CN110575632A - 一种电池换电柜消防系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于换电柜消防技术领域，具体为一种电池换电柜消防系统，包括感应器、控制器、药剂瓶和管路，喷管连通连接管，且在喷管和药剂瓶的连接处设置启动阀。所述管路包括连接管和若干喷管，连接管的进口连接药剂瓶，喷管连通连接管，并在喷管的端部安装雾化喷头；所述药剂瓶包括，瓶口组件和瓶体，瓶体内设内管，该内管的下部为偏移管，该偏移管的管口偏向瓶体侧壁；瓶体内部充装灭火剂和氮气，其中灭火剂所在区域被偏移管的管口分成两部分，管口以上区域为喷射区，管口以下区域为蒸发区。该装置在快速喷射并灭火之后，能够持续提供灭火剂，这部分药剂弥补了电池仓内流失的药剂，因此能使电池仓内的药剂始终保持在可以抑制明火或电火花的状态。
Description
技术领域
本发明属于换电柜消防技术领域，具体为一种电池换电柜消防系统。
背景技术
市面上的灭火剂有水剂、七氟丙烷、二氧化碳、干粉、全氟己酮甚至气溶胶等均声称可以通过降温灭火、阻止化学反应灭火、隔绝氧气灭火等机理来灭锂电池的火灾。
换电柜的主要特点是具有多个电池仓，仓与仓之间设置隔断，整个内部空间结构复杂。电池包内部电芯出现热失控后会产生大量可燃成分(氢气、甲烷、一氧化碳、乙炔、乙烯、电解液挥发颗粒烟雾、活性炭颗粒等)，而换电柜箱体属于半密封状态，这容易使可燃气体汇聚进而燃烧或爆炸。由于换电柜的特殊构造，进入换电柜内的灭火剂不能通过自主流动快速进入各个仓口，这会使部分仓口的险情不能得到及时控制；另外，灭火剂可以覆灭明火，但是电池内部还在继续发热，现有的灭火装置在快速喷射后便再无灭火剂补给，电池仓内的灭火剂会慢慢流逝，导致浓度降低，而持续发热的电池很可能会使险情复燃。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池换电柜消防系统，该消防系统在实时检测电池仓温度、可燃气体浓度，当参数达到设定值后，控制器给启动阀信号，系统启动快速喷射灭火剂并灭火后，还可以通过蒸发持续补充灭火剂，以保证电池仓内灭火剂的浓度，进而起到以抑制险情复发的作用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电池换电柜消防系统，包括药剂瓶和管路，管路进口连接药剂瓶，所述管路包括连接管和喷管，连接管的进口连接药剂瓶，在喷管的端部安装雾化喷头；所述药剂瓶包括瓶口组件和瓶体，瓶口组件上安装启动阀，瓶体内设内管，该内管的下部为偏移管，该偏移管的管口偏向瓶体的侧壁；瓶体内部充装灭火剂和氮气，其中灭火剂所在区域被偏移管的管口分成两部分，管口以上区域为喷射区，管口以下区域为蒸发区；所述喷射区的灭火剂在氮气的作用下15min内喷射完，蒸发区的药剂65min内蒸发完。该装置还包括感应装置和控制器，感应装置安装在每个电池仓内，并连接控制器，控制器连接并控制启动阀。
在上述技术方案中，喷管直接将灭火剂送入电池仓，使每个电池仓内都可以有足够的灭火剂，而在药剂瓶的内管末端设置的偏移管可以对灭火剂进行定量划分，使上部的灭火剂通过内管快速喷射，下部的药剂缓慢蒸发，从而在灭火之后该装置可以持续供灭火剂，弥补电池仓内灭火剂的流失部分，以维持电池仓中灭火剂的浓度，这可以有效抑制险情复发。
优选地，所述药剂瓶可平置或竖直放置，平置时偏移管的管口位于最低处，偏移管的位置可以使药剂瓶在平置或竖直放置时，喷射区与蒸发区的空间体积比例相同。根据电池柜的具体规格，选择平置或者竖直放置药剂瓶，从而使药剂瓶具有更好的适用性。当连接管的进口通过连接软管连接药剂瓶时，药剂瓶和管路之间具有一定的移动空间，因此还可以根据情况适当调整药剂瓶或者管路的位置。
优选地，所述所述喷射区的灭火剂喷射时间为10min，蒸发区的灭火剂蒸发时间为60min。根据实验，在前期的喷射阶段，灭火剂会迅速达到灭火浓度，在达到灭火浓度后持续喷射，这个过程长达十分钟，可以使仓的灭火剂一直处于达标浓度的状态，而在蒸发阶段内，可以通过缓慢供给的方式提供灭火剂，以弥补流失的灭火剂，这可以给维修人员预留足够的时间进行维修。
优选地，所述连接管的内径0.5mm-30mm，喷管的内径0.2mm-10mm，雾化喷头的口径为0.05mm-10mm，且在10S内，喷头喷出灭火剂浓度达到灭火剂的灭火浓度。根据换电柜的规格，选用合适的药剂瓶，然后配设匹配的管路，可以合理利用灭火剂，从而使有限的灭火剂达到最佳的灭火效果。
优选地，所述感应装置包括温度感应器和可燃气体监测器，分别用于实时检测电池仓环境温度、可燃气体浓度，并将数据传送给控制器；温度和可燃气体浓度或变化速度达到设定值时，控制器给启动阀电压电流信号，灭火系统开始启动；灭火系统启动条件根据不同的电池类别设定温度和可燃气体浓度或变化速度的参数。
优选地，在瓶口组件或瓶体上设置药剂瓶卧放特定方向标识线，药剂瓶卧放时，需要保证偏移管管口位于最下方，而偏移管位于药剂瓶内部，无法直观看到，设置标志线，可以辅助人们准确快速的放置瓶子。
作为管路的一种优选方案，所述连接管纵向设置，所有连接管在下部汇聚为一根管路，同一列的喷管由纵向设置的连接管连接。
作为管路的另一种优选方案，连接管由H型管路，和二级H型管路组成，且二级H型管路设置在H型管路的四个出口处，所述喷管设置在二级H型管路的末端。
优选地，所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述雾化喷头通过螺纹密封与喷管连接，且可更换雾化喷头。
综上，该方案的主要有益效果在于：
1.电池仓可在10S内达到灭火浓度扑灭明火，10min内持续处于高浓度转态。
2.灭火后，电池仓60min内保持足够的灭火剂，电池不复燃；明火或电火花无法引燃内部可燃气体。
3.药剂用量少且利用率高。
4.可实现系统自动启动和手动启动。
5.对电池包、电池柜无污染。
6.气瓶可以平置，也可竖直放置，适用性强。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明的实施例的平面结构示意图。
图2为图1中所示管路的左视图。
图3为图1中所示药剂瓶半剖状态的卧示意图。
图4为图1中所示药剂瓶半剖状态的竖放示意图。
图5为图1中所示药剂瓶底部的标识线位置示意图。
图6为本发明第二种实施例的连接管部分的结构示意图。
图中，连接管1、药剂瓶2、连接软管3、喷管4、雾化喷头5、电池仓6、感应装置7、控制器8、瓶口组件21、瓶体22、内管23、偏移管24、氮气区25、喷射区26、蒸发区27、标识线28、H型管路101、二级H型管路102。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
图1至图5为本发明的第一种实施例，该实施例应用于具有三列电池仓的换电柜，具体为一种电池换电柜消防系统，包括一个药剂瓶和三根纵向设置的连接管1，所有连接管1在下部汇聚为一根总管路，且在连接管1上设置与电池仓6一一对应的喷管4。其中连接管1内径为18mm，喷管4内径为8mm，总管路的进口连接药剂瓶2，在喷管4的端部通过螺纹密封的方式安装雾化喷头5，雾化喷头5的口径为1mm；所述药剂瓶具有4L容量体积，包括瓶口组件21和瓶体22，瓶口组件21上安装启动阀，瓶体22内设内管23，该内管23的下部为偏移管24，该偏移管24的管口偏向瓶体22的侧壁；
瓶体22内部空间分为灭火剂区和氮气区25，其中氮气压力1.5MPa，其中灭火剂区被偏移管24的管口分成两部分，管口以上区域为喷射区26，其体积为2.5L，管口以下区域为蒸发区27，其体积为1L；所述喷射区26的灭火剂在氮气的作用下喷射，10S内使电池仓灭火剂浓度达到7.5％(七氟丙烷灭火浓度)，整个喷射过程持续10min，蒸发区27的药剂蒸发60min。
该装置还包括感应装置7和控制器8，感应装置7安装在每个电池仓内，并连接控制器8，控制器8连接并控制启动阀。其中感应装置包括温度感应器和可燃气体监测器，感应装置通过检测温度和可燃气体(甲烷、氢气、一氧化碳)浓度以及变化速度来判断电池仓是否冒烟或出现明火，然后将信号反馈给控制器，当达到预设参数时，控制器综合分析后给启动阀电压电流信号，灭火系统开始启动；灭火系统启动条件根据不同的电池类别设定温度和可燃气体浓度或变化速度的参数。
在该实施例中，喷管4直接将灭火剂送入电池仓，使每个电池仓内都可以有足够的灭火剂，而在药剂瓶2的内管末端设置的偏移管24可以对灭火剂进行定量划分，使上部的灭火剂通过内管23快速喷射，下部的药剂缓慢蒸发，从而在灭火之后该装置可以持续供灭火剂，弥补电池仓内灭火剂的流失部分，以维持电池仓中灭火剂的浓度，这可以有效抑制险情复发。
设置偏移管24的位置，使得药剂瓶2平置或竖直放置时偏移管的管口下方空间的体积比相同，即平置或竖直放置时，喷射区与蒸发区的空间体积都为都为1L。因此可以根据电池柜的具体规格，选择平置或者竖直放置药剂瓶，从而使药剂瓶具有更好的适用性。并采用连接软管3连接药剂瓶2和连接管1，这样可以使药剂瓶2和管路之间具有一定的移动空间，因此还可以根据情况适当调整药剂瓶或者管路的位置。
为便于准确卧放药剂瓶，在瓶口组件或瓶体上设置药剂瓶卧放特定方向标识线28，当标识线28位于最下方时，偏移管24位于最低处，此时蒸发区体积为1L。借助设置标志线28，可以辅助人们准确快速的放置瓶子。
图6为本发明提供的第二个实施例，该实施例应用于具有四列电池仓的换电柜，其与第一种实施例的唯一不同在于管路的设计，其连接管1采用一个H型管路101和四个二级H型管路102组成，且二级H型管路设置在H型管路的四个出口处，所述喷管4设置在二级H型管路的末端。
该系统的使用不仅可以节省灭火剂，而且可以合理利用灭火剂，在快速喷射并灭火之后，还能够持续提供灭火剂，这部分药剂弥补了电池仓内流失的药剂，因此可以使电池仓内的药剂始终保持在可以抑制明火或电火花的状态，有效方式险情复发，给工作人员带来足够的维修时间。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池换电柜消防系统，包括药剂瓶和管路，管路进口连通药剂瓶，其特征在于：所述管路包括连接管和若干喷管，连接管的进口连接药剂瓶，喷管连通连接管，并在喷管的端部安装雾化喷头；所述药剂瓶包括瓶口组件和瓶体，瓶口组件上安装启动阀，瓶体内设内管，该内管的下部为偏移管，偏移管的管口偏向瓶体侧壁；瓶体内部充装灭火剂和氮气，其中灭火剂所在区域被偏移管的管口分成两部分，管口以上区域为喷射区，管口以下区域为蒸发区；所述喷射区的灭火剂在氮气的作用下15min以内喷射完，蒸发区的药剂65min以内蒸发完；该装置还包括感应装置和控制器，感应装置安装在每个电池仓内，并连接控制器，控制器连接启动阀。
2.如权利要求1所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述药剂瓶可平置或竖直放置，平置时偏移管的管口位于最低处，偏移管的位置可以使药剂瓶在平置或竖直放置时，喷射区与蒸发区的空间体积比例相同。
3.如权利要求2所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述连接管通过连接软管连接药剂瓶的瓶口组件。
4.如权利要求2所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述所述喷射区的灭火剂喷射时间为10min，蒸发区的灭火剂蒸发时间为60min。
5.如权利要求4所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述连接管的内径0.5mm-30mm，喷管的内径0.2mm-10mm，雾化喷头的口径为0.05mm-10mm，且在10S内，喷头喷出灭火剂浓度达到灭火剂的灭火浓度。
6.如权利要求1至5中任一项所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述感应装置包括温度感应器和可燃气体监测器，分别用于实时检测电池仓环境温度、可燃气体浓度，并将数据传送给控制器；温度和可燃气体浓度或变化速度达到设定值时，控制器给启动阀电压电流信号，灭火系统开始启动；灭火系统启动条件根据不同的电池类别设定温度和可燃气体浓度或变化速度的参数。
7.如权利要求6所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：在瓶口组件或瓶体上设置药剂瓶卧放特定方向标识线。
8.如权利要求6所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述连接管纵向设置，所有连接管在下部汇聚为一根管路，同一列的喷管由纵向设置的连接管连接。
9.如权利要求6所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：连接管由H型管路，和二级H型管路组成，且二级H型管路设置在H型管路的四个出口处，所述喷管设置在二级H型管路的末端。
10.如权利要求7至9中任一项所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述的一种电池换电柜消防系统，其特征在于：所述雾化喷头通过螺纹密封与喷管连接，且可更换雾化喷头。
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