CN108144215B - 一种室内瞬态惰化式救灾系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室内瞬态惰化式救灾系统及其方法，属于事故救援技术领域。系统包括惰气储气包、供气管道、控制器、风机、压力传感器、通风管道、导线丝网、弱面、外防火卷帘、内防火卷帘；通风管道上设置不少于一个弱面；风机与通风管道相连，风机入口处安装压力传感器；惰气储气包与供气管道相连，供气管道上安装三通阀门；各实验室内墙和侧墙内均嵌入所述导线丝网，外墙两端的凸出墙体上安装外防火卷帘，在走廊内以侧墙为界的位置设置所述内防火卷帘。所述控制器分别与所述风机、压力传感器、导线丝网、三通阀门、内防火卷帘、外防火卷帘电性连接。本发明能够迅速感知燃爆事故、即时救援。

Description

一种室内瞬态惰化式救灾系统及其方法
技术领域
本发明属于事故救援领域，特别是涉及一种室内瞬态惰化式救灾系统及其方法。
背景技术
实验室是高等学校开展人才培养、科学研究和社会服务活动的必备场所。高校实验室经常使用种类繁多的化学药品、易燃易爆品，一些实验需要在高温、高压等特殊环境下进行，在实验过程中由于操作不当、粗心大意以及其他不可预见的外界因素，高校实验室往往容易发生火灾，对学生和老师的人身安全造成严重威胁。
目前，高校实验室防火设备和设施都集中于预防方面，火灾发生后，受困人员的逃生和救援还停留于自助阶段，这就使得在火灾发展初期不能及时遏制火势的发展，而导致火势迅速蔓延，错过了最佳逃生和救援时间。事实上，火灾发展初期是消灭火灾的最佳时期，而在这一段宝贵时间内，消防人员往往却不能及时赶到火灾现场进行灭火，因此若存在一种救灾系统能在火灾发展初期就立即遏制火灾的发展，及时消灭火灾，就可以很大程度上避免火灾悲剧的发生。
发明内容
发明目的：克服现有技术的缺陷，设计一种室内瞬态惰化式救灾系统和方法，能够迅速感知燃爆事故、即时救援。
技术方案：本发明的技术方案如下：
一种室内瞬态惰化式救灾系统，包括包括惰气储气包、供气管道、控制器、风机、压力传感器、通风管道、导线丝网、弱面、外防火卷帘、内防火卷帘；
所述通风管道安装在各实验室内靠近外墙侧，每个实验室通风管道上设置不少于一个弱面，弱面面向室内，便于感知燃爆事故；所述风机与通风管道相连，所述通风管道上靠近风机入口处安装所述压力传感器；所述惰气储气包与供气管道相连，供气管道在通向各实验室内部处分别安装三通阀门；各实验室内墙和侧墙内均嵌入导线丝网，实验室外墙两端的凸出墙体上安装外防火卷帘，在实验室走廊内以实验室侧墙为界的位置设置内防火卷帘；所述控制器分别与所述风机、压力传感器、导线丝网、三通阀门、内防火卷帘、外防火卷帘电性连接。
所述弱面由玻璃或陶瓷材料制成，面积为25～400cm2，在冲击压力3～8kpa条件下发生破裂。
所述惰气储气包内储存的气体为氮气或二氧化碳气体。
所述控制器为单片机或者上位机，其控制模块包括控制按钮、控制面板和显示器。
正常状态下，所述风机维持所述通风管道内高负压状态，负压值在1000～2000Pa之间。
在火灾发生时，所述内防火卷帘和外防火卷帘的关闭动作不长于2s，所述三通阀门开启的时间为20～40s。
一种室内瞬态惰化式救灾系统的使用方法，包括以下步骤：
1)通过风机维持通风管道内高负压状态，负压值在1000～2000Pa之间；
2)当某个实验室内的弱面被破坏，所述压力传感器感知负压升高到低负压(负压值为500～800Pa)时，则所述风机开启，与弱面被破坏的实验室对应的外防火卷帘关闭，所述供气管道上的三通阀门开启，惰气储气包内的储存气体通入，所述三通阀门开启的时间为20～40s；
3)当实验室某侧墙上的导线丝网被破坏，则通过所述控制器控制与该侧墙所属的实验室的外防火卷帘关闭；
4)当实验室的内墙上的导线丝网被破坏，则通过所述控制器控制走廊内与该内墙相邻的内防火卷帘关闭。
本发明的有益效果：通过在实验室内部设置通风管道，通风管道上设置有陶瓷或玻璃材料制成的弱面，墙体内部设有导线丝网，在发生火灾时能及时感应到火灾燃爆事故，通过控制器及时接受信息并作出指令，控制各部件响应工作，动作迅速；能够在火灾初期立即灭火，实现在实验室发生火灾时利用惰性气体就地灭火，并能控制惰性气体供给时间，克服了远程救援、人员自助灭火的不足，能适用于大多数实验室；在灭火救助受困人员的同时，也能很好地保护实验室昂贵的设备，使实验室受损情况最小化，该救灾系统可操作性强，容易安装，易维护和修复。
附图说明
图1是本发明总体结构示意图。
图2是本发明的控制系统信号流示意图。
图中：1、惰气储气包；2、供气管道；3、控制器；4、风机；5、压力传感器；6、通风管道；7、凸出墙体；8、导线丝网；9、弱面；10、外防火卷帘；11、内防火卷帘；12、三通阀门；13、走廊。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种室内瞬态惰化式救灾系统，包括惰气储气包1、供气管道2、控制器3、风机4、压力传感器5、通风管道6、导线丝网8、弱面9、外防火卷帘10、内防火卷帘11；
所述通风管道6安装在各实验室内靠近外墙侧，每个实验室通风管道6上设置不少于一个弱面9，所述弱面9面向室内，便于感知燃爆事故；所述风机4与通风管道6相连，所述通风管道6上靠近所述风机4入口处安装所述压力传感器5；所述惰气储气包1与供气管道2相连，所述供气管道2在通向各实验室内部处分别安装三通阀门12；各实验室内墙和侧墙内均嵌入所述导线丝网8，实验室外墙两端的凸出墙体7上安装所述外防火卷帘10，在实验室走廊内以实验室侧墙为界的位置设置所述内防火卷帘11。
如图2所示，所述控制器3分别与所述风机4、压力传感器5、导线丝网8、三通阀门12、内防火卷帘11、外防火卷帘10电性连接。
所述弱面9由玻璃或陶瓷材料制成，面积为25～400cm2，在冲击压力3～8kpa条件下发生破裂。
所述惰气储气包1内储存的气体为氮气或二氧化碳气体。
所述控制器3为单片机或者上位机，其控制模块包括控制按钮、控制面板和显示器。
正常状态下，所述风机4维持所述通风管道6内高负压状态，负压值在1000～2000Pa之间。
在火灾发生时，所述内防火卷帘11和外防火卷帘10的关闭动作不长于2s，所述三通阀门12开启的时间为20～40s。
一种室内瞬态惰化式救灾系统的使用方法，包括以下步骤：
1)通过风机4维持通风管道6内高负压状态，负压值在1000～2000Pa之间；
2)当某个实验室内的弱面9被破坏，所述压力传感器5感知负压升高到低负压时，则所述风机4开启，与弱面9被破坏的实验室对应的外防火卷帘10关闭，所述供气管道2上的三通阀门12开启，惰气储气包1内的储存气体通入，所述三通阀门开启的时间为20～40s；
3)当实验室某侧墙上的导线丝网8被破坏，则通过所述控制器3控制与该侧墙所属的实验室的外防火卷帘10关闭；
4)当实验室的内墙上的导线丝网8被破坏，则通过所述控制器3控制走廊内与该内墙相邻的内防火卷帘11关闭。
以实验室Ⅰ为例，实验室内的通风管道6上设置弱面9，使弱面9破裂的冲击波压力为5kPa，通过风机4维持通风管道内高负压为1500Pa，设定低负压阈值为500Pa。当实验室I发生火灾爆炸时，弱面9受到冲击波作用，且所受冲击波大于5kPa而发生破裂，压力传感器5感知到通风管道内高负压1500Pa升高到低负压500Pa，控制器3监测到这些异常状况后，立即做出判断并发出控制指令，控制风机4工作、外防火卷帘10关闭、供气管道上的阀门12开启，向实验室Ⅰ内通入惰性气体。
若火灾情况更为严重，导致实验室I与实验室II之间的侧墙上的导线丝网8被破坏，则还将通过控制器3控制与该侧墙所属实验室(实验室I与实验室II)的外防火卷帘10均关闭。当内墙上的导线丝网8被破坏，则通过控制器3控制走廊内与该内墙相邻的内防火卷帘11也关闭。
通过控制器3控制阀门12，使惰性气体的通气时间为30s，而后关闭阀门，并保持风机持续运转，等待人员干预。
通过本发明的这一系列过程，防止火灾扩大蔓延，在火灾发展初期达到灭火目的，有效地减少伤害，救助现场受困人员。
以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的系统结构和方法之内。

Claims (4)

1.一种室内瞬态惰化式救灾系统，其特征在于，包括惰气储气包(1)、供气管道（2)、控制器（3)、风机（4)、压力传感器（5)、通风管道（6)、导线丝网(8)、弱面(9)、外防火卷帘(10)、内防火卷帘(11）;所述控制器为单片机或者上位机；
所述通风管道（6）安装在各实验室内靠近外墙侧，每个实验室所述通风管道（6）上设置不少于一个弱面（9)，所述弱面（9）面向室内;所述风机（4）与通风管道（6）相连，所述通风管道（6）上靠近所述风机（4）入口处安装所述压力传感器（5);所述惰气储气包（1)与供气管道（2）相连，所述供气管道(2）在通向各实验室内部处分别安装三通阀门（12);各内墙和侧墙内均嵌入所述导线丝网(8)，外墙两端的凸出墙体(7）上安装所述外防火卷帘(10),在走廊内以侧墙为界的位置设置所述内防火卷帘(11);所述控制器(3）分别与所述风机（4)、压力传感器（5)、导线丝网(8)、三通阀门(12)、内防火卷帘(11)、外防火卷帘(10）电性连接；
其中，所述弱面(9)由玻璃或陶瓷材料制成，面积为25-400
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，在冲击压力3-8kPa条件下发生破裂；
正常状态下，所述风机（4）维持所述通风管道（6）内高负压状态，负压值在1000~2000Pa之间。
2.根据权利要求1所述的室内瞬态惰化式救灾系统，其特征在于，所述惰气储气包(1)内储存的气体为氮气或二氧化碳气体。
3.根据权利要求1所述的室内瞬态惰化式救灾系统，其特征在于，在火灾发生时，所述内防火卷帘(11）和外防火卷帘(10）的关闭动作不长于2s，所述三通阀门（12）开启的时间为20~40s。
4.根据权利要求1~3任一项所述室内瞬态惰化式救灾系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤;
1）通过风机（4）维持通风管道(6）内高负压状态;
2）当某个实验室内的弱面(9）被破坏，所述压力传感器（5）感知负压升高到低负压时，则所述风机(4）开启，与弱面（9）被破坏的实验室对应的外防火卷帘（10）关闭，所述供气管道（2）上的三通阀门（12）开启，惰气储气包(1）内的储存气体通入;
3）当实验室某侧墙上的导线丝网〔8）被破坏，则通过所述控制器（3）控制与该侧墙所属的实验室的外防火卷帘（10）关闭;
4）当实验室的内墙上的导线丝网(8）被破坏，则通过所述控制器(3）控制走廊内与该内墙相邻的内防火卷帘(11）关闭。
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