CN104941097A - 防爆型自动细水雾灭火装置 - Google Patents

Abstract

一种防爆型自动细水雾灭火装置，由防爆组件、专用吊架、细水雾喷射组件、电点火头、气体发生器、防冻水及罐体组成，其中细水雾喷射组件由罐体喷口组件、导流架和特制喷嘴组成。本发明灭火装置，有特殊设计的防爆组件，防爆组件包括以下几个部分：防爆型气体发生器、防爆导线接头、防爆屏蔽套管、防爆航空接头、以及防爆橡胶膜和防爆膜垫片。在本装置中防爆组件起到了良好的防爆作用，正因为本防爆组件的作用，才能使本装置可以在易燃、易爆的环境中使用，本防爆组件起到了良好的隔爆、防爆的作用，装置启动后不会使易燃易爆环境产生爆炸和燃烧，同时外界防护环境中可能出现的爆炸和燃烧也绝不会对本装置产生任何的损坏。

Description

防爆型自动细水雾灭火装置

技术领域

本发明是一种防爆型自动细水雾灭火装置, 应用于消防领域，用来扑灭易燃易爆等危险环境中的可燃性固体、液体、气体引起的火灾以及带电电器设备的火灾。

背景技术

自动细水雾灭火装置是本公司最新研发的新型灭火装置，它具有能自动感知火情、自动灭火等诸多优点，避免了因人为因素而错失最佳灭火时机，能最大限度地降低和避免火灾所造成的损失。但自动细水雾灭火装置以明火燃烧的方式启动，使细水雾在高压气体的推动下喷射灭火，而灭火装置在启爆时所产生的明火和燃烧物如果不慎落入易燃易爆区域，会造成二次火灾和发生爆炸。在这种环境下使用不具有防爆效果的灭火装置，则会在灭火的同时又可能会对易燃易爆环境造成更大的损害。因此非常需要使用具有防爆功能的自动细水雾灭火装置，使之能在易燃易爆的危险环境中可以用来扑灭可燃性固体、液体、气体引起的火灾和带电电器设备的火灾。本发明装置充分考虑了易燃易爆等危险环境的特殊性，使之能在最大限度上实现防爆和灭火的双重功效。

发明内容

火灾的发生会造成极大的损失，而在易燃易爆环境中所发生的火灾尤其令人防不胜防、措手不及，一方面是火情发生刻不容缓，另一方面是灭火的同时还需要防爆，稍有疏忽，就可能会导致灭火失败或引发更大的火情和爆炸。本发明所提供的防爆型自动细水雾灭火装置，综合考虑了易燃易爆环境因素的特殊性，更加注重灭火装置在设计和加工制作的过程中的各种细节性的问题以及必须所具备的防爆功能，能在发生火灾时迅速启动灭火，产生良好的细水雾喷射效果和灭火效果，同时喷射时不会在火场中造成因明火的产生而引起复燃和爆炸，从而实现了良好的灭火及防爆的双重功效。

本发明解决以上技术问题的技术方案如下：一种防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：由防爆组件、专用吊架、细水雾喷射组件、电点火头、气体发生器、灭火剂及罐体组成，其特征在于：专门的防爆设计使本装置可以有效地使用于易燃、易爆的环境中，可用于扑灭和隔离易燃、易爆等危险区域的可燃性固体、液体和气体等引起的火灾和带电电器设备的火灾。

本防爆型细水雾灭火装置的喷射组件由罐体喷口组件、导流架和特制喷头组成。正因为本组件的作用，才能使整个装置的灭火剂能以水雾的方式进行喷射，达到良好的灭火效果，如无本组件，则灭火剂会在瞬间喷射完毕，而且喷射的角度和水滴的直径大小都无法保证，很难达到设计预定的细水雾灭火效果，同时本组件也起到了使水雾均匀扩散喷射的作用，大大扩展了装置的灭火保护空间，也增强了装置的灭火保护效果。本组件可以精确地保证细水雾灭火装置的喷射时间和防护面积，也可以通过多具自动细水雾灭火装置的联动来实现全淹没灭火方式，使之成为独立而完善的灭火系统。

本防爆型自动细水雾灭火装置有特殊设计的防爆组件，防爆组件包括以下几个部分：防爆型气体发生器、专用气体冷却室、防爆导线接头、防爆屏蔽套管、防爆航空接头、以及防爆橡胶膜和防爆膜垫片等部分组成。以上的防爆组件体积小巧、功能完备、能最大程度地实现防爆效果，可使装置在易燃、易爆的环境中发挥良好的防爆灭火效果。

经各种实验表明，本防爆型自动细水雾灭火装置的防爆种类和级别可以达到：ExdIIBT3级，Ex（防爆标记）：该装置符合欧洲的防爆标准, d（防爆等级）：表明防爆方法对危险场所的适用性，本装置防爆型式为防爆型，采用d级的防爆方法，可安装在Zone1和Zone2区，防爆措施为隔离存在的点火源。IIB（气体组别）：可使用的气体环境的分类为IIB，可被允许涉及用于矿井外的工厂环境中IIB类的爆炸性气体环境中使用，如乙烯，最小引燃火花能量为0.060mJ的爆炸性气体环境中可使用本装置。T3（温度组别）：温度组别为T3，安全的物体表面温度为≤200℃，可用于汽油、乙烯醛等36种常见爆炸性气体环境中使用。

 经各种实验表明，本防爆型自动细水雾灭火装置的外部作用防护程度可以达到：IP54，IP为标记字母。第一个标记数字表示接触保护和外来物保护等级，在此处第一个数字5表示，防护范围为防护灰尘，不可能完全阻止灰尘进入，但是灰尘的进入量不会对装置的安全造成损害。第二个标记数字表示防水保护等级，在此处第二个数字4表示，防护范围为防护喷水，从每个方向对准装置的喷水都不会引起对装置的损害。

经各种实验表明，本防爆型自动细水雾灭火装置的防止人触电方法的制品等级可以达到：Ⅲ级，产品是低压电路，不会有任何触电危险。

本防爆型自动细水雾灭火装置具有特殊的气体发生器。该气体发生器分为产气室和冷却室两部分组成。产气室内的产气药块在电点火头的作用下被点燃，可在瞬间产生大量的高压气体。为了防止过热的空气及明火喷射入火场，因此在产气室的下方加装有冷却室，可以将通过冷却室的热气流迅速的冷却，同时可迅速地将明火熄灭。经冷却后的气体通过冷却室均匀的对流孔结构进行喷射，同时为了防止灭火剂通过对流孔进入冷却室及产气室，在对流孔外是缠有密封胶带来密封的。

本防爆型自动细水雾灭火装置，使用椭圆形或圆锥形罐体作为灭火剂存贮器，罐体的喷口为小口径喷口。之所以将灭火装置的灭火剂贮存罐体设计为椭圆形或圆锥形，是因为根据流体力学的原理，只有这种形状的罐体，是最适合装置启动后在瞬间所产生的高压气体的流动的，这种结构使得装置内的气体能形成良好的流动性，同时可以和灭火剂进行均匀的混合，以实现双相流喷射的效果，而其他诸如方形、柱形等形状的罐体，都会在很大程度上影响气体的流动性，同时也会将压力分散，从而无法形成最佳压力喷射点。罐体的喷口为小口径喷口，也是基于气体流动性及缓释喷射的原理而进行的合理的设计，小口径喷口所形成的双相流喷射效果，是大口径喷口所根本无法比拟的。

本防爆型自动细水雾灭火装置的罐体喷口组件由周边带有凹槽的铝膜片、周边带有凸槽的中空钢片压环和喷口连接密封钢圈组成。罐体喷口组件起到了喷射开关的作用，组件中的三个部件组成了一个良好的密封体系，铝膜片起到密封的作用，而钢片压环和密封钢圈起到了紧固和防泄露的作用。

本防爆型自动细水雾灭火装置的喷口铝膜片上有划痕，划痕的深度为铝膜片厚度的50%-75%，划痕分三条从四周以120°角为间隔，以直线形式向中心点交集，最后交汇在中心点处。铝膜上的划痕是为了保证装置中的气压达到一定程度时能从划痕处将铝膜冲破，经实验表明，如果划痕的深度小于铝膜厚度的50%，则基本上很难将铝膜在很短的时间内顺利的打开，而划痕深度大于铝膜厚度的75%，又容易在铝膜进行划痕加工时将铝膜划破，从而导致装置漏气，因此划痕的深度为铝膜片厚度的50%-75%是一个理想的数值。

本防爆型自动细水雾灭火装置的有4-5个特制喷头，这4-5个喷头在导流架上呈十字形均匀分布，喷头上的喷射孔呈对射状均匀分布。本防爆型细水雾灭火装置的细水雾喷射组件由罐体喷口组件、导流架和特制喷头组成，正因为本组件的作用，才能使整个装置的灭火剂能以水雾的方式进行喷射，达到良好的灭火效果，如无本组件，则灭火剂会在瞬间喷射完毕，而且喷射的角度和水滴的直径大小都无法保证，很难达到设计预定的细水雾灭火效果，同时本组件也起到了使水雾均匀扩散喷射的作用，大大扩展了装置的灭火保护空间，也增强了装置的灭火保护效果。本装置中的导流架是一个呈十字形的架体，架体的十字交叉点和十字的四个端点，都安装有特制的细水雾喷头。这种十字形的结构使细水雾的喷射空间和喷射角度得到了良好的保证，使细水雾喷射效果大大增强，同时这种十字形结构还可以使喷头的角度得以随意调结，不同喷头的角度和装置安装高度的有效结合，也是本防爆型细水雾灭火装置能更好地发挥灭火效果的有力保证。

本防爆型自动细水雾灭火装置的连接处均使用耐高温阻燃密封胶和耐高温阻燃封线胶来进行密封。本防爆型自动细水雾灭火装置的罐体喷口组件由周边带有凹槽的铝膜片、周边带有凸槽的中空钢片压环和喷口连接密封钢圈组成，在这三个组件的交接处涂有耐高温阻燃密封胶。而在本装置的防爆组件的连线处均使用耐高温阻燃封线胶来进行密封。因为增加了喷射组件，在罐体连接口及铝膜之间，以及铝膜和中空钢片压环及喷口密封钢圈之间的密闭性问题也是至关重要的问题，在实验中我们发现，因为以上几个部件都是无弹性的金属，因此很容易在罐体内压力过大时出现漏气的现象，这种情况在实际应用中屡见不鲜。因此我们将以上几种部件进行了优化设计，在罐体连接口外圈上增加了一道凹槽，在铝膜片的周边外圈上也增加了一道凹槽，同时为了压紧铝膜片，又在铝膜片的上面加一个周边带有凸槽的中空钢片压环，这样三个部件的凹凸槽之间就可以紧密咬合，为了增加密闭性，又在这三个部件的凹凸槽部位涂上了密封胶，这样可以保证以上组件的密闭性，同时在这三个组件的外部加上了喷口密封钢圈，这样就形成了严密的喷口密封系统，有效地保证了装置的工作可靠性和安全性。

本防爆型自动细水雾灭火装置通过防爆航空接头与专用防爆型磁感应发电机相连接。本防爆型自动细水雾灭火装置的电点火头的引出线通过防爆航空接头和外部专用防爆型磁感应发电机相连接。在很多灭火装置产品上，是没有加装航空接头的，则连线就需要在现场进行连接或焊接，因受现场环境的影响，这种连接方式很容易出现虚连、连接不正确、漏焊、虚焊等故障，从而使整个装置失效，这种故障屡见不鲜。因此我们将电点火头的引出线加装了防爆航空接头，通过防爆航空接头直接和外部专用防爆型磁感应发电机相连接，这样在现场安装时只需要接插和拧紧防爆航空接头就可以了，这种连接方式可以完全保证整个装置的现场安装效果，也绝不会因为安装问题而使装置失效。本防爆型自动细水雾灭火装置需要与专用防爆型磁感应发电机配套使用。因为本装置使用在易燃、易爆的场所，因此使用普通的、不具备防爆功能的电流发生器是不行的，因此必须要使用具有防爆功能的自动反馈防爆型磁感应发电机才能使整个装置达到防爆的功能。

附图说明：

图1为本发明的整体剖视示意图。

图2为本发明中防爆组件结构示意图。

图3为本发明中喷射组件的构成示意图。

图4为本发明中罐体喷口组件的构成示意图。

图5为本发明中气体发生器结构示意图。

图6为本发明的铝膜划痕示意图。

本发明的具体工作原理：

请参阅图1所示，本发明包含有细水雾喷射组件1、悬挂及吊装组件2、防爆型磁感应发电机3、专用防爆组件4、电点火头5、产气药块6、气体发生器外壳7、气体发生器产气室8、气体发生器冷却室9、冷却剂10、气体喷射口11、气体发生器室过滤网12、气体发生器室外壳对流孔13、对流孔外密封胶带14、罐体15、灭火剂16等组成。而细水雾喷射组件1是由罐体喷口组件17、导流架18和特制喷头19等几部分组成。

图2所示为本发明中的防爆组件结构示意图，防爆组件包括：吊装架1、防爆型气体发生器2、防爆头前置接头3、电点火头连接线4、防爆屏蔽套管前接件5、防爆型航空接头6、防爆屏蔽套管后接件7、橡胶防爆膜8、防爆膜垫片9、防爆压线片10、防爆压线槽11、压线螺丝12等。在本装置中防爆组件起到了良好的防爆作用，正因为本防爆组件的作用，才能使本装置可以在易燃、易爆的环境中使用，本防爆组件起到了良好的隔爆、防爆的作用，本装置启动后不会使易燃易爆环境因灭火而产生爆炸和燃烧，同时外界防护环境中可能出现的爆炸和燃烧也绝不会对本装置产生任何的损坏。

本防爆型自动细水雾灭火装置的连接处均使用耐高温阻燃密封胶或耐高温阻燃封线胶来代替密封垫，在防爆组件内含有橡胶防爆膜8和防爆膜垫片9。因此装置有诸多的连接处，而这些连接处都可能成为漏气和不能防爆的隐患，因此本装置对这些连接处进行了特殊处理，在有连线的部位或连接处都使用耐受温度在200℃以上的密封胶和封线胶及电器灌封胶来进行处理，可以绝对保证装置在高温下不会有漏气和泄压的情况发生。同时防爆组件内含有的防爆头前置接头3、电点火头连接线4、防爆屏蔽套管前接件5、防爆型航空接头6、防爆屏蔽套管后接件7、橡胶防爆膜8、防爆膜垫片9等也会在很大程度上起到防爆及防尘的作用。而防爆组件内经过特殊处理的导线及防爆航空接头，都完全符合本装置所需要达到的防爆种类和级别，及对防爆产品的外部作用防护程度的要求。

图3所示为细水雾喷射组件的构成示意图，细水雾喷射组件由罐体喷口组件1、导流架2和特制喷头3组成。在现场灭火实验中我们发现，如果防爆型自动细水雾灭火装置在装置启动后将灭火剂由罐体内直接喷向火场，这样会使灭火剂喷射速度过快，还没达到灭火效果，灭火剂已经喷射完了。同时也使灭火剂喷射角度受限，喷射面积过小，不能完全扩散，保护的空间也达不到预定的要求，同时在罐体的下方会造成大量的水渍，如果在装置的下方被保护物是易燃的液体的话，还会造成液体的喷溅，形成难以扑灭的流淌火，这样不但起不到灭火的效果，还会造成火势的蔓延和扩散。为了很好地解决这个问题，我们必须要在装置的下方加装有喷射组件，这样才能起到更好的喷射效果，同时也可以扩大装置的保护面积和防护空间，使装置能更好地发挥良好的灭火效果。

图4为本发明中罐体喷口组件的构成示意图。罐体喷口组件由周边带有凹槽的铝膜片1、周边带有凸槽的中空钢片压环2和喷口连接密封钢圈3组成，在这三个组件的交接处涂有密封胶4。如图4所示，因为增加了喷射组件，在罐体连接口及铝膜之间，以及铝膜和中空钢片压环及喷口密封钢圈之间的密闭性问题也是至关重要的问题，在实验中我们发现，因为以上几个部件都是无弹性的金属，因此很容易在罐体内压力过大时出现漏气的现象，这种情况在实际应用中屡见不鲜。因此我们将以上几种部件进行了优化设计，在罐体连接口外圈上增加了一道凹槽，在铝膜片的周边外圈上也增加了一道凹槽，同时为了压紧铝膜片，又在铝膜片的上面加一个周边带有凸槽的中空钢片压环，这样三个部件的凹凸槽之间就可以紧密咬合，为了增加密闭性，又在这三个部件的凹凸槽部位涂上了密封胶，如图4中4所示。这样可以保证以上组件的密闭性，同时在这三个组件的外部加上了喷口密封钢圈，这样就形成了严密的喷口密封系统，有效地保证了装置的工作可靠性和安全性。

图5所示为带有冷却室的气体发生器结构示意图，在气体发生器外壳1内部，加装电点火头2和产气药块3、另外还有空气过滤网4、空气冷却剂5，气体喷射口6、气体发生器外壳对流孔7，这些对流孔以圆周为轴线均匀地分布，为了防止外界异物和水汽对气体发生器的影响，在对流孔外部缠有透明胶带8，这可以有效地起到保护气体发生器的作用。气体发生器的对流孔结构，很好地保证了气体能均匀地喷射，形成一个圆周辐射的结构，从而能使纯净水在这种均衡气体的压力下迅速地均匀膨胀，同时使水和气进行充分而均匀的混合，直至将铝膜冲破喷射而出，以达到迅速灭火的效果。

图6为本发明的铝膜划痕示意图。在图示的铝膜片1中，如划痕6所示，划痕分三条从周边以120°角为间隔，以直线形式向中心点交集，最后交汇在中心点处。三条划痕均交于一点，从而能保证此交汇点为本装置中最薄弱的部位，也确保了装置启动时灭火剂在压力的作用下能迅速地冲破铝膜，同时对装置壳体的反作用力也很小，绝不会对吊装的建筑物产生损坏。

具体实施方式

如图1所示，当与本装置相连接的防爆磁感应发电机3中的感温点，感知到环境温度达到或高于所设定的温度时，则防爆磁感应发电机中产生启动电流，启动电流会将本装置中的电点火头5引燃，电点火头5被引燃后，电点火头引燃后会在瞬间将装置中气体发生器中的产气药块6点燃，药块被点燃后，产生大量气体，这些气体会集聚在产气室8内，产气室8中的热气体，经过过滤网后，进入冷却室9中，热气体经冷却室9中的冷却剂10冷却后，从气体发生器中的气体喷射口11喷出后，经过高密度过滤网12后从防水过滤筒上的外壳对流孔13中喷出，以扇面辐射的形式使气体沿外壳内壁进行流动，大量的气体在极短的时间内可将本装置外壳15内的灭火剂16进行均匀的搅动形成对流，灭火剂16汇集在罐体喷口组件17中的铝膜片的上方，对铝膜进行冲击和加压，随着气体的不断产生，气压不断地增高，当气压超过铝膜划痕的可承受压力时，就会将铝膜中心点的三条划痕的交汇处冲开，同时将铝膜按划痕的方向撕开，灭火剂喷出，这时灭火剂16在导流架18的引导下冲向喷头19，导流架在此时既起到了导流的作用，也起到了缓释降压的作用，使灭火剂不至于一下从装置内全部冲出，有效地延长了灭火剂喷射的时间，也大大地扩展了灭火剂喷射的空间和喷射角度，这种喷射时间的相对延长，以及喷射空间的扩大，对于火场中水雾的充分弥漫至关重要，水雾在火场中的有效弥漫既减少了喷射口下方的水渍损害，又使火场内细水雾的浓度可以达到所设计的灭火浓度，当细水雾的浓度达到所设计的灭火浓度时就会迅速将火焰扑灭。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明可扩展到任何在本说明书中所披露的新特征或任何新特征的组合，以及所披露的任一新的方式或过程的步骤及任何新的步骤的组合。

上述实施例仅用来进一步说明防爆型自动细水雾灭火装置具体工作过程，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：由防爆组件、专用吊架、细水雾喷射组件、电点火头、气体发生器、灭火剂及罐体组成，其中细水雾喷射组件由罐体喷口组件、导流架和特制喷嘴组成。

2.根据权利要求1所述的防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：有特殊设计的防爆组件，防爆组件包括以下几个部分：防爆型气体发生器、防爆导线接头、防爆屏蔽套管、防爆航空接头、以及防爆橡胶膜和防爆膜垫片等部分组成。

3.根据权利要求1所述的防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：防爆型气体发生器分为产气室和冷却室两部分组成，该防爆型灭火装置的气体发生器具有均匀的对流孔结构，气体发生器的对流孔用密封胶带来进行密封。

4.根据权利要求1所述的防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：自动细水雾灭火装置使用椭圆形或圆锥形罐体作为防冻水存贮器，罐体的喷口为小口径喷口。

5.根据权利要求1所述的防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：自动细水雾灭火装置的罐体喷口组件由周边带有凹槽的铝膜片、周边带有凸槽的中空钢片压环和喷口连接密封钢圈组成。

6.根据权利要求1所述的防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：该防爆型灭火装置的喷口铝膜片上有划痕，划痕的深度为铝膜片厚度的50%-75%，划痕分三条从四周以120°角为间隔，以直线形式向中心点交集，最后交汇在中心点处。

7.根据权利要求1所述的防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：装置有4-5个特制喷头，这4-5个喷头在导流架上呈十字形均匀分布，喷头上的喷射孔呈对射状均匀分布。

8.根据权利要求1所述的防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：该防爆型灭火装置的连接处均使用耐高温阻燃密封胶和耐高温阻燃封线胶来进行密封。

9.根据权利要求1所述的防爆型自动细水雾灭火装置，其特征在于：该防爆型自动细水雾灭火装置通过防爆航空接头与专用防爆型磁感应发电机相连接。