CN106075779A - 一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，其特征在于，包括装置联动控制系统，灭火添加剂箱、水箱、流量计、高压细水雾增压泵、蓄能器、精密压力计、磨料罐、磨料试剂、混合器和喷嘴等，所述灭火添加剂箱和水箱并联连接后连接细水雾增压泵，细水雾增压泵连接蓄能器，支路①中蓄能器储蓄足够能量后经精密压力计依次连接混合器、电磁阀及喷嘴，所述细水雾增压泵经节能器和精密压力计依次连接支路②上电磁阀和磨料罐，所述混合系统包括磨料罐、磨料试剂、混合器及两者之间的控制阀，所述切割系统包括电磁阀和特殊材料的喷嘴。最终形成的含磨料的高压细水雾流经特制喷嘴后加速雾化，获得高动能的磨料和细水雾混合射束。

Description

一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置

技术领域

本发明属于消防设备领域，尤其涉及一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置。

背景技术

随着我国经济和社会的快速发展，各类（化工、建筑、隧道、压力罐、高压管路）火灾爆炸事故发生的频率越来越高，诸如2015年8月12日发生天津港瑞海公司的火灾爆炸事故造成162人死亡和700多人受伤；2015年5月25日，河南鲁山县康乐园老年公寓发生火灾，造成38人死亡；2014年11月16日山东寿光龙源食品公司车间发生火灾，导致20人死亡，13人受伤；2014年8月2日，江苏昆山市中荣金属制品公司发生粉尘爆炸事故，致65人死亡，120多人受伤；2014年7月31日台湾高雄市发生可燃气体泄漏爆炸事故，造成22人死亡，270人受伤；2014年3月13日山西晋城道路交通危化品运输过程中的燃爆事故，造成31人死亡和9人失联等等。近两年来火灾爆炸事故造成的伤亡人数触目惊心，在吸取教训的同时不难发现发生事故后的次生灾害对救援人员生命安全的危害极大，大量的人员伤亡均是在施救过程中发生的二次灾害事故，尤其是针对在建筑物内部、船仓、仓库或其它封闭空间失火的情况下，目前传统的灭火方法是救援人员必须在对门窗等部位进行破拆后，深入火场进行灭火。而面对随时可能发生的二次爆炸、倒塌及坠落物等危险情况，救援人员的人身安全是无法得到保障的。据美国有关部门的统计资料显示：美国在灭火救援中伤亡的救援人员有37％死于二次爆炸引起的异物撞击，15%死于建筑物倒塌，另外，18.5％的救援人员是在进入无人需要施救的建筑物内部进行内攻灭火时，由于建筑物坍塌或者建筑构件坠落而造成的伤亡。

目前二次火灾爆炸和反向气流是世界各地在灭火救援人员经常会遇到的潜在危险。二次火灾爆炸和反向气流是在封闭空间（或半封闭空间）里有火灾时产生的。当救援人员把门打开时，大量的烟气流涌出来，大量的空气卷吸进去，它将会造成非常不可预测的灾害性的后果，有可能引起封闭空间内的烟气流、未燃可燃物发生轰燃或爆炸。我国每年都会有很多救援人员因此丧生，因为他们必须走到火区里面或近距离地灭火，救援人员均希望能靠近着火点进行把火灾熄灭，但往往他们一般均出现不同程度的受伤或难以从火场点里逃出来。因为面对火场随时可能发生的爆燃等危险，救援人员的人身安全是很难得到保障的。

基于此，提出本发明装置，利用该装置进行远距离切割出可以输送灭火试剂的通道，再通过通道输送细水雾并利用其良好的冷却、窒息及稀释等灭火机能进行灭火，最终达到“隔墙灭火”的效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种易于在封闭火场使用、灭火效果好、便于携带的含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现。

一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，包括装置联动控制系统，灭火添加剂箱、水箱、流量计、高压细水雾增压泵、蓄能器、精密压力计、磨料罐、磨料试剂、混合器和喷嘴等，所述灭火添加剂箱和水箱并联连接后连接高压细水雾增压泵，高压细水雾增压泵连接蓄能器，支路①中蓄能器储蓄足够能量后经精密压力计依次连接混合器、电磁阀及喷嘴，所述细水雾增压泵经节能器和精密压力计依次连接支路②上电磁阀和磨料罐，所述混合系统包括磨料罐、磨料试剂、混合器及两者之间的控制阀，所述切割系统包括电磁阀和特殊材料的喷嘴，上述装置顺序连接。装置联动控制系统启动后，细水雾增压泵将灭火添加剂和水的混合试剂加压，经蓄能器部分细水雾在磨料罐内与磨料试剂初步混合，另外部分细水雾在混合器内与磨料试剂进一步均匀混合，最终形成的含磨料的高压细水雾通过特制喷嘴后加速雾化，获得高动能的磨料和细水雾混合射束。

本发明的特点和进一步改进之处在于。

所述装置联动控制系统可完成对开停控制器和电磁阀的一系列控制动作，可实现对装置的自动化和智能化操作。

所述水箱体积初步定为10L，水箱重量较轻，便于救援人员携带。

所述细水雾增压系统是将水箱中的水加压雾化，使流经细水雾增压泵和精密压力计的灭火剂和水的混合试剂具有一定初动能。增压泵可获得实验所需的细水雾压力、细水雾粒径和流量，精密压力计对获得的细水雾压力、细水雾粒径和流量具有较好的指示和控制作用，蓄能器可使整个装置的细水雾压力稳定在所需压力值范围内。

所述磨料混合系统是对磨料罐中的水和磨料混合试剂进一步均匀混合，磨料罐上下端均与高压管路连接，混合试剂的添加量由阀门控制，根据实验的需要进行调节，细水雾和磨料混合试剂在混合器中二次均匀混合，最终由喷嘴喷出。

所述特定结构形式和碳化钨材料的喷嘴代替老旧灭火装置中的喷头，基于此对不同材料或不同厚度的钢板进行切割实验研究，进一步选取喷嘴的合适孔径，最终实现对切割试样远距离切割和封闭空间灭火的操作。

所述装置具有切割和灭火双重功能，磨料、灭火剂和细水雾经混合器混合后既可以做切割试剂又可作灭火试剂，大大提高了的切割和雾化效果，提高了灭火效率。依封闭空间火灾为例，对封闭空间“墙体”进行冲击切割做功，致裂“墙体”被穿透，可有效防止反向气流的生成，含磨料试剂、灭火添加剂、细水雾等成分的混合射束可对致裂墙体内的火苗做功，直至熄灭，可有效破坏二次火灾爆炸生成的条件，能够有效保障火场救援人员的生命安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。其中有装置联动控制系统1、灭火剂添加剂箱2、水箱3、流量计4、细水雾增压泵5、控制阀6、控制阀7、开停控制器8、蓄能器9、精密压力计10、电磁阀11、磨料罐12、磨料试剂13、控制阀14、混合器15、电磁阀16、喷嘴17。

具体实施方式

下面结合图1对本发明的含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置的实施作进一步描述。

本发明的含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，启动前，添加各试剂至灭火添加剂箱（2）水箱（3）和磨料罐（12）等箱体的2/3处，盖上各箱体封盖，并检查整个管路的气密性，保证密封完好。启动装置联动控制系统（1），开停控制器（8）、电磁阀（11）、（16）自动打开，打开蓄能器（9），依据流量计（4）和精密压力计（10）的示数手动打开控制阀（6）、（7）、（14），部分灭火剂和水的混合试剂沿支路①与磨料试剂（13）初步混合并流入混合器（15），另外部分混合试剂沿支路②流入混合器（15）与磨料试剂（13）均匀混合，含磨料、灭火剂和水的混合射束从喷嘴（17）瞬间喷出对试样进行切割做功，致裂试样被穿透，然后调节磨料量再利用该装置将高压水喷射出超细水雾进行灭火。实验过程中进一步对燃烧室中的高压细水雾系统、燃烧系统、温度监测系统、烟气监测系统所采集的数据进行分析对比，采用不添加磨料和添加不同量磨料条件下进行“隔墙”灭火效果对比测试实验，获得细水雾穿墙的最佳时间、最佳压力和最佳磨料的粒径，在对所研发的含磨料高压细水雾装置工艺参数优化和调整，最终实现装备的产业化和工程应用。

本发明专利是借助细水雾动力，结合磨料试剂，将水及磨料剂通过特殊设计的喷射装置射出，从而形成锐利的切割液固流体，对封闭空间的墙面、玻璃、地板、房顶或门窗等部位进行切割穿透成孔洞，将失火的封闭空间打开一个孔洞后，然后调节磨料量再利用该装置将高压水喷射出超细水雾进行灭火，微小细水雾在遇到火场高温时会迅速吸收热量变成水蒸汽，体积膨胀1700倍，这个变化过程会消耗大量的热能，迅速降低火场温度，扑捉烟气流中可燃颗粒，同时大量地稀释氧气，抑制火焰的燃烧，避免打开封闭空间时发生轰燃和爆炸现象。其功能是远距离切割出可以输送灭火试剂的通道，再通过通道输送细水雾并利用其良好的冷却、窒息及稀释等灭火机能进行灭火，最终达到“隔墙灭火”效果。

对于本领域的技术人员可以对本专利进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同技术的范围之内，则本发明也包括这些改动和变型之内。

Claims (6)

1.一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，包括装置联动控制系统（1），灭火添加剂箱（2）、水箱（3）、流量计（4）、高压细水雾增压泵（5）、蓄能器（9）、精密压力计（10）、磨料罐（12）磨料试剂（13）、混合器（15）和喷嘴（17）等，所述装置联动控制系统（1）可完成对开停控制器（5）、电磁阀（11）及电磁阀（16）的一系列控制动作，所述灭火添加剂箱（2）和水箱（3）并联连接后连接高压细水雾增压泵（5），高压细水雾增压泵（5）连接蓄能器（9），支路①中蓄能器（9）储蓄足够能量后经精密压力计（10）依次连接混合器（15）、电磁阀（16）及喷嘴（17），所述细水雾增压泵（5）经节能器（9）和精密压力计（10）依次连接支路②上电磁阀（11）和磨料罐（12），所述混合系统包括磨料罐（12）、磨料试剂（13）、混合器（15）及两者之间的控制阀（14），所述切割系统包括电磁阀（16）和特殊材料的喷嘴（17），上述装置顺序连接。

2.根据权利要求1所述的一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，其特征在于所述细水雾增压系统包括细水雾增压泵（5）、灭火添加剂箱（2）、水箱（3）、蓄能器（9）及精密压力计（10），其中细水雾增压泵（5）采用能获取35Mpa压力的高压泵，灭火添加剂箱（2）和水箱（3）并联连接后与细水雾增压泵（5）、蓄能器（9）、精密压力计（10）顺序连接，灭火添加剂箱（2）和水箱（3）可为装置提供充足的切割和灭火水流，细水雾增压泵（5）可获得实验所需的细水雾压力、细水雾粒径和流量，蓄能器（9）可使整个装置的细水雾压力稳定在所需压力值范围内，精密压力计（10）对获得的细水雾压力、细水雾粒径和流量具有较好的指示和控制作用。

3.根据权利要求1所述的一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，其特征在于磨料混合系统有磨料罐（12）、混合器（15）及两者之间的控制阀（14）组成，磨料罐（12）内储存实验所需的磨料试剂（13），容积为10L,所选用的磨料材料初步定为金刚砂磨料，粒径为124um（120目），磨料罐（12）上下端均与高压管路连接，磨料试剂的添加量通过阀门（14）控制，根据实验的需要进行调节，磨料试剂（14）与细水雾在混合器（15）中混合，最终通过喷嘴（17）喷出，当高压管路内细水雾压力达到设定压力时，装置联动控制系统（1）启动，高动能的磨料和细水雾混合射束瞬间释放对试样进行冲击切割做功，致裂试样被穿透。

4.根据权利要求1所述的一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，其特征在于，选取特定结构形式和特殊材料（碳化钨）的喷嘴（17），基于此对不同材料或不同厚度的钢板进行切割实验研究，为含磨料高压细水雾切割灭火装置研究打下实验基础。

5.根据权利要求书1所述的一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，其特征在于，装置联动控制系统（1）可完成对开停控制器（8）、电磁阀（11）和电磁阀（16）的一系列控制动作，可实现对装置的自动化和智能化操作。

6.根据权利要求书1所述的一种含磨料的高压细水雾联动切割—灭火装置，其特征在于，此装置具有切割和灭火双重功能，依封闭空间火灾为例，对封闭空间“墙体”进行冲击切割做功，致裂“墙体”被穿透，可有效防止反向气流的生成，含磨料试剂、灭火添加剂、细水雾等成分的混合射束可对致裂墙体内的火苗做功，直至熄灭，可有效破坏二次火灾爆炸生成的条件。