CN110368617B - 一种水系气推式灭火方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水系气推式灭火方法及装置，属于消防技术领域，其具体技术方案是将水系灭火剂封装在药剂存储腔，并与填装产气剂的产气腔之间隔离，所述药剂存储腔在产气腔的气体出口端，引燃产气剂后，在缓存腔聚集，当气压超过药剂存储腔底部的隔离件的承压系数，隔离件泄压，产气剂的高压气流进入药剂存储腔将部分水系灭火剂加热升温汽化自发增压，同时，产气剂所产生的高压气流作为灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射，向火场全淹没式喷射灭火。本发明的灭火方法及装置使用安全、结构简单、方便携带和运输，且灭火效率高，对环境污染小。

Description

一种水系气推式灭火方法及装置

技术领域

本发明属于消防技术领域，特别涉及一种水系气推式灭火方法及装置。

背景技术

灭火器是发生火险时必不可少的装置，能够有效抑制火势，把火灾消灭在初起时。现在灭火器主要分为干粉类灭火剂和水系灭火器，其中干粉灭火器存有较高气压，容易发生危险，同时灭火器钢瓶存在跑气、漏气的可能，更严重地，可能有时会因漏气，导致灭火时灭火器无法正常使用，给家庭造成意想不到的损失。使用时会造成环境严重污染。水系灭火器因其属于无毒无害无污染的灭火器，灭火后易清洗，因此，市场上较受欢迎。但是，目前水系灭火器主要是有压存储，即大多是以惰性气体或CO₂作为动力源推动水系灭火剂喷射，这种存储和喷发方式，喷发速度随时间会变慢，灭火剂容易残留影响灭火效果，而且惰性气体的存储使灭火器的结构复杂，不易携带，而且存放稳定性较差。

发明内容

为了克服现有水系灭火技术所存在的问题，本发明提供了一种新型的水系气推式灭火方法，能够大大提高灭火效率和灭火覆盖面积。

同时，本发明还提供了可以实现上述灭火方法的灭火装置，安全系数高、存储稳定性好、灭火效率高。

本发明实现上述目的所采用的技术方案是：

一种水系气推式灭火方法，其是将水系灭火剂封装在药剂存储腔，并与填装产气剂的产气腔之间隔离，所述药剂存储腔在产气腔的气体出口端，引燃产气剂后，在缓存腔聚集，当气压超过药剂存储腔底部的隔离件的承压系数，隔离件泄压，产气剂的高压气流进入药剂存储腔将部分水系灭火剂加热升温汽化自发增压，同时，产气剂所产生的高压气流作为灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射，向火场全淹没式喷射灭火。

进一步限定，所述产气剂与水系灭火剂的固液为0.04～0.06g/ml。

进一步限定，当引燃产气剂后，在缓存腔聚集，当气压达到0.8～1.0MPa时，隔离件泄压。

本发明还提供了一种水系气推式灭火装置，包括筒体，筒体的上端设置有喷嘴，所述筒体内腔自下而上分为产气腔、缓存腔、药剂存储腔，在产气腔内填装产气剂和点火器，所述缓存腔与产气腔连通，通过缓存腔将产气腔与药剂存储腔连接，药剂存储腔的出口端与喷嘴相对，且在药剂存储腔内封装水系灭火剂，所述药剂存储腔的底部设置有隔离件将药剂存储腔的底部与产气腔隔离，当产气腔内填装的产气剂引燃后高压气流穿过隔离件进入药剂存储腔将部分水系灭火剂升温汽化自发增压，同时高压气流作为灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射。

进一步限定，所述产气腔、缓存腔、药剂存储腔之间的容积比为32：5：150～300。

进一步限定，所述隔离件是封底膜层或者是中部设有泄压阀的活塞。

进一步限定，所述筒体的喷嘴外侧还设置有泄压组件，该泄压组件包括泄压环，在泄压环的侧壁上开设有多组对冲式泄压孔，所述对冲式泄压孔包括分布在泄压环侧壁上且泄压气流对向分布的两个泄压孔，且该对冲式泄压孔的中心与泄压环的中心点在同一条直线上，保证泄压气流的反推力能够相互抵消，减小作用在筒壁的反推力而保持灭火操作稳定性。

进一步限定，所述喷嘴上设置有单向阀或者在喷口处设置有封口膜。

进一步限定，所述缓存腔内设置有连接件将产气腔和药剂存储腔连接，所述缓存腔的高度不大于20mm。

本发明的水系气推式灭火方法主要是利用产气剂引燃即时产气瞬间产生高压气体将少量水系灭火剂汽化自发增压同时产气剂所产生的高压气体作为汽化的灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射，而且本发明的产气剂引燃所产生的高压气体可以与未汽化的水系灭火剂充分混合形成高压气流，能够逐级持续增压，保证喷射压力和喷射强度稳定，提高灭火效率，并扩大灭火面积，达到全淹没灭火，还能够实现灭火剂的使用效率最大化；此外本发明的灭火装置无需专门的充气设施或者储气瓶等，避免了有压存放所带来的安全隐患，结构简单，方面携带和运输，已达到高效灭火、安全无毒害且绿色环保的目的。本发明的灭火装置保存时间变长，而且在有效期内无需年检，维护成本低，适用于需要长期存放消防设备的场合。

附图说明

图1为实施例1的灭火装置结构示意图。

图2为图1中挡火片的结构示意图。

图3为实施例2的灭火装置结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。

本发明的水系气推式灭火方法是将水系灭火剂封装在药剂存储腔1，并与填装产气剂的产气腔2之间隔离，所述药剂存储腔1在产气腔2的气体出口端，引燃产气剂后，在缓存腔5聚集，当气压超过药剂存储腔1底部的隔离件8的承压系数，隔离件8泄压，产气剂的高压气流进入药剂存储腔1将少量水系灭火剂升温汽化自发增压，同时，产气剂所产生的高压气流作为未汽化的灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射，在推动过程中未汽化的灭火剂与汽化的灭火剂以及产气剂产生的高压气体混合形成高压混合气流，向火场全淹没式喷射灭火。

实施例1

参见图1，本实施例的水系气推式灭火装置的结构包括圆直筒形筒体，筒体内腔自下而上分为产气腔2、缓存腔5、药剂存储腔1，即产气腔2是在筒体的底部，在产气腔2内填装产气剂和点火器3，为了保证填装效果和避免产气剂引燃后的高温烫伤，将产气剂可以封装在尼龙橡胶隔热套中，产气剂可以选用由70％硝酸盐、20％三聚氰胺和10％酚醛树脂组成的易于引燃且引燃后产生惰性气体的组合物，也可以用其他的产气剂替代。在产气剂的上表面上埋设有点火器3，该点火器3通过导线与筒体外的点火启动器连接，该点火启动器属于普通的灭火器用点火启动器，属于市售常见部件。

在产气腔2的上方是缓存腔5，缓存腔5与产气腔2连通，其主要作用是当产气剂起初引燃时气压和温度较低时先在缓存腔5进行缓存和升温，缓存腔5设置有连接件6将产气腔2和药剂存储腔1连接，该连接件6的作用一方面是将产气腔2与药剂存储腔1连接，另一方面的作用是保证缓存腔5的密闭性，保证产气剂引燃产生的高压气体不外泄。

在缓存腔5的上方是药剂存储腔1，药剂存储腔1主要是存放水系灭火剂，水系灭火剂是由锌铝水滑石5份；氨基羧酸盐5份，海藻酸钠8份；山梨酸钾4份；十二烷基苯磺酸钠1.0份；去离子水添加至100份组成。该水系灭火剂还可以选自水和其他泡沫剂、表面活性剂、阻燃剂以及抗冻剂、冷却剂等等添加剂混合形成的无毒害作用的灭火药剂，其只要是常温常压下能够以液态形式稳定存在的灭火剂均可以。为了保证水系灭火剂的密封，本实施例的药剂存储腔1的底部设置有隔离件8，本实施例的隔离件8可以是封底膜层，将药剂存储腔1与缓存腔5隔离。但是该封底膜层在高温条件下受热溶解的，当产气剂引燃产生高压气体，封底膜层受热溶解，高压气流进入药剂存储腔1瞬间将少量水系灭火剂加热升温汽化，同时作为未汽化的灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射。

在筒体的药剂存储腔1上方是喷嘴10，在喷嘴10的喷口处也用封口膜11密封，防止液体流出，封口膜11和封底膜可是同一材质，其也是受热溶解。该喷嘴可以是直喷式喷嘴，也可以在喷口处增设引流管形成软管状喷嘴。

在喷嘴10的外侧还设置有泄压组件9，该泄压组件9的内侧可以与筒体的外壁之间形成卡接式连接，在泄压组件9由泄压环和分布在泄压环下端内壁上的多个限位块组成，对应本实施例的筒体上端口外壁上设置有限位圈，通过限位块和限位圈卡位，将泄压环卡固于筒体的端部。在泄压环的侧壁上开设有多组对冲式泄压孔，该对冲式泄压孔包括分布在泄压环侧壁上且泄压气流对向分布的两个泄压孔，且该对冲式泄压孔的中心与泄压环的中心点在同一条直线上，保证泄压气流的反推力能够相互抵消，减小作用在筒壁的反推力而保持灭火操作稳定性。

进一步说明，为了保证气压喷射稳定，延长灭火持续时间，保证灭火效率，本实施例的产气腔2、缓存腔5以及药剂存储腔1的内径一致且产气腔2、缓存腔5、药剂存储腔1之间的容积比为32：5：170，且缓存腔5的高度为15mm，但是不能大于20mm；产气剂与水系灭火剂的固液为0.048g/ml。

进一步说明，在缓存腔5还可以增设挡火片7，保证产气剂匀速燃烧且匀速产生高压气体，保证气压的持续时间，保证灭火持续时间。挡火片7可以采用耐火钢板制成，其在性能范围内有一定的弹性。参见图2，该挡火片7的结构是在基板的中心开设半径约为6mm的过火孔，在过火孔的外围是由多个挡火叶片沿过火孔径向呈圆周式展开所形成的栅网结构。本实施例的挡火叶片沿径向长度为10.5mm，每个叶片的圆心角为5°，每个挡火叶片都是沿同一个方向倾斜，为了保证透气效果以及挡火片7的性能，将其倾斜角度设置在5°，当灭火气压需要发生变换可以调整其在5～10°范围内调整。

使用时，打开点火启动器，点火器3被引燃，瞬间引燃产气剂，产生大量的高压气流，在缓存腔5聚集，当气压达到0.9MPa时，气压超过药剂存储腔1底部的封底膜层的承压系数，封底膜层热熔泄压，高压气流进入药剂存储腔1将少量水系灭火剂加热升温汽化自发增压，同时，高压气流作为未汽化的灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射，在推动过程中未汽化的灭火剂与高压气体、汽化的灭火剂气体混合形成高压混合气流，向火场全淹没式喷射灭火。

实施例2

参见图3，本实施例的水系气推式灭火装置的结构包括圆直筒形筒体，筒体内腔自下而上分为产气腔2、缓存腔5、药剂存储腔1，即产气腔2是在筒体的底部，在产气腔2内填装产气剂和点火器3，为了保证填装效果和避免产气剂引燃后的高温烫伤，将产气剂可以封装在尼龙橡胶隔热套中，产气剂可以选用由75％硝酸盐、15％三聚氰胺和10％酚醛树脂组成的易于引燃且引燃后产生惰性气体的组合物，也可以用其他的产气剂替代。在产气剂的上表面上埋设有点火器3，该点火器3通过导线与点火启动器连接。

在产气腔2的上方是缓存腔5，缓存腔5与产气腔2连通，其主要作用是当产气剂起初引燃时气压和温度较低时先在缓存腔5进行缓存和升温，缓存腔5设置有连接件6将产气腔2和药剂存储腔1连接，该连接件6的作用一方面是将产气腔2与药剂存储腔1连接，另一方面的作用是保证缓存腔5的密闭性，保证产气剂引燃产生的高压气体不外泄，在缓存腔5与产气腔2连通的一端沿径向还可以增设挡火片7，保证产气剂匀速燃烧且匀速产生高压气体，保证气压的持续时间，保证灭火持续时间，挡火片7是片状网孔板，可以采用陶瓷或不锈钢材料制成。

在缓存腔5的上方是药剂存储腔1，药剂存储腔1主要是存放水系灭火剂，水系灭火剂是由磷酸二氢铵15％、乙二胺四乙酸二钠0.2％、尿素2％、乙二醇2％、全氟烷基甜菜碱0.5％、烷基糖苷0.2％、水80％按照质量份配比制成。为了保证水系灭火剂的密封，本实施例的药剂存储腔1的底部设置有隔离件8将药剂存储腔1与缓存腔5隔离，使水系灭火剂封装在药剂存储腔1内。本实施例的隔离件8是可沿腔壁活动的活塞81，该活塞81与腔壁正对的位置加工有凹槽，在凹槽内嵌装有耐高温密封圈，在活塞81的中心开有泄压孔，并且在泄压孔上安装有泄压阀82，当气压超过泄压阀82的承压能力时，泄压阀82打开，高压气流通过，进入药剂存储腔1，将少量水系灭火剂加热升温汽化自发增压，同时高压气流作为未汽化灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射；当活塞81两侧的气压差超过其安装的承压能力时，活塞81也会随着气压向药剂存储腔1移动，保证药剂存储腔1的灭火剂能够完全释放，无残留，保证灭火效果最佳。

在筒体的药剂存储腔1上方是喷嘴10，喷嘴10的外侧还设置有泄压组件9，该泄压组件9是常见手持式灭火器用泄压环，以避免筒体内压力过高时能够及时泄压，防止反推力作用对操作人员造成伤害。在喷嘴10的喷口处还可以安装一个单向阀，以保证灭火剂的喷射压力，也能够避免灭火剂泄漏的问题。

进一步说明，为了保证气压喷射稳定，延长灭火持续时间，保证灭火效率，本实施例的产气腔2、缓存腔5以及药剂存储腔1的内径一致且产气腔2、缓存腔5、药剂存储腔1之间的容积比为32：5：150，且缓存腔5的高度为10mm，但是不能大于20mm；产气剂与水系灭火剂的固液为0.04g/ml。

使用时，打开点火启动器，点火器3被引燃，瞬间引燃产气剂，产生大量的高压气流，在缓存腔5聚集，当气压超过药剂存储腔1底部的泄压阀82的承压系数，泄压阀82泄压，高压气流进入药剂存储腔1将少量水系灭火剂加热升温汽化自发增压，同时，高压气流作为未汽化的灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射，在推动过程中汽化的灭火剂与高压气体混合形成高压混合气流，向火场全淹没式喷射灭火，而喷射过程中活塞81的两侧压力差变大，超过活塞81的承压能力时，活塞81也随着高压气流向药剂存储腔1的顶部移动，保证灭火剂全部释放，提高灭火效率。

实施例3

与实施例2不同之处在于：本实施例的产气腔2、缓存腔5以及药剂存储腔1的内径一致且产气腔2、缓存腔5、药剂存储腔1之间的容积比为32：5：300，且缓存腔5的高度为15mm，但是不能大于20mm；产气剂与水系灭火剂的固液为0.06g/ml。

本实施例的药剂存储腔1的底部设置有隔离件8将药剂存储腔1与缓存腔5隔离，使水系灭火剂封装在药剂存储腔1内，本实施例的隔离件8是可沿腔壁活动的活塞81，该活塞81与腔壁正对的位置加工有凹槽，在凹槽内嵌装有耐高温密封圈，在活塞81的中心开有泄压孔，并且在泄压孔上安装有单向泄压阀82，该泄压阀82的顶部设置顶针，当顶部顶针受到碰撞，下弹时泄压阀82才能打开泄压。

使用时，打开点火启动器，点火器3被引燃，瞬间引燃产气剂，产生大量的高压气流，在缓存腔5聚集，当气压达到0.9MPa时，活塞81下部与上部的气压差超过活塞81侧部的摩擦阻力时，高压气流作为活塞81的推动力，推动活塞上移，药剂存储腔1内的气压增大，少量水系灭火剂受压升温汽化自发增压，未汽化的灭火剂被推动向外喷射，向火场全淹没式喷射灭火，当活塞81被推动至顶部与筒体顶壁碰撞时，泄压阀82被开启，将腔体内剩余的灭火剂稳压释放，提高灭火剂的使用效率。

上述实施例的筒体仅是较佳的实施方式，并非限制性说明，且上述实施例中的筒体仅为灭火器的填装药剂的筒体部分，为了保证安全或者美观需要还可以在筒体外侧增设外筒或者把手等，筒体的使用可以根据使用环境以及使用的性能要求进行调整，其不属于本发明的创新部分，因此没有赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内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。

Claims (9)

1.一种水系气推式灭火装置，包括筒体，筒体的上端设置有喷嘴（10），其特征在于：所述筒体内腔自下而上分为产气腔（2）、缓存腔（5）、药剂存储腔（1），在产气腔（2）内填装产气剂和点火器（3），所述缓存腔（5）与产气腔（2）连通，通过缓存腔（5）将产气腔（2）与药剂存储腔（1）连接，药剂存储腔（1）的出口端与喷嘴（10）相对，且在药剂存储腔（1）内封装水系灭火剂，所述药剂存储腔（1）的底部设置有隔离件（8）将药剂存储腔（1）的底部与产气腔（2）隔离，所述隔离件（8）是中部设有泄压阀（82）的活塞（81）；

在产气腔（2）内填装的产气剂引燃后产生高压气流，当气压超过泄压阀（82）的承压能力时，泄压阀（82）打开，高压气流通过，进入药剂存储腔（1），将少量水系灭火剂加热升温汽化自发增压，同时高压气流作为未汽化灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射；当活塞（81）两侧的气压差超过其安装的承压能力时，活塞（81）也会随着气压向药剂存储腔（1）移动，保证药剂存储腔（1）的灭火剂能够完全释放。

2.根据权利要求1所述的水系气推式灭火装置，其特征在于：所述产气腔（2）、缓存腔（5）、药剂存储腔（1）之间的容积比为32：5：150~300。

3.根据权利要求1~2任一项所述的水系气推式灭火装置，其特征在于：所述筒体的喷嘴（10）外侧还设置有泄压组件（9）。

4.根据权利要求3所述的水系气推式灭火装置，其特征在于：所述泄压组件（9）包括泄压环，在泄压环的侧壁上开设有多组对冲式泄压孔，所述对冲式泄压孔包括分布在泄压环侧壁上且泄压气流对向分布的两个泄压孔，且该对冲式泄压孔的中心与泄压环的中心点在同一条直线上。

5.根据权利要求3所述的水系气推式灭火装置，其特征在于：所述喷嘴（10）上设置有单向阀或者在喷口处设置有封口膜（11）。

6.根据权利要求4所述的水系气推式灭火装置，其特征在于：所述缓存腔（5）内设置有连接件（6）将产气腔（2）和药剂存储腔（1）连接，所述缓存腔（5）的高度不大于20mm。

7.一种水系气推式灭火方法，其特征在于，通过权利要求1或2所述的水系气推式灭火装置实现，具体为：

将水系灭火剂封装在药剂存储腔（1），并与填装产气剂的产气腔（2）之间隔离，所述药剂存储腔（1）在产气腔（2）的气体出口端，引燃产气剂后，在缓存腔（5）聚集，当气压超过药剂存储腔（1）底部的隔离件（8）的承压系数，隔离件（8）泄压，产气剂的高压气流进入药剂存储腔（1）将部分水系灭火剂加热升温汽化自发增压，同时，产气剂所产生的高压气流作为灭火剂的动力源推动灭火剂向外喷射，向火场全淹没式喷射灭火。

8.根据权利要求7所述的水系气推式灭火方法，其特征在于：所述产气剂与水系灭火剂的固液为0.04~0.06g/ml。

9.根据权利要求7所述的水系气推式灭火方法，其特征在于：引燃产气剂后，在缓存腔（5）聚集，当气压达到0.8~1.0MPa时，隔离件（8）泄压。

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