CN114344771B - 一种用于高层建筑约束空间的灭火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高层建筑约束空间的灭火装置。它包括环境温度采集端，所述环境温度采集端的一端连接灭火装置控制器的一端，所述灭火装置控制器的另一端连接气体灭火装置；所述环境信号采集端、灭火装置控制器、气体灭火装置组成的整体呈一体结构；所述环境信号采集端通过灭火装置控制器开启或关闭气体灭火装置。本发明确保灭火装置在无电源情况下，高效执行灭火措施，从而实现对高层建筑约束空间内的电气火灾在发生初期及蔓延过程中的有效控制，提高高层建筑电气火灾防护的时效性及可靠性。

Description

一种用于高层建筑约束空间的灭火装置

技术领域

本发明属于灭火设备技术领域，具体涉及一种用于高层建筑约束空间的灭火装置。

背景技术

近年来，随着城市高层建筑不断增加。在高层建筑电力机房、电缆井、管道井等管井约束空间内未独立设置灭火装置，电缆桥架等未在防火分隔处采用有效措施进行防火封堵。电缆井，管道井内电气线路乱拉乱接或敷设不符合规范，电气设备容量负荷超标或安装不规范，部分消防电源的安全保障措施未落实，导致高层建筑电气火灾频发，人身及财产安全受到极大威胁。急需集中开展高层建筑电气火灾消防安全综合治理，坚决预防和遏制高层建筑重特大火灾事故发生。用于高层建筑电气火灾灭火装置得到业界的认可和大范围推广应用。新型高层建筑电气火灾灭火装置大部分利用电力电源作为系统驱动，来实现电气火灾的预警及报警功能。

目前高层建筑电气火灾的预警方法或者灭火装置大致可分为几类：

1、传感器监测负载、泄漏电流、谐波、电流、电压、功率、打火、电弧、温度、烟雾、湿度及三相缺相等参数，通过与系统内设定的模块单元进行对比识别，通过无线传输互联网技术来对火灾进行预警，但并未提供具体的灭火措施。

如发明专利CN112735073 A，提供了一种电气火灾设备预警远程监控系统，利用监测电气设备故障时的电流强度和环境温度来判断火灾信号的虚假，采用无线传输方式进行火灾预警。但是，当系统处于无源状态时，无法正常工作。

又如发明专利CN113299026 A，提供一种电气火灾预警安全系统，利用对现场环境监测模块采集现场环境参数，通过通讯模块传输，在远程监测模块进行预警和火灾处理。但是，在系统处于无源状态时，无法正常工作。

又如发明专利CN107564232 A，提供了一种基于物联网的电气火灾预警系统与方法，利用检测电气环境中的温度，通过物联网技术进行火灾预警。但是，系统处于无源状态时，系统无法正常工作。

2、通过监测火灾信号或检测火灾现场环境参数，通过触发装置来执行灭火措施。

如发明专利CN113101570 A，提供一种自动跟踪灭火系统，采用传感器来触发灭火装置进行灭火。但是，在系统处于无源状态时，系统无法正常工作，且灭火装置体积过大，在约束狭窄的空间内，无法使用。

又如发明专利CN112933461 A，提供了一种爆炸覆土和释放二氧化碳双重灭火系统及方法，在森林、草原发生火灾时，操控无人机群挂载二氧化碳灭火弹，通过爆炸覆土及释放二氧化碳，双重隔绝氧化剂、可燃物进而阻止火势蔓延发展，控制火情。但是，该装置并不适用高层建筑内的约束空间内。

又如发明专利CN111404054 A，提供了一种利用热胀冷缩原理的电力系统自动化降温防火装置，具备风力扩散电力柜体内部空气流动均匀，从而保证散热效果，提高柜体内电器设备的使用寿命，在发生着火时，采用干粉及时进行着火点的扑灭。但是，该装置仅适用于电力柜体内的电力设备处进行使用，在装置处于无源状态时，系统无法正常工作。

综上，目前，高层建筑约束空间内发生电气火灾受灭火装置供电有源易受断电影响变为无源系统而无法工作，同是受灭火装置体积大小无法在约束空间内应用。无源灭火装置结构的设计尤为重要，直接关系到灭火装置的在无源状态下仍能在第一时间完成灭火措施，有效控制火势蔓延。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种用于高层建筑约束空间的灭火装置。可有效解决高层建筑约束空间内突发电气火灾的灭火时效问题。

本发明采用的技术方案是：一种用于高层建筑约束空间的灭火装置，包括环境温度采集端，所述环境温度采集端的一端连接灭火装置控制器的一端，所述灭火装置控制器的另一端连接气体灭火装置；所述环境信号采集端、灭火装置控制器、气体灭火装置组成的整体呈一体结构；所述环境信号采集端通过灭火装置控制器开启或关闭气体灭火装置。

进一步优选的结构，所述环境温度采集端在水平方向上的横截面均呈圆柱形，且横截面的一端连接灭火装置控制器的一端。

进一步优选的结构，所述环境信号采集端包括可拆卸的外保护罩、设于外保护罩内的气包装置、设于气包装置一端的传动结构；所述气包装置自带气阀，所述气包装置内的气体为受热膨胀其体。气体为受热膨胀效果好，无毒且非易燃气体，如氦气。

所述外保护罩为可拆卸结构，便于置放气包装置，所述外保护罩具有良好的导热功能。所述气包装置在常温状态下，气压不足时可对其完成充气动作。所述传动结构在气包装置膨胀状态作用下，可向前移动，保证传动控制结构在传动结构推动作用下可控移动。

所述气包装置内的气体，在压力，体积，温度三者遵循理想方程P1V1/T1＝P2V2/T2，一定质量的气体在不同条件下会表现不同体积数值。

进一步优选的结构，所述灭火装置控制器包括壳体，内置于壳体内的传动控制结构、限位控制结构、启动控制结构、释压阀和传动控制槽；所述传动控制结构一端与传动结构连接，另一端与弹簧一端接触连接，所述弹簧另一端与限位控制结构一端连接，所述限位控制结构另一端伸出壳体外，所述传动控制结构与释压阀相连用于开启和关闭气体灭火装置，所述释压阀位于灭火装置控制器上开设的出气口内，所述启动控制结构用于开启释压阀，所述传动控制结构设于所述灭火装置控制器两端的传动控制槽内。所述弹簧位于其中一个传动控制槽内。所述启动控制结构为弹簧结构。

进一步优选的结构，所述传动控制结构上设有传动控制结构控制端，所述传动控制结构控制端呈三角形结构，所述传动控制结构控制端底面设有传动控制结构控制端面，所述传动控制结构控制端面为长方形台面结构；所述释压阀顶部设有三角凸起结构，所述三角凸起结构顶面设有三角凸起结构端面，所述三角凸起结构端面用于与传动控制结构控制端面配合接触。

当需要灭火时，所述传动结构在气包装置膨胀状态作用下，可向前移动，传动控制结构在传动结构推动作用下可控移动，三角凸起结构端面与传动控制结构控制端面分开，释压阀在启动控制结构(弹簧)的作用下顶起，开启气体灭火装置的出气孔，气体灭火装置内的灭火气体通过出气孔、出气口流入外部用于灭火。

进一步优选的结构，所述传动控制槽内置滚珠。提高传动灵敏度。

进一步优选的结构，所述传动控制结构控制端面的宽为2～3mm。

进一步优选的结构，所述传动控制结构控制端的其中一侧面与水平面的夹角为45°。更易于控制传动控制结构和释压阀的移动速度。

进一步优选的结构，所述气体灭火装置包括罐体和罐体顶部开设的出气孔，所述释压阀底部位于出气孔处，所述出气孔与出气口连通。

进一步优选的结构，所述气体灭火装置外层采用隔热装置，所述气体灭火装置内层防护区的温度范围是-10℃～50℃。从而保证其安全性。

所述气体灭火装置应用于高层建筑约束空间的电气灭火，根据不同体积的约束空间配置不同容量的气体，包括但不限于CO₂、七氟丙烷等气体，保证能够有效灭火，降低火灾风险。

本发明采用纯机械结构控制。简易、便捷、安全、可靠。

本发明通过环境信号采集端的气包装置在火灾时的热胀作用力下推动传动结构，从而推动灭火装置控制器内的传动控制结构，达到触发气体灭火装置的释压阀，实现排气灭火。灭火装置采用全机械联动结构，确保灭火装置在无电源情况下，高效执行灭火措施，从而实现对高层建筑约束空间内的电气火灾在发生初期及蔓延过程中的有效控制，提高高层建筑电气火灾防护的时效性及可靠性。

本发明具体有益效果如下：

1、所述环境信号采集端内布置有气包装置，气体为受热膨胀效果最好，无毒且非易燃气体。气包装置有优越的气胀效果，气包装置自带气阀，在常温状态下，气压不足时可对其完成充气动作。外保护罩为可拆卸结构，便于置放气包装置，外保护罩具有良好的导热功能，外部环境发生变化时，更有利于气包装置胀缩效果，从而推动传动结构动作。系统为无电源装置，有效保证使用的范围更广泛。

2、灭火装置控制器内置有限位控制结构，保证传动控制结构在气包装置膨胀作用下可控移动。传动控制槽内置滚珠，提高传动灵敏度。

3、通过在气包装置膨胀作用下，传动控制结构同时在限位控制结构和启动控制结构相互作用下，可确保自动灭火装置在发生火灾时能够有效动作。

4、气体灭火装置内根据不同体积的约束空间配置不同容量的气体，包括但不限于CO₂、七氟丙烷等气体，保证能够有效灭火，降低火灾风险。

附图说明

图1为本发明的剖面示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明结构示意图；

其中，1-环境信号采集端(11-气包装置、12-传动结构、13-外保护罩)、2-灭火装置控制器(21-传动控制结构、211-传动控制结构控制端、2111-传动控制结构控制端面、22-限位控制结构、23-启动控制结构、24-释压阀、241-三角凸起结构、2411-三角凸起结构端面、25-传动控制槽、26-出气口)、3-气体灭火装置(31-罐体、32-出气孔)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1～3所示，本发明包括环境温度采集端1，所述环境温度采集端1的一端连接灭火装置控制器2的一端，所述灭火装置控制器2的另一端连接气体灭火装置3；所述环境信号采集端1、灭火装置控制器2、气体灭火装置3组成的整体呈一体结构；所述环境信号采集端1通过灭火装置控制器2开启或关闭气体灭火装置3。

所述环境温度采集端1在水平方向上的横截面均呈圆柱形，且横截面的一端连接灭火装置控制器2的一端。

所述环境信号采集端1包括可拆卸的外保护罩13、设于外保护罩13内的气包装置11、设于气包装置11一端的传动结构12；所述气包装置11自带气阀，所述气包装置11内的气体为受热膨胀其体。气体为受热膨胀效果好，无毒且非易燃气体，如氦气。

所述外保护罩13为可拆卸结构，便于置放气包装置，所述外保护罩13具有良好的导热功能。所述气包装置11在常温状态下，气压不足时可对其完成充气动作。所述传动结构12在气包装置11膨胀状态作用下，可向前移动，保证传动控制结构21在传动结构12推动作用下可控移动。

所述气包装置11内的气体，在压力，体积，温度三者遵循理想方程P1V1/T1＝P2V2/T2，一定质量的气体在不同条件下会表现不同体积数值。

所述灭火装置控制器2包括壳体，内置于壳体内的传动控制结构21、限位控制结构22、启动控制结构23、释压阀24和传动控制槽25；所述传动控制结构21一端与传动结构12连接，另一端与弹簧一端接触连接，所述弹簧另一端与限位控制结构22一端连接，所述限位控制结构22另一端伸出壳体外，所述传动控制结构21与释压阀24相连用于开启和关闭气体灭火装置3，所述释压阀24位于灭火装置控制器2上开设的出气口26内，所述启动控制结构23用于开启释压阀24，所述传动控制结构21设于所述灭火装置控制器2两端的传动控制槽25内。所述弹簧位于其中一个传动控制槽25内。所述启动控制结构23为弹簧结构。

所述传动控制结构21上设有传动控制结构控制端211，所述传动控制结构控制端211呈三角形结构，所述传动控制结构控制端211底面设有传动控制结构控制端面2111，所述传动控制结构控制端面2111为长方形台面结构；所述释压阀24顶部设有三角凸起结构241，所述三角凸起结构241顶面设有三角凸起结构端面2411，所述三角凸起结构端面2411用于与传动控制结构控制端面2111配合接触。

当需要灭火时，所述传动结构12在气包装置11膨胀状态作用下，可向前移动，传动控制结构21在传动结构12推动作用下可控移动，三角凸起结构端面2411与传动控制结构控制端面2111分开，释压阀24在启动控制结构23(弹簧)的作用下顶起，开启气体灭火装置3的出气孔32，气体灭火装置3内的灭火气体通过出气孔32、出气口26流入外部用于灭火。

所述传动控制槽25内置滚珠。提高传动灵敏度。

所述传动控制结构控制端面2111的宽为2～3mm。

所述传动控制结构控制端211的其中一侧面与水平面的夹角为45°。更易于控制传动控制结构和释压阀的移动速度。

所述气体灭火装置3包括罐体31和罐体31顶部开设的出气孔32，所述释压阀24底部位于出气孔32处，所述出气孔32与出气口26连通。

所述气体灭火装置3外层采用隔热装置，所述气体灭火装置3内层防护区的温度范围是-10℃～50℃。从而保证其安全性。

所述气体灭火装置3应用于高层建筑约束空间的电气灭火，根据不同体积的约束空间配置不同容量的气体，包括但不限于CO₂、七氟丙烷等气体，保证能够有效灭火，降低火灾风险。

本发明采用纯机械结构控制。简易、便捷、安全、可靠。

本发明用于高层建筑发生电气火灾的实施灭火过程：

所述用于高层建筑约束空间的灭火装置在高层建筑安装有电气设施及设备的约束空间，环境信号采集端1整体呈现为圆柱体结构，通过安装支架上相同形状空位固定，通过内置气包设计实现对约束空间的火灾温升变化进行灭火。

所述环境信号采集端1内布置的气包装置11内的气体，在压力，体积，温度三者遵循理想方程P1V1/T1＝P2V2/T2，一定质量的气体在不同条件下会表现不同体积数值。

在约束空间内发生火灾时，火灾的温度范围可以确保气包装置11在热胀情况下推动传动结构12，从而推动传动控制结构21在传动控制槽25内向前移动，可以保证传动控制结构21得到充分的推动而触发气体灭火装置释压阀24。

将灭火装置控制器2的传动控制结构21与控制气体灭火装置3的释压阀24安装在相邻两个宽2～3mm的端面之间，两端面足够光滑，确保两者之间界面紧密接触，更有利于两端面的错位滑动。

灭火装置控制器3的传动控制结构21与释压阀24在传动结构12推动作用下，同时在限位控制结构22和启动控制结构23相互作用下。控制气体灭火装置3的释压阀24来实现气体灭火装置3排气的通断，最终是实现灭火功能。

在排气过程中，灭火气体通过排气口释放到约束空间内，并充满整个约束空间，达到灭火目的。灭火结束后通过手动操作限位控制结构22，将传动控制结构21还原至初始化状态。

本说明书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。

Claims (7)

1.一种用于高层建筑约束空间的灭火装置，其特征在于：包括环境温度采集端(1)，所述环境温度采集端(1)的一端连接灭火装置控制器(2)的一端，所述灭火装置控制器(2)的另一端连接气体灭火装置(3)；所述环境信号采集端(1)、灭火装置控制器(2)、气体灭火装置(3)组成的整体呈一体结构；所述环境信号采集端(1)通过灭火装置控制器(2)开启或关闭气体灭火装置(3)；

所述灭火装置控制器(2)包括壳体，内置于壳体内的传动控制结构(21)、限位控制结构(22)、启动控制结构(23)、释压阀(24)和传动控制槽(25)；所述传动控制结构(21)一端与传动结构(12)连接，另一端与弹簧一端接触连接，所述弹簧另一端与限位控制结构(22)一端连接，所述限位控制结构(22)另一端伸出壳体外，所述传动控制结构(21)与释压阀(24)相连用于开启和关闭气体灭火装置(3)，所述释压阀(24)位于灭火装置控制器(2)上开设的出气口(26)内，所述启动控制结构(23)用于开启释压阀(24)，所述传动控制结构(21)设于所述灭火装置控制器(2)两端的传动控制槽(25)内；

所述环境信号采集端(1)包括可拆卸的外保护罩(13)、设于外保护罩(13)内的气包装置(11)、设于气包装置(11)一端的传动结构(12)；所述气包装置(11)自带气阀，所述气包装置(11)内的气体为受热膨胀其体；

所述传动控制结构(21)上设有传动控制结构控制端(211)，所述传动控制结构控制端(211)呈三角形结构，所述传动控制结构控制端(211)底面设有传动控制结构控制端面(2111)，所述传动控制结构控制端面(2111)为长方形台面结构；所述释压阀(24)顶部设有三角凸起结构(241)，所述三角凸起结构(241)顶面设有三角凸起结构端面(2411)，所述三角凸起结构端面(2411)用于与传动控制结构控制端面(2111)配合接触；

当需要灭火时，所述传动结构(12)在气包装置(11)膨胀状态作用下，可向前移动，传动控制结构(21)在传动结构(12)推动作用下可控移动，三角凸起结构端面(2411)与传动控制结构控制端面(2111)分开，释压阀(24)在启动控制结构(23)的作用下顶起 ，开启气体灭火装置的出气孔(32)，气体灭火装置内的灭火气体通过出气孔(32)、出气口(26)流入外部用于灭火。

2.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑约束空间的灭火装置，其特征在于：所述环境温度采集端(1)在水平方向上的横截面均呈圆柱形，且横截面的一端连接灭火装置控制器(2)的一端。

3.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑约束空间的灭火装置，其特征在于：所述传动控制槽(25)内置滚珠。

4.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑约束空间的灭火装置，其特征在于：所述传动控制结构控制端面(2111)的宽为2～3mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑约束空间的灭火装置，其特征在于：所述传动控制结构控制端(211)的其中一侧面与水平面的夹角为45°。

6.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑约束空间的灭火装置，其特征在于：所述气体灭火装置(3)包括罐体(31)和罐体(31)顶部开设的出气孔(32)，所述释压阀(24)底部位于出气孔(32)处，所述出气孔(32)与出气口(26)连通。

7.根据权利要求1或6所述的一种用于高层建筑约束空间的灭火装置，其特征在于：所述气体灭火装置(3)外层采用隔热装置，所述气体灭火装置(3)内层防护区的温度范围是-10℃～50℃。

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