)获取20个编码的火灾信息地址；汽化控制器(14)通过总线、模拟量采集器从20个灭火支管末端压力传感器获取20个编码的灭火压力信息，该20个编码的灭火压力信息与灭火系统中灭火设备控制器(2)提供的20个编码的火灾信息一一对应。
7、根据权利要求1或2所述的二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：汽化器(15)通过一个温度限制开关向汽化控制器(14)提供一路开关信号，并提供一路4-20mA的外接压力传感器信号；主管压力传感器1#(6)给汽化控制器(14)提供一路4-20mA的汽化压力信号；流量传感器(8)给汽化控制器(14)提供一路4-20mA的流量检测信号。
8、根据权利要求1所述的二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：限流阀(10)为电动可调限流阀。
9、根据权利要求1所述的二氧化碳灭火系统惰化装置，其特征在于：多个限流阀(10)组成流量调节组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SICHUAN WEITELONG FIRE EQUIPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SICHUAN WEILONG FIRE EXTINGUISHING EQUIPMENT CO., LTD. Effective date: 20100723 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 610036 NO.360, JINZHOU ROAD, TUQIAO, JINNIU DISTRICT, CHENGDU CITY, SICHUANPROVINCE TO: 611731 ADD NO.9, NO.99, XIQU STREET, CHENGDU CITY HIGH-TECH WEST ZONE, SICHUAN PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20100723 Address after: 611731 Chengdu high tech West West Road, No. 99, attached to No. 9, No. Patentee after: Sichuan Weitelong Fire Fighting Equipment Co., Ltd. Address before: 610036, No. 360, Jin Zhou road, Jinniu District, Sichuan, Chengdu Patentee before: Sichuan Weilong Xiaofang Shebei Co., Ltd. |
|
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: VITALONG FIREFIGHTING SAFETY GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: SICHUAN WEITELONG FIRE EQUIPMENT CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 611731 Chengdu high tech West West Road, No. 99, attached to No. 9, No. Patentee after: Witter joint-stock company of dragon security against fire group Address before: 611731 Chengdu high tech West West Road, No. 99, attached to No. 9, No. Patentee before: Sichuan Weitelong Fire Fighting Equipment Co., Ltd. |