CN111632330B - 一种感温自启动气源装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于消防技术领域，提供一种感温自启动气源装置，它包括复合固体推进剂(11)、针刺火帽(12)、撞针(13)、弹簧(14)和联动机构(15)和消防感温玻璃泡(16)；复合固体推进剂封装于壳体中，壳体底部的复合固体推进剂与针刺火帽连接，壳体顶部设置有开口以供复合固体推进剂分解时产生气体逸出；撞针设置在针刺火帽的底端并距离针刺火帽底端预定间距，撞针通过行程运动撞击针刺火帽使针刺火帽点燃复合固体推进剂；联动机构连接撞针、消防感温玻璃泡和弹簧，联动机构在与消防感温玻璃泡连接方向上使弹簧形成压缩力，当消防感温玻璃泡感温破裂时，弹簧压力释放，驱动联动机构运动同时带动撞针运动形成对针刺火帽的撞击力。

Description

一种感温自启动气源装置

技术领域

本发明属于消防技术领域，具体地涉及一种感温自启动气源装置。

背景技术

目前，市场上的自动消防装置均使用感温自启动气源装置作为动力源，主要依靠电子元件感应探测、储压式气源提供动力。此类感温自启动气源装置在消防领域的运用已经比较成熟，简单实用，市场占有率较大。但存在几个较为明显的短板，一是感温元件和感烟元件均属电子元件，探测敏感度存在较大不稳定性，易出现误报和失效的情况；二是需要带电环境传导电信号，在环境较复杂的场合可靠性很差，起不到探测预警的作用；三是储压式气源在待机状态一直处于压力状态，存在一定安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的技术缺陷，提供一种感温自启动气源装置，它以复合固体推进剂作为储备气源，以消防感温玻璃泡作为环境测温元件，通过连接两者的触发点燃装置，使消防感温玻璃泡启温破裂时驱动触发点燃装置动作，以点燃复合固体推进剂，产生气体，形成驱动灭火介质的气源。

本发明的技术方案是，一种感温自启动气源装置，它包括复合固体推进剂、触发点燃装置和消防感温玻璃泡；所述复合固体推进剂封装于第一壳体中，第一壳体底部的复合固体推进剂与触发点燃装置连接以被触发点燃装置触发点燃，第一壳体顶部设置有开口以供复合固体推进剂点燃时产生气体逸出；所述触发点燃装置与消防感温玻璃泡连接，在消防感温玻璃泡感温破裂时触发点燃所述复合固体推进剂。

复合固体推进剂装载于第一壳体中，并在第一壳体底部与触发点燃装置连接以被出发点燃装置点燃，同时触发点燃装置与消防感温玻璃泡连接，消防感温玻璃泡在达到启动温度是破裂，形成触发点燃装置点燃第一壳体中的复合固体推进剂的驱动力。可以看出，本发明原理和结构简单，没有额外的供电装置及电子线路连接，以消防感温玻璃泡作为测温器和驱动器，驱动触发点燃装置去点燃复合固体推进剂，形成气源动力，可用于消防领域中的火灾探测、驱动储存的灭火介质、驱动气动触发的灭火装置介质。

进一步的，上述触发点燃装置包括针刺火帽、撞针、弹簧和联动机构；所述针刺火帽设置在第一壳体底部，以在撞针碰撞时点燃第一壳体中的复合固体推进剂；所述撞针设置在针刺火帽的底端并距离针刺火帽底端预定间距，撞针通过行程运动撞击针刺火帽使针刺火帽产生火焰；所述联动机构连接撞针、消防感温玻璃泡和弹簧，联动机构在与消防感温玻璃泡连接方向上使弹簧形成压缩力，当消防感温玻璃泡感温破裂时，弹簧压力释放，驱动联动机构运动，从而使联动机构带动其连接的撞针运动形成对针刺火帽的撞击力。

针刺火帽在一定的动能冲击下被启动产生火焰可以点燃复合固体推进剂，因此，在第一壳体底部设置与复合固体推进剂连接的针刺火帽，然后在距离针刺火帽一定距离上设置撞针，以在需要启动时使撞针运动撞击针刺火帽，而联动结构同时连接撞针、弹簧和消防感温玻璃泡形成了一个联动触发机构，联动结构在同一方向上连接弹簧和消防感温玻璃泡并使弹簧处于压缩状态，当消防感温玻璃泡破裂时，弹簧的压力被释放，形成了联动机构的运动驱动力，同时联动结构与撞针连接，其运动同步带动撞针运动形成对针刺火帽的撞击力，该设计是上述触发点燃装置结构的机械原理和初步实现。

更进一步的，本发明装置还包括第二壳体和和端帽；所述联动机构为横杆和竖杆形成的十字形连接结构；所述撞针包括顶端和连接底座，顶端靠近针刺火帽；所述横杆的一端垂直穿过撞针的连接底座并固定，另一端垂直穿过竖杆中心与竖杆固定连接，形成连接部；第二壳体用于在与撞针同向平行的方向上使所述联动机构的竖杆、弹簧和消防感温玻璃泡连接：所述竖杆与撞针同向的一端连接消防感温玻璃泡，消防感温玻璃泡另一端固定在第二壳体上；弹簧套接在竖杆另一端上，第二壳体的另一端有通孔，端帽从第二壳体外侧与通孔连接固定以将弹簧设置在第二壳体和连接部之间的竖杆上；当所述联动机构的竖杆、弹簧和消防感温玻璃泡安装于所述第二壳体中时，第二壳体的两端分别与消防感温玻璃泡和端帽连接且所述弹簧处于被压缩状态；所述弹簧被压缩的高度大于撞针与针刺火帽底端之间预定间距。

可以看出，本方案对联动机构进行了进一步优化，设计了一个十字连接的联动机构，竖杆是为了实现上述在同一方向上套接弹簧和连接消防感温玻璃泡，横杆是为了连接撞针，并使撞针与竖杆同步动作。本发明设计的核心是竖杆上套接弹簧的那一端没有被固定连接，可以相对于弹簧运动，当消防感温玻璃泡安装到位时，弹簧是以被压缩状态设置在联动机构的十字部与端帽之间，当消防感温玻璃泡破裂时，弹簧在端帽的一端因为端帽相对于第二壳体被固定无法释放压缩力，只能通过向十字连接部的那一端运动释放是压缩力，即弹簧形成对横杆与竖杆的十字连接处的推力，推动所述十字结构的联动机构向消防玻璃泡所在位置运动，因为弹簧的运动距离和精度系数，足以使与联动机构同步运动的撞针撞击针刺火帽被点燃。

更进一步的，上述弹簧的劲度系数为2～15N/mm，其被压缩的高度为5～20mm。

该压缩的高度配合弹簧的精度系数足以形成使针刺火帽点火的撞击力。

进一步的，上述消防感温玻璃泡的公称启动温度为93℃、141℃或182℃中的任意一种。

进一步的，上述复合固体推进剂包括粘合剂、固化剂、氧化剂和降温剂；所述粘合剂包括端羟基聚丁二烯和/或端羧基聚丁二烯，含量为按质量百分比计10％～40％；所述固化剂为甲苯二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯中，含量为按质量百分比计0.5％～5％；所述氧化剂为高氯酸铵和/或硝酸铵，含量为按质量百分比计20％～60％；所述降温剂为偶氮二甲酰胺，含量为按质量百分比计20％～60％。

更进一步的，上述封装复合固体推进剂的壳体底部有与针刺火帽位置对应的孔，以使针刺火帽被撞击时产生的火焰与复合固体推进剂直接接触点燃。

还进一步的，上述端帽为中空管状，外侧设置有螺纹，中空管的内径≥竖杆的外径，外侧的螺纹与第二壳体的通孔内壁配合用于相互固定，中空管便于竖杆其中运动，使弹簧被压缩或释放。

竖杆在弹簧内的长度足够长，甚至可以经端帽中间的中空管伸出第二壳体外，这样一是可以保证弹簧压缩或释放压力时中心有竖杆支撑，这样弹簧一直竖杆轴心为中心作直线运动，以免压缩力发生偏移，导致联动机构运动及其带动的撞针运动方向发生偏差，无法有效使针刺火帽被点燃；二是可以根据需要在竖杆的端部设置插钉销的通孔，以在运输、安装等过程中，通过穿入销钉使竖杆端部固定在端帽外，避免因消防感温玻璃泡误破碎发生联动机构运动使撞针产生撞击。

还进一步的，上述横杆和竖杆的连接方式包括螺纹连接、焊接或粘接中的一种。

横杆和竖杆固定连接同步运动是保证撞针与联动机构同步运动的关键，其连接方式为现有技术连接方式。

还进一步的，本发明装置还包括销钉，所述联动机构的竖杆端部设置有垂直于竖杆轴向的通孔，以使所述销钉与通孔配合形成竖杆相对于端帽的固定连接。

该设置即为实现上述目的：在运输、安装等过程中，通过穿入销钉使竖杆端部固定在端帽外，避免因消防感温玻璃泡误破碎发生联动机构运动使撞针产生撞击。

本发明相比于现有技术的有益效果是：

(1)本发明装置基于的原理简单，即通过感温玻璃泡感测火灾现场的温度变化，在达到其启动温度时触发点燃固体复合推进剂产生气体，以实现火灾探测和驱动灭火介质；

(2)本发明装置结构紧凑，通过消防感温玻璃泡感知环境温度，当温度达到其阈值时，消防感温玻璃泡破裂启动，发生破裂，联动与其连接的触发点燃装置去触发点燃固体复合推进剂；

(3)本发明装置具有适应环境温度宽泛的特点，即消防感温玻璃泡在未发生火灾的环境中，可以实现储备温度宽泛的特点，即环境温度可以从-60℃到阈值温度，在现有的感温器件中，绝大多数在低温-30℃就失效。

(4)本发明装置具有反应灵敏、快速的特点，即在玻璃泡受热破裂的同时联动机构启动，点燃针刺火帽，引燃固体推进剂，产生高压气体，因为各部件是机械连接和联动，玻璃泡受热破裂的同时整个装置各部件同步联动，不依赖电源进行探测，并能输出气源驱动力，因此不存在现有技术中采用电子感应或驱动可能产生的误差或失灵问题和危险。

(5)本发明装置具有可靠性高的特点，即只有在消防感温玻璃泡达到其启动温度的情况下才会破裂，触发其他关联装置动作，引燃固体复合推进剂。

本发明装置具有原理简单、结构紧凑、适应环境温度宽泛、反应灵敏、可靠性高的特点，可广泛适用于消防技术领域中灭火系统的火灾探测及驱动灭火介质。

本发明装置利用消防感温玻璃泡进行火灾温度探测，并且提供复合固体推进剂作为常压储存的气体动力源，当消防感温玻璃泡所处环境温度达到阈值温度时，玻璃泡破裂，通过联动机构启动针刺火帽，针刺火帽引燃复合固体推进剂，产生高压气体，作为气源驱动力。本发明装置稳定性高、适用范围广，适用于消防技术领域中灭火系统的火灾探测及驱动灭火介质。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1为本发明实施例中感温自启动气源装置的结构组成示意图；

图2为本发明实施例中感温自启动气源装置的各部件封装后形成的整体外形示意图；

图3为本发明实施例中感温自启动气源装置的工作流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种感温自启动气源装置，其结构如图1所示，它包括复合固体推进剂11、针刺火帽12、撞针13、弹簧14、联动机构15和消防感温玻璃泡16；复合固体推进剂11封装于第一壳体中，复合固体推进剂11设置在第一壳体底部，第一壳体顶部设置有开口以供复合固体推进剂11点燃时产生气体逸出；针刺火帽12设置在第一壳体底部并与复合固体推进剂11接触，优选在封装复合固体推进剂11的壳体底部有与针刺火帽12位置对应的孔，以使针刺火帽12被撞击时产生的火焰与复合固体推进剂11直接接触点燃，以在撞针13碰撞时点燃第一壳体中的复合固体推进剂11；撞针13设置在针刺火帽12的底端并距离针刺火帽12底端预定间距，撞针13通过行程运动撞击针刺火帽12使针刺火帽12产生火焰；联动机构15连接撞针13、消防感温玻璃泡16和弹簧14，联动机构15在与消防感温玻璃泡16连接方向上使弹簧14形成压缩力，当消防感温玻璃泡16感温破裂时，弹簧14压力释放，驱动联动机构15运动，从而使联动机构15带动其连接的撞针13运动形成对针刺火帽12的撞击力。

为了使装置更好工作，联动机构15及本发明其他设置、部件见连接关系优选设计和布置如下：本实施例装置还包括第二壳体和和端帽17；所述联动机构15为横杆151和竖杆152形成的十字形连接结构；所述撞针13包括顶端和连接底座，顶端靠近针刺火帽12；所述横杆151的一端垂直穿过撞针13的连接底座并固定，另一端垂直穿过竖杆中心与竖杆152固定连接，形成连接部153；第二壳体用于在与撞针13同向平行的方向上使所述联动机构15的竖杆152、弹簧14和消防感温玻璃泡16连接：所述竖杆152与撞针13同向的一端连接消防感温玻璃泡16，消防感温玻璃泡16另一端固定在第二壳体上；弹簧14套接在竖杆152另一端上，第二壳体的另一端有通孔，端帽17从第二壳体外侧与通孔连接固定以将弹簧14设置在第二壳体和连接部153之间的竖杆上；当所述联动机构15的竖杆152、弹簧14和消防感温玻璃泡16安装于所述第二壳体中时，第二壳体的两端分别与消防感温玻璃泡16和端帽17连接且所述弹簧14处于被压缩状态；所述弹簧14被压缩的高度大于撞针13与针刺火帽12底端之间预定间距。

为了形成适度压缩力和对针刺火帽的冲力，弹簧14的劲度系数优选为2～15N/mm，其被压缩的高度为5～20mm；同样，为了在减少环境感温干扰的同时提高可靠性，消防感温玻璃泡16的公称启动温度选择93℃、141℃或182℃中的任意一种。

第一壳体中装载的复合固体推进剂11包括粘合剂、固化剂、氧化剂和降温剂：粘合剂包括端羟基聚丁二烯和/或端羧基聚丁二烯，含量为按质量百分比计10％～40％；固化剂为甲苯二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯中，含量为按质量百分比计0.5％～5％；氧化剂为高氯酸铵和/或硝酸铵，含量为按质量百分比计20％～60％；降温剂为偶氮二甲酰胺，含量为按质量百分比计20％～60％。

优选地，端帽17连接竖杆152的一端中空管，外侧设置有螺纹，中空管的内径≥竖杆的外径，以固定竖杆152，外侧的螺纹结构用于与第二壳体内侧的螺纹配合将弹簧14压紧壳体内。

优选地，横杆151和竖杆152的连接方式包括螺纹连接、焊接或粘接中的一种。

当本实施例装置采用公称启动温度为141℃的国标感温玻璃泡时，当感温玻璃泡受火烤达到141℃后启动。该装置撞针13的自由行程为9mm，弹簧的劲度系数为4.9N/mm。该装置采用发气量以常温20℃不包括水蒸气计为500L/kg复合固体推进剂4g，产生的气体经过长度为10m、内径为4mm的不锈钢管路传输至直径为25mm的活塞，可产生约90N的推力。

上述的实施例仅作为本发明实施方案示例而非作为限制，可以采取其它的形式。以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种感温自启动气源装置，其特征在于：它包括复合固体推进剂(11)、触发点燃装置和消防感温玻璃泡(16)；

所述复合固体推进剂(11)封装于第一壳体中，第一壳体底部的复合固体推进剂(11)与触发点燃装置连接以被触发点燃装置触发点燃，第一壳体顶部设置有开口以供复合固体推进剂(11)点燃时产生气体逸出；

所述触发点燃装置与消防感温玻璃泡(16)连接，在消防感温玻璃泡(16)感温破裂时触发点燃所述复合固体推进剂(11)；

所述触发点燃装置包括针刺火帽(12)、撞针(13)、弹簧(14)和联动机构(15)；

所述针刺火帽(12)设置在第一壳体底部，以在撞针(13)碰撞时点燃第一壳体中的复合固体推进剂(11)；

所述撞针(13)设置在针刺火帽(12)的底端并距离针刺火帽(12)底端预定间距，撞针(13)通过行程运动撞击针刺火帽(12)使针刺火帽(12)产生火焰；

所述联动机构(15)连接撞针(13)、消防感温玻璃泡(16)和弹簧(14)，联动机构(15)在与消防感温玻璃泡(16)连接方向上使弹簧(14)形成压缩力，当消防感温玻璃泡(16)感温破裂时，弹簧(14)压力释放，驱动联动机构(15)运动，从而使联动机构(15)带动其连接的撞针(13)运动形成对针刺火帽(12)的撞击力；

还包括第二壳体和和端帽(17)；

所述联动机构(15)为横杆(151)和竖杆(152)形成的十字形连接结构；

所述撞针(13)包括顶端和连接底座，顶端靠近针刺火帽(12)；

所述横杆(151)的一端垂直穿过撞针(13)的连接底座，另一端垂直穿过竖杆中心与竖杆(152)固定连接，形成连接部(153)；

第二壳体用于在与撞针(13)平行的方向上使所述联动机构(15)的竖杆(152)、弹簧(14)和消防感温玻璃泡(16)连接：所述竖杆(152)与撞针(13)同向的一端连接消防感温玻璃泡(16)，消防感温玻璃泡(16)另一端固定在第二壳体上；弹簧(14)套接在竖杆(152)另一端上，第二壳体的另一端有通孔，端帽(17)从第二壳体外侧与通孔连接固定以将弹簧(14)设置在第二壳体和连接部(153)之间的竖杆上；

当所述联动机构(15)的竖杆(152)、弹簧(14)和消防感温玻璃泡(16)安装于所述第二壳体中时，第二壳体的两端分别与消防感温玻璃泡(16)和端帽(17)连接且所述弹簧(14)处于被压缩状态；所述弹簧(14)被压缩的高度大于撞针(13)撞击端与针刺火帽(12)撞击端之间预定间距；

所述复合固体推进剂(11)包括粘合剂、固化剂、氧化剂和降温剂；

所述粘合剂包括端羟基聚丁二烯和/或端羧基聚丁二烯，含量为按质量百分比计10％～40％；

所述固化剂为甲苯二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯，含量为按质量百分比计0.5％～5％；

所述氧化剂为高氯酸铵和/或硝酸铵，含量为按质量百分比计20％～60％；

所述降温剂为偶氮二甲酰胺，含量为按质量百分比计20％～60％；

所述端帽(17)为中空管，外侧设置有螺纹，中空管的内径≥联动机构(15)的竖杆(152)的外径，其外侧的螺纹与第二壳体的通孔内壁配合用于相互固定，中空管便于竖杆(152)在其中运动，使弹簧(14)被压缩或释放；

所述封装复合固体推进剂(11)的壳体底部有与针刺火帽(12)位置对应的孔，以使针刺火帽(12)被撞击时产生的火焰与复合固体推进剂(11)直接接触点燃；

还包括销钉，所述联动机构(15)的竖杆(152)端部设置有垂直于竖杆轴向的通孔，以使所述销钉与通孔配合形成竖杆(152)相对于端帽(17)的固定连接。

2.如权利要求1所述的感温自启动气源装置，其特征在于：所述弹簧(14)的劲度系数为2～15N/mm，其被压缩的高度为5～20mm。

3.如权利要求1所述的感温自启动气源装置，其特征在于：所述消防感温玻璃泡(16)的公称启动温度为93℃、141℃或182℃中的任意一种。

4.如权利要求1所述的感温自启动气源装置，其特征在于：所述横杆(151)和竖杆(152)的连接方式包括螺纹连接、焊接或粘接中的一种。

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