CN103933690B - 气溶胶灭火装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于消防技术,特别属于抑制燃烧的气溶胶混合物生成设备及制作方法，用于向燃烧地或者封闭场地固定装置的全淹没灭火。气溶胶灭火装置的卷边间的缝隙是直径5至8毫米的均匀排列的径向管式喷嘴，药柱端面的燃烧总面积与管式喷嘴切面的总面积的比例在65～90区间内，喷嘴间是相互紧贴一起的卷边，用固定元件紧固。由于装置卷边间均匀分布的径向管式喷口与药柱表面燃烧总面积和管式喷口切面总面积间形成了一定的关系，故而装置的灭火性能可达到不超过28克\厘米³。又由于喷嘴孔眼的固定直径和同时采用综合特征保障了降低装置喷口大于0.3米处的气溶胶射流区域的温度。

Description

气溶胶灭火装置及其制作方法

[技术领域]

本发明属于消防技术，特别是属于产生抑制燃烧气溶胶混合物的发生设备。

[背景技术]

在消防技术领域里，众所周知的灭火设备主要有向燃烧处扔掷式操作的，或是固定安装于防护场地的气溶胶灭火装置的专利技术，例如俄罗斯专利：№.2403930,№.2256474,№.2237503等。

某些著名的气溶胶灭火装置，其功能有扔掷式或者固定式。

已知的气溶胶灭火装置，如2003年公布的俄罗斯专利号为№34383,кл.А62С3/00的专利技术,其由两个卷边有缝隙且相对连接的圆盘状容器组成,卷边的缝隙即为出口喷口，装有泡沫塑料垫，烟火药柱通过建筑石膏隔热层固定在两只容器里，用点火药剂胶粘浇注成电阻状的起爆部件轴向对称安置于烟火药柱之间，与隔热层齐高度安装，而粘胶点火药剂多半是以2:3质量比的环氧树脂和硝酸钾制成。造成该装置使用困难的原因是由于其灭火效果不足仅为45克/米³，距离装置喷口0.3米处的气溶胶射流温度过高，以及使用建筑石膏作为外壳的隔热材料。药柱装入壳体之前将石膏液体倒入水里，然后在半液体的石膏里压成药柱。由非硬化溶液组成的水分易渗入气溶胶生成成分药柱里，同时冲掉其化学成分。结果使得装置或者丧失灭火效果，或者完全不起作用。因此，需要增加某个防护来防止气溶胶生成成分受潮，而这必然会使制作工艺复杂化，从而增加产品成本。此外，当温度改变时，由于液体石膏硬化后药柱 和石膏间会产生空隙的危险，一旦火焰钻入该空隙会导致装置内压力剧烈上升从而引起壳体爆炸。由此可见，使用水溶石膏会降低产品的可靠性。随着时间的推移，石膏失去其牢固性能，变得松脆，一旦受到较大的力或者振动作用，甚至温度变化时石膏内会形成裂纹或者剥落，药柱的侧面表面包覆层受到破坏，最终导致装置的非正常作用。

现有技术中还有一种投掷灭火装置，为2001年公布的俄罗斯专利，№2164809,кл.А62С19/00。其由两个卷边有缝隙且相对连接的圆盘状容器组成,组成一圈喷口，与之同轴心的手把处安有点火部件，烟火药柱由两部分组成，每个部分固定在圆盘状容器可承重隔热层上，此时药柱的空闲端低于卷边，而承重隔热层是由建筑石膏制成的。造成该装置使用困难的原因是，灭火效果不足，也仅为45克/米³，距离装置喷口0.3米处的气溶胶射流温度过高且同样使用石膏。

[发明内容]

本发明的目的就是为了解决现有技术中的上述不足之处，研发出一种当降低气溶胶射流区域温度时保障较高的灭火性能的气溶胶灭火装置，包括烟火药柱，由两个相对连接的盘状半壳，半壳卷边之间有缝隙保障气溶胶灭火混合物喷出，缝隙里安装有启动部件，每个半壳内都置放有烟火药柱，烟火药柱固定于半壳相应的壁上，固定件是承重的隔热层，隔热层可在药柱两端面间形成自由空间，其特征在于：卷边间的缝隙是直径5至8毫米径向排列的管式喷嘴，药柱端面的燃烧总面积与管式喷嘴切面的总面积的比例在65～90区间内，即指药柱端面的燃烧总面积与管式喷嘴切面的总面积的比例在65:1～90:1区间内，由于卷边之间均匀排列的径向管式喷口和药柱表面燃烧总面积与管式喷口切面 总面积之间形成的一定比例,使得装置的灭火效果提高至28克\米³。

所述的气溶胶灭火装置附加配备手柄或者支架所述的手柄安置于启动部件的位置。

采用辅助手柄时为扔掷式结构，采用支架时为固定式结构，其中比较方便和安全的是扔掷式装置，为安装手柄时在启动部件位置配备摩擦手动启动或者击打手动启动件。对于固定式采用的是支架，支架的形状是梯形，其梯形的短底边一面能够固定住半壳的平坦面。

采用有填充物的二元硅酮橡胶作为隔热层，采用碳酸钙和\或者镁作为填充物。用二元硅酮橡胶填充物作为隔热层的混合物保障了装置工作的另一层可靠性能，由于制作装配工艺过程中不使用水，弹性混合物能与烟火药柱产生牢固的连接，当振动或者长期的仓储后不会出现龟裂，而碳酸钙和\或者镁的填充物质能促进装置结构的完整性能并使燃烧物得到更好的冷却。

采用摩擦式或者击打式手动启动设备作为启动部件。

采用电启动作为启动部件。

所述的气溶胶灭火装置的制作过程如下：用于做外壳的卷边半壳为冲压而成，每个半壳的卷边上均匀地压出与喷嘴数等同的凹槽，加一个用于放置启动部件塞子的凹槽；卷边上的凹槽在装配后形成管式喷嘴，也是冲压而成；其中一个半壳上焊接手柄或焊接固定销，用于固定支架；每个半壳内放置烟火药柱，在一个单独的容器里加入二元硅酮混合物和大理石粉末；将获得的混合物注入半壳内表面与烟火药柱之间的缝隙里，直至药柱的上端头；聚合反应后该混合 物就成了隔热层，能加固盘状半壳里的烟火药柱；在半壳之间装上套管，用于拧入启动部件；填充好的两个盘状半壳通过卷边连接起来，卷边上的凹槽也就形成了喷嘴；卷边表面与喷嘴间用固定元件相互紧密连接。

本发明同现有技术相比，其优点在于：由于卷边之间均匀排列的径向管式喷口和药柱表面燃烧总面积与管式喷口切面总面积之间形成的一定比例K,使得装置的灭火效果提高至28克\米³。其次，喷嘴孔眼的固定直径以及采用了所有特征的总和能保障降低装置出口即径向管式喷嘴大于0.3米处气溶胶射流的区域性温度。另外，依靠综合结构特征和用弹性混合物来代替建筑石膏，是装置工作可靠性能的补充保障。

同时，使用以带碳酸钙和\或者镁填充物为主的二元硅酮橡胶作为承重隔热层6与以使用建筑石膏相比较能保证达到下列优点：

1.当二元硅酮橡胶聚合反应时既不使用水也不排出水，因为水会冲掉烟火药柱里的某些化学成分。

2.当二元硅酮橡胶填充物聚合反应后隔热层具有弹性，使烟火药柱得以很好的防震和防击打作用。

3.保障了烟火药柱侧面包覆层的可靠性能。

4.保障装置工作时壳体壁的有效隔热层。

5.隔热层无论是对烟火药柱还是对外壳的金属壁都有良好的附着力，使得烟火药柱非常可靠地固定于装置内部，这对消防作业用的灭火装置是一个最重要的因素，对运用于车用和其他移动工程的气溶胶灭火装置也同样重要。

[附图说明]

图1是本发明气溶胶灭火装置的剖面图；

图2是本发明气溶胶灭火装置的俯视图；

如图所示，图中：1.半壳2.卷边3.喷嘴4.启动部件5.烟火药柱6.隔热层7.自由空间8.固定元件9.手柄11.外壳；

指定图1为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

气溶胶灭火装置包括：外壳11，由两个盘状的半壳1通过卷边2相对连接在一起。卷边2间有断续的缝隙，缝隙形状是径向的管式喷嘴，能保障气溶胶混合物的喷出；其中的一个径向管式喷嘴配有启动部件4，每个半壳1里配有烟火药柱5，药柱固定于半壳1壁上，通过承重的隔热层6固定，烟火药柱5两端面间有自由空间7。这时径向安置的管式喷嘴的直径是5～8毫米，而药柱5两端面燃烧总面积与管式喷嘴切面总面积的比例控制在65～90区间内。半壳1之间通过固定元件8沿着卷边2紧实连接，以保障喷嘴3间的间隙卷边2表面的连接牢固结实。

消防作业使用的装置配置有手柄9，安装在启动部件4旁边。启动部件4采用摩擦手动启动或者击打手动启动构成扔掷式结构装置。当采用固定形式的装 置时，代替手柄的是配置支架，支架的形状是梯形的，而启动部件采用电启动。作为承重的隔热层6采用的是以带碳酸钙和\或者镁填充物为主的二元硅酮橡胶。

气溶胶灭火装置在其消防作业使用时的操作如下：

外壳11上的手柄9用于移动和向防护空间扔掷。灭火时消防员应手动启动装置启动部件4，将装置通过门、窗或者其他门孔扔进防护空间内部，然后关闭所有的门、窗和门孔。

以手动启动装置作为启动部件4的有延迟烟火药柱5起爆的功能，该功能保障了完成将灭火装置扔向防护空间的足够延迟时间。延迟结束后来自启动部件4的热脉冲点燃烟火药柱5，药柱沿着两端稳定地、均匀地燃烧，烟火药柱5燃烧时形成的气溶胶以高强度从均匀排列于装置一周的径向管式喷嘴3喷出，在防护空间高效填满气溶胶,从而保障了灭火的可靠性能。

所述的气溶胶灭火装置在固定场合使用时的操作有如下变化：

代替手柄9采用支架将装置固定于墙壁或者防护空间内的其他表面上。启动部件4采用电启动。

灭火装置在固定状态使用的结构是作为自动灭火系统里的灭火工具，当控制系统向启动部件4输出电信号时装置起动作用。

在所有的试验里采用A等级企标38.103508-81的"ВиксинтПК-68"二元硅酮混合物作为隔热层，二元硅酮混合物与大理石粉末按1比3的比例混合。采用的大理石大部分颗粒不超过1.5毫米。

气溶胶灭火装置的制作过程如下：用于做外壳11的卷边2半壳1为冲压而成，每个半壳的卷边上均匀地压出与喷嘴3数等同的凹槽，加一个用于放置启动部件4塞子的凹槽；卷边上2的凹槽在装配后形成管式喷嘴3，也是冲压而成；其中一个半壳1上焊接手柄9或焊接固定销，用于固定支架；每个半壳1内放置烟火药柱5，在一个单独的容器里加入二元硅酮混合物和大理石粉末；将获得的混合物注入半壳1内表面与烟火药柱5之间的缝隙里，直至药柱的上端头；聚合反应后该混合物就成了隔热层6，能加固盘状半壳1)里的烟火药柱5；在半壳1之间装上套管，用于拧入启动部件4；填充好的两个盘状半壳1通过卷边2连接起来，卷边上的凹槽也就形成了喷嘴3；卷边2表面与喷嘴3间用固定元件相互紧密连接。

所有制作出来的灭火装置都经过试验，以验明达到的技术效果并与原型作比较。表1里列出了经试验后装置的主要结构参数。表2里列出了根据表1要求装置的试验结果。

为了选择喷嘴的直径和K参数，对所述装置的各种喷嘴直径和K参数结构进行了试验，其中表1里列出的喷嘴尺寸是4～9毫米，K参数是63～91。K为药柱端面燃烧的总面积与管式喷嘴切面的总面积间的比例。

表2列出的是距离灭火装置出口处0.3和0.7米区域射流温度的测量结果。显然，随着喷嘴直径增至8毫米以上，区域里的射流温度在上升，此时靠近装置区域的温度增加到最高水平。

当缩小径向喷嘴直径至5毫米以下时外壳出现了危险的变形，外壳将损坏。考虑到决定喷嘴径向孔眼形状的综合特征和试验结果，选择了最佳孔眼直径范 围是5至8毫米。药柱端头面燃烧的总面积与管式喷嘴切面总面积间的比例影响着装置内的压力和通过喷嘴孔眼气溶胶喷出的流量。

当K的参数值小于65时装置周围及其外壳上会有熔渣凝聚物，从而降低防护空间气溶胶颗粒的质量，也即降低装置的灭火性能。此外溢出的熔渣还可能促进装置附近易燃物质的燃烧。当K参数大于90时，壳体内的压力会引起外壳变形或者导致壳体损坏。显然，当K大于90时，壳体会加大变形，而K小于65时，则气溶胶颗粒质量开始加大流失从而使装置的灭火性能降低。

从获得的结果看，药柱端头面燃烧总面积与管式喷嘴切面总面积比K参数在65-90范围是最佳参数。

温度是采用КТХК02.01-С10-И-1.5-320/500缆式热电变换器测量的。气溶胶固相物质的损耗是根据试验结束后粘在装置壳体上的熔渣剩余重量与试验前药柱的质量比例来确定的。从外壳上清除下来的剩余熔渣用刻度为0.02克的电子秤称重。火焰药柱的质量用刻度0.5克的电子秤在试验前称重。灭火效果根据俄罗斯国标Р53284–009来确定。

每个规定的实例用3个装置进行试验。表2中的每项参数是三次试验的平均结果。按照原型的装置试验是在装置声明的条件下进行的。表2列出了气溶胶射流区域温度的试验结果和灭火性能。

试验证实了所述的气溶胶灭火装置与原型相比较，所述装置具有的灭火性能和气溶胶射流区域温度的优势。试验结果分析证实，所述的气溶胶灭火装置的目的是为了解决面临的任务，同时保证使用时达到规定的技术效果.

表1试验过的产品结构参数

表2装置试验结果

备注：样品1、2和5号----摩擦型启动部件扔掷式灭火装置；

样品3和7号----击打型启动部件扔掷式灭火装置；

样品4、6和8号----固定式电启动灭火装置。

Claims (9)

1.气溶胶灭火装置，包括烟火药柱，由两个相对连接的盘状半壳，半壳卷边之间有缝隙保障气溶胶灭火混合物喷出，缝隙里安装有启动部件，每个半壳内都置放有烟火药柱，烟火药柱固定于半壳相应的壁上，固定件是承重的隔热层，隔热层可在药柱两端面间形成自由空间，其特征在于：卷边间的缝隙是直径5至8 毫米径向排列的管式喷嘴，药柱端面的燃烧总面积与管式喷嘴切面的总面积的比例在65~90区间内。

2.如权利要求1所述的气溶胶灭火装置，其特征在于所述的气溶胶灭火装置附加配备手柄或者支架。

3.如权利要求2所述的气溶胶灭火装置，其特征在于所述的手柄安置于启动部件的位置。

4.如权利要求2所述的气溶胶灭火装置，其特征在于所述的支架的形状是梯形，其梯形的短底边一面能够固定住半壳的平坦面。

5.如权利要求1所述的气溶胶灭火装置，其特征在于采用有填充物的二元硅酮橡胶作为隔热层。

6.如权利要求5所述的气溶胶灭火装置，其特征在于采用碳酸钙和/或碳酸镁作为填充物。

7.如权利要求3所述的气溶胶灭火装置，其特征在于采用摩擦式或者击打式手动启动设备作为启动部件。

8.如权利要求4所述的气溶胶灭火装置，其特征在于采用电启动作为启动部件。

9.一种气溶胶灭火装置的制作方法，其特征在于所述的制作方法如下：用于做外壳（11）的卷边（2）半壳（1）为冲压而成，每个半壳的卷边上均匀地压出与喷嘴（3）数等同的凹槽，加一个用于放置启动部件（4）塞子的凹槽；卷边（2）上的凹槽在装配后形成管式喷嘴（3），也是冲压而成；其中一个半壳（1）上焊接手柄（9）或焊接固定销；每个半壳（1）内放置烟火药柱（5），在一个单独的容器里加入二元硅酮混合物和大理石粉末；将获得的混合物注入半壳（1）内表面与烟火药柱（5）之间的缝隙里，直至药柱的上端头；聚合反应后该混合物就成了隔热层（6），能加固盘状半壳（1)里的烟火药柱（5）；在半壳（1）之间装上套管，用于拧入启动部件（4）；填充好的两个盘状半壳（1）通过卷边（2）连接起来，卷边上的凹槽也就形成了喷嘴（3）；卷边（2）表面与喷嘴（3）间用固定元件相互紧密连接。