CN110038240A - 一种燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，包括控制器、燃气浓度探测器、报警器、燃气管网电磁阀、安全自动切断保护器、排风扇、火焰探测器、启动系统、氮气钢瓶、调压阀、抑爆剂储罐、控制阀、喷头，其中：控制器接收燃气浓度探测器和火焰探测器传送来的电信号，读取氮气钢瓶的压力信号和抑爆剂储罐质量信号；燃气浓度探测器需要根据燃气种类和泄漏位置进行安装，用于对燃气的浓度进行实时监测；启动系统与控制器连接，用于在接收到所述控制器发出的信号后，启动自动抑爆灭火系统。该系统通过一个控制器组件同时控制多个设备的联动操作，实现了集探测报警、燃气阀门的关闭、电源切断、通风排气、爆燃预防与控制等功能于一体。

Description

一种燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统

技术领域

本发明涉及燃气安全设备技术领域，尤其涉及一种燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统。

背景技术

随着我国城市化进程的加速发展和人们生活水平的提高，燃气作为清洁能源在居民生产和生活中被广泛使用，然而由于人们对燃气利用的不规范以及燃气设施的自身老化等问题，导致了大量的燃气泄漏和火灾爆炸事故，特别是在厨房、配气间等一些使用、储存燃气的场所，因燃气泄漏造成的气体爆炸事故时有发生，给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁。为了及时有效的减少燃气火灾爆炸事故的发生，最大程度的降低事故造成的损失，需要在燃气泄漏初期及时的发现燃气泄漏，并采取安全措施，关闭燃气阀门，及时通风，降低燃气浓度，同时在燃气爆炸初期需要及时采取爆炸控制措施，抑制爆炸危害的演变、减小爆炸对人员、建筑及物品的破坏，防止次生火灾的发生。因此，针对民用建筑内的燃气泄漏爆炸事故，及时的发现燃气泄漏，并采取有效的控制措施，对于预防燃气爆燃事故具有重要的现实意义。

燃气泄漏后的应急处置涉及燃气阀门的关闭、探测报警、通风排气、爆燃预防与控制等一系列动作。然而，如果完全靠人来完成这些动作是无法实现的，因为这一方面增加了人员的处置风险，另一方面燃气泄漏时人员并不一定能及时的采取有效措施。因此，有必要采用自动控制系统来完成这一系列动作。目前，为了有效预防和控制燃气泄漏诱发的火灾爆炸事故，人们提出了各式各样的燃气自动探测报警系统、自动灭火系统以及自动抑爆系统等等，有效促进了工业建筑和大型公共建筑内燃气火灾和爆炸事故的防治工作。然而，各类民用建筑，特别是住宅类建筑，其厨房空间相对有限，现有技术中的燃气浓度探测报警以及抑爆系统等还不能直接用于民用建筑，它们主要存在以下问题：一是各类系统体积较为庞大，安装不方便，占地面积大；二是现有系统的功能相对独立，没有进行有效的整合，导致需要安装多个系统才能实现燃气阀门的关闭、探测报警、通风排气、爆燃预防与控制等一系列相关动作；三是不能实现有效的远程监控，导致不能及时的进行处置，延误最佳的处置时机。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，该系统通过一个控制器组件同时控制多个装置的联动操作，实现了集探测报警、燃气阀门的关闭、电源切断、通风排气、爆燃预防与控制等功能于一体。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，所述系统包括控制器、燃气浓度探测器、报警器、燃气管网电磁阀、安全自动切断保护器、排风扇、火焰探测器、启动系统、氮气钢瓶、调压阀、抑爆剂储罐、控制阀、喷头，其中：

所述控制器接收燃气浓度探测器和火焰探测器传送来的电信号，对所述电信号进行分析、比较、判定，并发送相应的控制信号控制其他组件进行工作，并能读取氮气钢瓶内压力参数和抑爆剂储罐内粉体质量参数，在满足要求的情况下发出控制信号，重复启动系统工作；

所述燃气浓度探测器根据燃气种类和泄漏位置进行安装，用于对燃气的浓度进行实时监测，并将监测信号转变成电信号后传输到所述控制器中；

所述报警器通过线缆与控制器连接，接收来自所述控制器的信号后发出报警信号，提醒附近人员及时采取安全措施；

所述燃气管网电磁阀与所述控制器连接，用于接收来自所述控制器的信号后迅速关闭燃气输送阀门；

所述安全自动切断保护器与所述控制器和电源总开关相连，用于在燃气泄漏时立即切断电源；

所述排风扇与所述控制器连接，安装在原风道风口位置，用于在所述报警器报警后，在所述控制器的控制下进行排风工作，以降低燃气浓度；

所述火焰探测器与所述控制器连接，用于探测发生火灾时火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率，并将监测到的信号转变成电信号后传输到所述控制器中；

所述启动系统与控制器连接，用于在接收到所述控制器发出的信号后，启动自动抑爆灭火系统，所述自动抑爆灭火系统包括氮气钢瓶、调压阀、抑爆剂储罐、控制阀和喷头，其中：

所述氮气钢瓶用于喷出气体为抑爆剂储罐的喷射提供动力，所述调压阀的一端与氮气钢瓶连接，另一端通过管道与抑爆剂储罐连接，用于调整所述氮气钢瓶内气体喷出的压力；

所述抑爆剂储罐内存储有粉体抑爆剂，在爆炸初期，在所述氮气钢瓶喷出的气体压力下释放出粉体抑爆剂；

所述粉体抑爆剂经控制阀后由喷头向四周喷射，以迅速扑灭爆炸燃烧火焰；

所述控制阀用于当管道内的压力大于控制阀动作压力时，迅速打开；反之，则处于关闭状态。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述系统通过一个控制器组件同时控制多个装置的联动操作，实现了集探测报警、燃气阀门的关闭、电源切断、通风排气、爆燃预防与控制等功能于一体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统整体结构示意图，所述系统主要包括控制器1、燃气浓度探测器2、报警器3、燃气管网电磁阀4、安全自动切断保护器5、排风扇6、火焰探测器8、启动系统9、氮气钢瓶10、调压阀11、抑爆剂储罐12、控制阀13、喷头14，其中：

所述控制器1接收燃气浓度探测器2和火焰探测器8传送来的电信号，对所述电信号进行分析、比较、判定，并发送相应的控制信号控制其他组件进行工作，并能读取氮气钢瓶内压力参数和抑爆剂储罐内粉体质量参数，在满足要求的情况下发出控制信号，重复启动系统工作；

所述燃气浓度探测器2根据燃气种类以及最易泄漏的位置进行安装，用于对燃气的浓度进行实时监测，并将监测信号转变成电信号后传输到所述控制器1中；

所述报警器3通过线缆15与控制器1连接，接收来自所述控制器1的信号后发出报警信号，提醒附近人员及时采取安全措施；

所述燃气管网电磁阀4与所述控制器1连接，用于接收来自所述控制器1的信号后迅速关闭燃气输送阀门；

所述安全自动切断保护器5与所述控制器1和电源总开关相连，用于在燃气泄漏时立即切断电源；

所述排风扇6与所述控制器1连接，安装在原风道风口位置，用于在所述报警器3报警后，在所述控制器1的控制下进行排风工作，以降低燃气浓度；

所述火焰探测器8与所述控制器1连接，用于探测发生火灾时火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率，并将监测到的信号转变成电信号后传输到所述控制器1中；

所述启动系统9与控制器1连接，用于在接收到所述控制器1发出的信号后，启动自动抑爆灭火系统，所述自动抑爆灭火系统包括氮气钢瓶10、调压阀11、抑爆剂储罐12、控制阀13和喷头14，其中：

所述氮气钢瓶10用于喷出气体为抑爆剂储罐12的喷射提供动力，所述调压阀11的一端与氮气钢瓶10连接，另一端通过管道16与抑爆剂储罐12连接，用于调整所述氮气钢瓶10内气体喷出的压力；

所述抑爆剂储罐12内存储有粉体抑爆剂，在爆炸初期，在所述氮气钢瓶10喷出的气体压力下释放出粉体抑爆剂；

所述粉体抑爆剂经控制阀13后由喷头14向四周喷射，以迅速扑灭爆炸燃烧火焰；

所述控制阀13用于当管道内的压力大于控制阀动作压力时，迅速打开；反之，则处于关闭状态。

具体实现中，所述系统还可包括智能终端7，所述智能终端7与所述控制器1通过网络远程连接，用于实时监控区域内的燃气浓度，当燃气浓度超限后在所述智能终端7上会有报警提醒。

另外，在所述氮气钢瓶10内置有气压监测装置，利用该气压监测装置实时监测并显示气瓶内的压力；

当气瓶内的气压低于设定值时，在所述控制器1的显示屏上会显示气瓶压力不足的字样并不断闪烁，同时在所述智能终端7上也会显示相同信息，以提醒工作人员换装气瓶。

在所述抑爆剂储罐12内存储的抑爆剂包括碳酸氢钠或磷酸铵粉末。

在所述抑爆剂储罐12内还安装有粉体质量监测装置，利用该粉体质量监测装置实时监测所述抑爆剂储罐12内的粉体质量；

当所述抑爆剂储罐12内的抑爆剂粉体质量低于设定值时，在所述控制器1的显示屏上会显示粉体量不足的字样并不断闪烁，同时在所述智能终端7上也会显示相同信息，以提醒工作人员加装抑爆剂。

另外，所述喷头14依据单个喷头的最大喷射覆盖范围以及待监测房间的大小来设置喷头数量。

具体实现中，上述系统由另外一套区别于监控区域供电电路的独立供电系统供电，同时所述系统还具有应急电源，在出现停电等突发情况时，可为所述系统提供长达12小时的供电，以保证所述系统处于持续工作状态。

下面以具体的实例对上述系统的工作过程进行详细说明，假设事故场景：某居民楼厨房安装有燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火系统，某日发生天然气泄漏事故，并在静电作用下发生爆炸事故，爆炸引发周边的可燃物品着火，导致火灾事故，而在火灾扑灭后又发生了复燃。

针对上述事故过程，上述系统的工作过程为：

在燃气监测区域范围内，燃气浓度探测器2可以将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器1，气体浓度越高，电信号越强。当燃气浓度探测器附近区域开始出现燃气泄漏后，所监测到的燃气浓度值不断上升，直至达到或超过控制器设置的报警点时，控制器1会立即发出控制信号控制报警器3发出声、光等报警信号，提醒和警告附近人员监控区域内可能发生燃气泄漏，同时控制器1发出控制信号，控制燃气管网电磁阀4对燃气输送管道实行关闭动作防止更多的燃气泄漏，并控制安全自动切断保护器5也立即做出动作切断监控区域的电源总开关，一方面这是为了防止电气打火等作为点火源引发燃气爆炸；另一方面可防止在抑爆灭火过程中电气设备遇水短路及人员触电状况的发生。排风扇6在接收到来自控制器1的指令后随即进行排风工作来降低燃气浓度消除隐患，同时控制器1也会将报警信号传输给智能终端7，提醒工作人员有紧急情况发生，请立即采取安全措施，待燃气浓度下降后，报警器警报随即解除。

如果泄漏的燃气没有及时排出，燃气浓度可能处于爆炸极限范围内，此时若不慎遇到点火源就有发生气体爆炸的风险。当燃气爆炸发生时，火焰探测器8会将探测到的燃烧爆炸火焰信号转变成电信号传输到控制器1，控制器1下达控制信号至启动系统9，启动系统9随即会打开氮气钢瓶10，高压氮气高速喷出并通过调压阀11进行减压，进入抑爆剂储罐12，使内部的碳酸氢钠粉末等抑爆剂流动并加压，在抑爆剂储罐12达到动作压力后，控制阀13打开，使松动的抑爆剂粉末在驱动氮气的作用下经较短的管道由喷头14向四周高速喷射，形成抑爆剂粉雾体。

碳酸氢钠粉末等作为抑爆剂被释放到目标区域时，利用爆炸产生的高温环境，会迅速发生分解反应，快速吸收空气中大量的热，降低环境温度，并放出大量的水蒸气和二氧化碳气体，稀释氧气浓度，有效降低了爆炸强度和阻碍了爆炸过程的传播。在爆炸引发周边物品着火后，抑爆剂与燃烧区的碳氢化合物起作用，夺取燃烧反应的自由基H^*、OH^*，以中断燃烧的连锁反应，再加上机械冲击的作用，能够有效阻止火焰的传播并致使其熄灭，最大程度上抑制了燃气爆炸和火灾危害的演变，减小了人员的伤亡损失。喷头14持续喷洒抑爆剂进行抑爆灭火，直至在火焰探测器8再无探测到火焰信号后，控制器1会控制关闭启动系统9，氮气钢瓶10停止喷气，管道内压力逐渐减小直至控制阀13关闭，喷头14停止喷射抑爆剂粉末，完成整个抑爆灭火过程。此时，周边物品发生复燃，当火焰探测器8再次检测到火焰信号时，可再次发送信号给控制器1，控制器1会读取氮气高压钢瓶10内的压力和抑爆剂储罐12内的抑爆剂质量，当压力和抑爆剂剩余储量满足要求，能够完成一次启动时，控制器1会重新控制启动系统9，重复以上喷粉灭火过程，继续进行灭火程序以减小次生灾害的损失。

在整个抑爆灭火过程中，智能终端7会一直会显示“爆炸发生，正在扑救”信息，报警器也一直处于报警状态，以提醒和警告附近人员，爆炸区域内正在释放粉体抑爆剂，禁止入内，以免造成不必要的人员意外伤害。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，其特征在于，所述系统包括控制器、燃气浓度探测器、报警器、燃气管网电磁阀、安全自动切断保护器、排风扇、火焰探测器、启动系统、氮气钢瓶、调压阀、抑爆剂储罐、控制阀、喷头，其中：

所述控制器接收燃气浓度探测器和火焰探测器传送来的电信号，对所述电信号进行分析、比较、判定，并发送相应的控制信号控制其他组件进行工作，并能读取氮气钢瓶内压力参数和抑爆剂储罐内粉体质量参数，在满足要求的情况下发出控制信号，重复启动系统工作；

所述燃气浓度探测器根据燃气种类和泄漏位置进行安装，用于对燃气的浓度进行实时监测，并将监测信号转变成电信号后传输到所述控制器中；

所述报警器通过线缆与控制器连接，接收来自所述控制器的信号后发出报警信号，提醒附近人员及时采取安全措施；

所述燃气管网电磁阀与所述控制器连接，用于接收来自所述控制器的信号后迅速关闭燃气输送阀门；

所述安全自动切断保护器与所述控制器和电源总开关相连，用于在燃气泄漏时立即切断电源；

所述排风扇与所述控制器连接，安装在原风道风口位置，用于在所述报警器报警后，在所述控制器的控制下进行排风工作，以降低燃气浓度；

所述火焰探测器与所述控制器连接，用于探测发生火灾时火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率，并将监测到的信号转变成电信号后传输到所述控制器中；

所述启动系统与控制器连接，用于在接收到所述控制器发出的信号后，启动自动抑爆灭火系统，所述自动抑爆灭火系统包括氮气钢瓶、调压阀、抑爆剂储罐、控制阀和喷头，其中：

所述氮气钢瓶用于喷出气体为抑爆剂储罐的喷射提供动力，所述调压阀的一端与氮气钢瓶连接，另一端通过管道与抑爆剂储罐连接，用于调整所述氮气钢瓶内气体喷出的压力；

所述抑爆剂储罐内存储有粉体抑爆剂，在爆炸初期，在所述氮气钢瓶喷出的气体压力下释放出粉体抑爆剂；

所述粉体抑爆剂经控制阀后由喷头向四周喷射，以迅速扑灭爆炸燃烧火焰；

所述控制阀用于当管道内的压力大于控制阀动作压力时，迅速打开；反之，则处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，其特征在于，所述系统还包括智能终端，所述智能终端与所述控制器通过网络远程连接，用于实时监控区域内的燃气浓度，当燃气浓度超限后在所述智能终端上会有报警提醒。

3.根据权利要求2所述燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，其特征在于，所述氮气钢瓶内置有气压监测装置，利用该气压监测装置实时监测并显示气瓶内的压力；

当气瓶内的气压低于设定值时，在所述控制器的显示屏上会显示气瓶压力不足的字样并不断闪烁，同时在所述智能终端上也会显示相同信息，以提醒工作人员换装气瓶。

4.根据权利要求1所述燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，其特征在于，在所述抑爆剂储罐内存储的抑爆剂包括碳酸氢钠或磷酸铵粉末。

5.根据权利要求2所述燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，其特征在于，在所述抑爆剂储罐内还安装有粉体质量监测装置，利用该粉体质量监测装置实时监测所述抑爆剂储罐内的粉体质量；

当所述抑爆剂储罐内的抑爆剂粉体质量低于设定值时，在所述控制器1的显示屏上会显示粉体量不足的字样并不断闪烁，同时在所述智能终端上也会显示相同信息，以提醒工作人员加装抑爆剂。

6.根据权利要求1所述燃气浓度自动探测报警与抑爆灭火联动系统，其特征在于，所述喷头依据单个喷头的最大喷射覆盖范围以及待监测房间的大小来设置喷头数量。