CN110841236A - 微空间过热自动保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于消防设备技术领域，涉及微空间过热自动保护系统，包括灭火剂容器瓶，其上部连接瓶头阀，瓶头阀与FDT管、释放管连接，释放管和喷嘴连接，所述瓶头阀包括下阀体、小球阀和阀帽，小球阀与下阀体的内腔连通，小球阀上端设有出口C；下阀体包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔的侧壁和下端分别设有出口B和进口A；所述第一空腔安装有活塞和弹簧；所述活塞设有带沉孔的轴向通孔与瓶头阀共轴线，所述活塞顶部的直径大于其底部的直径，所述活塞下端安装有螺栓；所述弹簧为圆锥形，所述弹簧安装在阀帽和活塞上端的沉孔之间；所述出口C与出口B的直径比为1:5～1:3。本发明将火灾消灭在萌芽状态，可节省人力与物力，降低火灾造成的损害。
Description
技术领域
本发明涉及微空间过热自动保护系统，属于消防设备技术领域。
背景技术
火灾过程一般都会经历初起阶段、发展阶段、猛烈阶段、下降和熄灭阶段。火灾初起，一般源于设备系统内部的单一或少量部件的温度过高，此部件通常位于柜体或其它壳罩内部，形成微热环境，此时燃烧面积不大，烟气流动速度较慢，火焰辐射出的能量还不多，此阶段是灭火的最有利时机，但传统方法布置在柜体或壳体外部的大型消防设备在此时一般还未能开启动作，而且还需要对设备进行停机清理，造成灾后损失和清理困难的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了微空间过热自动保护系统，其技术方案如下所述：
微空间过热自动保护系统，包括灭火剂容器瓶、瓶头阀、FDT管、释放管和喷嘴，所述灭火剂容器瓶上部连接瓶头阀，所述瓶头阀与FDT管、释放管连接，所述释放管和喷嘴连接，其特征在于，
所述瓶头阀：为中空的圆柱体，所述瓶头阀包括下阀体和小球阀，所述小球阀下端设置有阀帽，所述阀帽安装在下阀体上端，所述小球阀与下阀体的内腔连通，所述小球阀上端设有出口C；
所述下阀体：包括上部的第一空腔和下部的第二空腔，所述第一空腔的直径大于第二空腔；
所述第一空腔：安装有活塞和弹簧；所述第一空腔的侧壁上设有出口B，所述第一空腔的下端设置有进口A；
所述活塞：与瓶头阀共轴线，所述活塞内设有带沉孔的轴向通孔，所述活塞下端安装有螺栓；
所述弹簧：为圆锥形，所述弹簧安装在阀帽和活塞上端的沉孔之间；
所述出口C与出口B的直径比为1:5～1:3。
进一步的，所述活塞顶端的横截面大于其底部的横截面，使活塞上端作用力F大于下端作用力F，确保活塞在压强P的作用下向下运动密封住阀体上的出口B；当活塞上端泄压时，活塞在下腔压强P的作用下向上运动，阀体上的出口B开启，释放灭火剂。
进一步的，所述进口A：下端连接有灭火剂容器瓶；
所述出口B：连接有释放管，所述释放管上出口端设置有喷嘴；
所述出口C：上端连接有FDT管。
进一步的，所述螺栓设有轴向通孔，所述通孔的孔径不大于5mm。
进一步的，所述FDT管的终端连接有第三信号反馈装置，所述出口C与FDT管之间设置有第一信号反馈装置；
所述第二空腔：所述第二空腔的侧壁上设置有第二信号反馈装置、压力表开关接头和泄压阀。
进一步的，第三信号反馈装置为压力传感器，通过有线和无线的方式将信号传递给远程警报系统。
进一步的，所述系统的灭火时间t与出口C与出口B的直径比f的关系为：当f<1/5时，灭火时间t>6s；当1/5<f<1/3时，2.1s≤t≤6s；当f>1/3时，t<2.1s。
进一步的，所述系统的灭火时间t与灭火剂容器瓶的充装压力P和喷嘴的流速u的函数关系为：当充装压力1.5MPa<P≤4.2MPa时，灭火时间t<6s；当P>4.2MPa时，灭火时间t保持不变。
本发明的有益效果：
本发明可以在机柜内等微环境内探测火源并及时灭火，把风险消灭在火灾初起阶段，增强这整区域消防力度，可将设备内部异常温度及火灾消灭在萌芽状态，保护重要装备和核心资产，该系统是自我激活的智能热保护系统，其设计精简、可靠、易于安装和维护，可节省大量人力与物力，降低火灾造成的损害。
附图说明
图1为所述微空间过热自动保护系统的示意图；
图2为所述瓶头阀的剖面图；
图3为所述瓶头阀的左视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示的微空间过热自动保护系统，包括灭火剂容器瓶2，灭火剂容器瓶2内装有灭火剂，灭火剂容器瓶2上端设置有瓶头阀3，所述瓶头阀3上端和的侧面分别安装有FDT管5和释放管6，所述瓶头阀3和FDT管5之间设置有第一信号反馈装置8，瓶头阀3的侧壁上设置有第二信号反馈装置7，FDT管5为波纹管其末端连接有第三信号反馈装置9，释放管6末端安装有喷嘴4，FDT管5是美国的Firetrace International LLC销售的一种火灾探测管，其内径4mm，当FDT管5遇到高温或火灾是破裂，管内压力变低，第一信号反馈装置8经信号反馈给警报系统，同时瓶头阀3内部受压力变化使出灭火剂经释放管6上的喷嘴4喷出，充满电气柜达到灭火的目的；本实施例采用的全氟己酮灭火剂，灭火剂罐体充装率小于0.6kg/l,时，能保证更好的施放效果，更短的灭火时间。
具体的，如图2所示的瓶头阀3具有中空内腔的圆柱体，所述瓶头阀3包括下阀体31和小球阀32，所述小球阀32下端设置有阀帽37，所述阀帽37安装在下阀体31上端，所述小球阀32与下阀体31的内腔连通，所述小球阀32上端设有与FDT管5连接的出口C，所述FDT管5的终端连接有第三信号反馈装置9，所述出口C与FDT管5之间设置有第一信号反馈装置8，所述下阀体31包括上部的第一空腔311和下部的第二空腔312，其中第一空腔311的直径大于第二空腔312；所述第一空腔311的侧壁上设有与释放管6连接的出口B，所述第一空腔311的下端设置有灭火剂容器瓶2连接的进口A；其中出口C与出口B的直径比为1:5～1:3时，灭火速到均小于4s。
进一步的，第一空腔311安装有活塞36和弹簧35，活塞36与下阀体31间隙配合，所述活塞36内设有带沉孔的轴向通孔，与瓶头阀3共轴线，所述活塞36顶部的横截面大于其底部的横截面，所述弹簧35为圆锥形，安装在阀帽37和活塞36上端的沉孔之间，采用圆锥形弹簧是因为，当弹簧的载荷达到一定程度时，弹簧从大圈到小圈依次并紧，刚度逐渐增大，其特性线由线性变为渐增型，具有明显的非线性。与传统的圆柱形螺旋弹簧相比，它的结构紧凑，在相同的外廓尺寸情况下能承受更大的载荷，并产生较大的变形，其全压缩高度比较小，而且具有较大的横向稳定性，由于阀体中性能好坏，直接影响到整个灭火系统的制动性能，故要求尺寸紧凑，力学性能好，反应时间快，因此采用锥形螺旋弹簧效果最佳；所述活塞36下端安装有螺栓39，所述螺栓39设有轴向通孔，其孔径不大于5mm用于限流。
另外第二空腔312的侧壁上设置有第二信号反馈装置7、压力表开关接头33和泄压阀8，便于查看压力变化，所述第一信号反馈装置8和第二信号反馈装置7和第三信号反馈装置9为压力传感器。
实施例2
本实施例采用的灭火剂为Novec 1230，属于氟化酮类，灭火效率高，灭火浓度低，能灭A、B、C类火灾，不导电，易挥发不留痕迹残渣，可以用保护价值昂贵的装饰和物品存放场所，对装备和物品无任何损害，其消耗臭氧潜能值(ODP值)为0，温室效应潜能值(G.WP值)为1，大气存留时间为5天，其毒性很低，是一种能用于有人场所的比较安全可靠的灭火剂，该灭火剂既不属于HFC，也不属于惰性气体类哈龙替代品，是一种全新的哈龙替代品，在哈龙替代领域取得了突破性进展。Novec 1230灭火剂已经得到了美国环保署EPA的认可并列入了美国环保署重要新替代物政策SNAP。气体介质灭火系统分委员会ISO/TC21 SC8、美国国家消防协会NFPA也准备分别在ISO—14520、NFPA2001中加进Novec 1230。
本实施例中信号反馈装置型号信息：厂家：宜兴市锦辉铜材有限公司；型号：QXF0.8/5.3；当压力变动后，电回路自动断开，通过有线、无线等方式与警报系统连接。
如图1所示的微空间过热自动保护系统，包括灭火剂容器瓶2，瓶头阀3、FDT管5、释放管6和喷嘴4，灭火剂容器瓶2内装有灭火剂，灭火剂容器瓶2的上端设置有瓶头阀3，所述瓶头阀3上端依次连接第一信号反馈装置8、释放管6和喷嘴，灭火剂容器瓶2的侧面安装有FDT管5，FDT管5的末端连接有第三信号反馈装置9。
其中FDT管5为火探管和释放管6通过化成架安装在电器柜内，释放管6安装在柜体顶部，FDT管安装在电气柜内部，其长度根据柜体结构设置，为了能够及时感应柜体内部温度过高或火灾，故而需要保证柜体的各个角度上设置有FDT管，当FDT管5遇到高温或火灾破裂时，管内压力变低，第一信号反馈装置8经信号反馈给警报系统，同时瓶头阀3内部受压力变化使出灭火剂经释放管6上的喷嘴4喷出，充满电气柜达到灭火的目的。
如图2所示的瓶头阀3具有中空内腔的圆柱体，所述瓶头阀3包括下阀体31和小球阀32，所述小球阀32下端设置有阀帽37，所述阀帽37安装在下阀体31上端，所述小球阀32与下阀体31的内腔连通，所述小球阀32上端设有与FDT管5连接的出口C，所述FDT管5的终端连接有第三信号反馈装置9，所述出口C与FDT管5之间设置有第一信号反馈装置8，所述下阀体31包括上部的第一空腔311和下部的第二空腔312，第一空腔311安装有活塞36和弹簧35，活塞36与下阀体31间隙配合，所述活塞36内设有带沉孔的轴向通孔，与瓶头阀3共轴线，所述活塞36顶部的横截面大于其底部的横截面，所述弹簧35为圆锥形，安装在阀帽37和活塞36上端的沉孔之间，所述活塞36下端安装有螺栓39，所述螺栓39设有轴向通孔，其孔径不大于5mm用于限流。
其中第一空腔311的直径大于第二空腔312；所述第一空腔311的侧壁上设有与释放管6连接的出口B，所述第一空腔311的下端设置有灭火剂容器瓶2连接的进口A；其中出口C与出口B的直径为1:5～1：3，当f<1/5时，灭火时间t>6s；当1/5<f<1/3时，2.1s≤t≤6s；当f>1/3时，t<2.1s；当灭火剂容器瓶2充装压力P小于4.2时，喷嘴4的流速u随着压力增大而增大，灭火时间随之变短，，当充装压力P大于4.2MPa时，随着压力增大，喷嘴的流速u保持不变，灭火时间也保持不变，当充装压力1.5MPa<P≤4.2MPa时，灭火时间t<6s；当P>4.2MPa时，灭火时间t保持不变。
具体过程：平时探火管感温自启动灭火装置容器阀在容器内灭火剂和加压气体压强P的作用下，由于活塞36上下两端的面积差，使活塞36上端作用力F1大于下端作用力F2，确保活塞36在压强P的作用下向下运动密封住阀体3上的出口B，使阀门处于关闭状态，密封住灭火剂。
当发生火灾时，探火管感温自启动灭火装置容器阀上的小球阀32出口C所接的FDT管5感温爆破，活塞36上端的灭火剂经小球阀32由探火管上爆破口释放，由于活塞36下端连接的小孔螺钉39上的小孔限流作用，使经活塞36流向探火管的灭火剂流量极小，活塞36上端的压强P快速下降，活塞在下端压强P的作用下克服活塞上端的余压和压簧5的作用力向上运动，出口B开启，容器内的灭火剂由进口A经出口B所接的释放管6流向防护区实施灭火。同时，第二信号反馈装置7上连接的压力开关，将探火管感温自启动灭火装置动作信号反馈给报警设备或中控室。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.微空间过热自动保护系统，包括灭火剂容器瓶(2)、瓶头阀(3)、FDT管(5)、释放管(6)和喷嘴(4)，所述灭火剂容器瓶(2)上部连接瓶头阀(3)，所述瓶头阀(3)与FDT管(5)、释放管(6)连接，所述释放管(6)和喷嘴(4)连接，其特征在于，
所述瓶头阀(3)：为中空的圆柱体，所述瓶头阀(3)包括下阀体(31)和小球阀(32)，所述小球阀(32)下端设置有阀帽(37)，所述阀帽(37)安装在下阀体(31)上端，所述小球阀(32)与下阀体(31)的内腔连通，所述小球阀(32)上端设有出口C；
所述下阀体(31)：包括上部的第一空腔(311)和下部的第二空腔(312)，所述第一空腔(311)的直径大于第二空腔(312)；
所述第一空腔(311)：安装有活塞(36)和弹簧(35)；所述第一空腔(311)的侧壁上设有出口B，所述第一空腔(311)的下端设置有进口A；
所述活塞(36)：与瓶头阀(3)共轴线，所述活塞(36)内设有带沉孔的轴向通孔，所述活塞(36)下端安装有螺栓(39)；
所述弹簧(35)：为圆锥形，所述弹簧(35)安装在阀帽(37)和活塞(36)上端的沉孔之间；
所述出口C与出口B的直径比为1:5～1:3。
2.根据权利要求1所述的微空间过热自动保护系统，其特征在于，所述活塞(36)顶端的横截面大于其底部的横截面，使活塞(36)上端作用力F1大于下端作用力F2，确保活塞(36)在压强P的作用下向下运动密封住阀体(3)上的出口B；当活塞(36)上端泄压时，活塞(6)在下腔压强P的作用下向上运动，阀体(3)上的出口B开启，释放灭火剂。
3.根据权利要求2所述的微空间过热自动保护系统，其特征在于，所述进口A：下端连接有灭火剂容器瓶(2)；
所述出口B：连接有释放管(6)，所述释放管(6)上出口端设置有喷嘴(4)；
所述出口C：上端连接有FDT管(5)。
4.根据权利要求1所述的微空间过热自动保护系统，其特征在于，所述螺栓(39)设有轴向通孔，所述通孔的孔径不大于5mm。
5.根据权利要求1所述的微空间过热自动保护系统，其特征在于，所述FDT管(5)的终端连接有第三信号反馈装置(9)，所述出口C与FDT管(5)之间设置有第一信号反馈装置(8)；
所述第二空腔(312)：所述第二空腔(312)的侧壁上设置有第二信号反馈装置(7)、压力表开关接头(33)和泄压阀(8)。
6.根据权利要求5所述的微空间过热自动保护系统，其特征在于，第三信号反馈装置(9)为压力传感器，通过有线和无线的方式将信号传递给远程警报系统。
7.根据权利要求1所述的微空间过热自动保护系统，其特征在于，所述系统的灭火时间t与出口C与出口B的直径比f的关系为：当f<1/5时，灭火时间t>6s；当1/5<f<1/3时，2.1s≤t≤6s；当f>1/3时，t<2.1s。
8.根据权利要求1所述的微空间过热自动保护系统，其特征在于，所述系统的灭火时间t与灭火剂容器瓶(2)的充装压力P和喷嘴(4)的流速u的函数关系为：当充装压力1.5MPa<P≤4.2MPa时，灭火时间t<6s；当P>4.2MPa时，灭火时间t保持不变。
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Application publication date: 20200228 |