CN1454685A - 以液氮为灭火剂的灭火装置 - Google Patents

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Abstract

以液氮为灭火剂的灭火装置，储罐由外具真空夹套的不锈钢内胆和用铝泊缠绕的绝热外层组成。其上装有压力表、液面计、放空阀、安全阀。下部有充液阀、净化阀；一侧有蒸发装置，另一侧有液氮施放装置。其电动控制系统由联动控制器、灭火控制盘、感温探测器、报警器和CRT监测装置组成，其间由电路连接。控制分手动、自动控制。液氮施放装置，由电动自控阀门，超低温液体泵，绝热管和喷嘴组装而成。其优点是，结构简单、容易操作、液氮为灭火剂无毒害、不导电、灭火迅速有效，不留痕迹。适用于保存贵重文物、档案、书籍、仪器、易燃易爆场合、军事机要部门灭火。该装置可装在建筑物内也可装在车、船、舰只、机场。

Description

以液氮为灭火剂的灭火装置
技术领域
本发明涉及消防灭火装置，特别是以液氮为灭火剂的消防灭火装置的设计与制造技术领域。
背景技术
现有灭火装置中主要有移动式和固定式。移动式有消防水车、消防泡沫车；固定式主要是重要场合有氮气管路式自控灭火系统、一般场合的消火栓等。此外还有手持式泡沫灭火器和其种类不一的化学灭火器。所用的灭火剂中水是应用最广的。但碳氢化合物起火用水灭火不行，因其比重轻于水且不溶于水，起火时总是在水面上燃烧。化学化工材料起火用泡沫灭火效果好。但在特殊场合，如存放档案、文献、书籍、书画、贵重物品的地方，用泡沫灭火剂将会污染甚至毁坏这些物品。手持式灭火器因其体积小，所装灭火剂少，只能用于灭局部，如厨火等场所的小火。
总之，现有的灭火装置，使用历史很长，应用范围很广，也很适用。但用于特殊场合，如存放档案、文献、文物、书籍、书画，贵重物品的场合及相关军事单位的灭火均存程度不同的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种以液氮为灭火剂的灭火装置。其技术方案是：
以液氮为灭火剂的灭火装置(以下简称灭火装置)，由灭火剂储罐(以下简称储罐)、蒸发器、超低温液体泵、电动自控阀门组、绝热管路和喷嘴组成。储罐由圆柱形、拱形封头外具真空夹套的超低温不锈钢内胆和绝热外层组成。储罐配装压力表、液面计、安全阀、放空阀。储罐下部中心部位装有充液阀。储罐下部一侧装有蒸发器，液氮管由蒸发器通过。蒸发器的作用是，在灭火作业的同时开动蒸发器，使储罐中少量液氮流经蒸发器后气化成氮气，进入储罐上部使罐内形成一定的压力。其同侧还装一个净化阀门，作为首次充液氮前清罐氮气出口阀。储罐下部另一侧由连接在充液管上的阀门、超低温液体泵、绝热管和喷嘴构成液氮施放机构。绝热管路中需要弯曲或移动部分采用金属软管。该装置中所用阀门均系电动自控阀门。超低温液体泵必须达到如下技术指标：
介质温度：-196℃
进口压力：0.2～0.65MPa
出口压力：1.0～1.45MPa
杨程H＝80米
系统预冷时间≤15秒
喷嘴为直流式、散流式、喷淋式、旋转式的一种或几种。
灭火装置经导线与电动控制系统联接。电动控制系统包括联动控制器、灭火控制盘、感温探测器、感烟探测器和报警器。联动控制器信号接收装置与感温探测器、感烟探测器和报警器由电路连接，联动控制器的控制输出电路与灭火控制盘相连，灭火控制盘经电路控制相关阀门、超低温泵的电机和蒸发器进液阀门。
电动控制系统六部电机：D1、D2、D3、D4、D5、和Dw。经电路分别与五个阀门和超低温泵电机连接。其中D1与蒸发器入口阀门连接；D2与超低温液体泵入口阀门连接；D3与超低温液体泵出口管放空阀连接；D4、D5与去保护区分流阀门连接；Dw与超低温液体泵电机连接。各阀门的开关均由所连电机正、反转来完成。阀门全开、全闭后，均有限位开关，使电机停转。
控制系统分手动和自动控制：
手动控制，接各电源开关QC、QD转换开关SA位于手动位置时，系统处于手动工作状态。
自动控制，当转换开关SA位于自动位置时，系统即处于自动控制状态。
灭火装置可安装在建筑物内，车、船、舰上和机场。
灭火装置的使用方法是：当发生火灾时，打开阀门组中的有关阀门，启动蒸发器。蒸发器开始工作，使储罐内保持所需要的正压，同时启动超低温液体泵，将罐内液氮经绝热管、喷嘴向火灾现场施放液氮。因自动控制系统的阀门组采用电动自控阀门，因此当保护区内发生火灾时，感烟探测器、感温探测器分别将采集到的信号送给联动控制器。联动控制器确认为火灾后，便向灭火剂控制盘、警报器发出指令。警报器报警，灭火控制盘执行操作。其操作程序是：打开阀门组中的有关阀门，启动蒸发器，启动超低温液体泵，将储罐内的液氮经绝热管、喷嘴向火灾现场施放，灭火剂液氮迅速急剧降低火场温度和空气中氧含量，使火熄灭。
本发明的优点是：结构简单、功能可靠、操作简便。所用灭火剂为液氮无毒、不导电、灭火迅速、不留痕迹，适用于存放文献、文物、档案、贵重物品等相对封闭的场所。尤其适用于大型油库、军施设施、军用舰、船、化学危险品库、弹药库等易燃易爆场所、机场、码头等保护区域的灭火。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明
图1为安装有电动控制系统灭火装置的结构示意图
图2为控制程序框图
图3为控制系统电路图
图4为泵阀电路图
图中，1-储罐，2-阀门，3-超低温液体泵，4-绝热管，5-喷嘴
6-联动控制器，7-灭火控制盘，8-感温探测器，9-感烟探测器
10-报警器，11-进液管，12-氮气管，13-放空管，14-蒸发器
15-充液阀门，16-净化阀门，17-压力表，18-液位计
19-安全阀，20-CRT显示系统，21-电路。BHQ-保护区
ZK-真空接口
具体实施方式
如图1所示，灭火装置由储罐1、蒸发器14、超低温液体泵3、阀门2、绝热管4和喷嘴5组成。储罐1是由一个圆柱形罐体、拱形封头外具真空夹套的不锈钢内胆和用铝泊缠绕其外的绝热外层组成。储罐1耐压为0.8MPa，其上安装有电接点压力表17、液位计18、安全阀19、放空管13。底部安装有充液阀门15、净化阀门16。储罐1一侧安装有蒸发器14，蒸发器14经进液管11和氮气管12与储罐1连通。储罐1另一侧底部经阀门2与低温液体泵3连通，超低温液体泵3经绝热管4与喷嘴5连接，构成液氮施放机构。超低温液体泵3耐低温(-196℃)、恒压不泄漏。喷嘴5可根据需要选用直流式、散流式、喷淋式或旋转式。绝热管4管路中需要弯曲或移动部分采用金属软管。
灭火装置与自动控制系统(结构如图2、3、4所示)相连，自动控制体系统包括联动控制器6、灭火控制盘7、感温探测器8、感烟探测器9和报警器10。联动控制器6信号接收装置与感温探测器8、感烟探测器9和报警器10由电路21相连，联动控制器6的控制输出与灭火控制盘7相连接；灭火控制盘7经电路21与电动自控阀门组2、超低温液体泵3的电机、蒸发器的进液阀相连接。同时，还可以配置彩色CRT显示监控系统(20)。
控制系统的六部电机D1、D2、D3、D4、D5、和Dw分别由电路与蒸发器进液阀2、泵的入口阀2、泵的出口放空阀2，去保护区两分流阀2和泵的电机相连，
储罐1内装有液氮，作为灭火剂。储罐1经常保持够量的液氮，其压力为0.2～0.65MPa，罐内液氮不会泄漏，但吸收环境热量后，会有少量液氮汽化，使罐内压力增高。当压力达到规定值时，安全阀19启动，部分氮气经放空管13排出，压力恢复到正常值。损失的这部分液氮可定期通过充液阀门15抽储罐1内补充。
当被消防区内发生火灾时，用手动方式开启阀门组2中的有关阀门，启动蒸发器14，蒸发器14开始工作，使储罐1内维持所需正压；启动超低温液体泵3，超低压液体泵3工作，将灭火剂从储罐1经绝热管4、喷嘴5向火灾现场施放。同时，由于本灭火装置与自动控制系统连接，因此也可以实现自动灭火，其灭火过程如下：一旦发生火灾，感温探测器8、感烟探测器9分别将采集到的信号送给联动控制器6，当联动控制器6确认为火灾后，向灭火控制盘7、警报器10发出指令，警报器10报警，灭火控制盘7执行操作，打开阀门组2中的有关阀门，启动蒸发器14，启动超低温液体泵3，将储罐1内的灭火剂液氮经绝热管4、喷嘴5向火场施放。

Claims (5)

1、以液氮为灭火剂的灭火装置，由储罐、管路和阀门组成，其特征在于液氮储罐(1)为具有圆柱形罐体，拱形封头外具真空夹套的不锈钢内胆和由铝泊缠绕其外的绝热外层组成，储罐(1)上装有电接点压力表(17)、液面计(18)、放空阀(13)安全阀(19)、储罐(1)下部中心位置装有充液阀门(15)，其一侧依次装有净化阀门(16)，和由进液管(11)、阀门(2)、蒸发器(14)和上端与储罐(1)连通的氮气管(12)组成的蒸发机构，另一侧装有由连在充液管上阀门(2)、超低温液体泵(3)、绝热管(4)和喷嘴(5)依次连接组成的液氮施放机构，
灭火装置具有自动控制系统，包括联动控制器(6)、灭火控制盘(7)、感温探测器(8)、感烟探测器(9)报警器(10)和CRT显示监控系统(20)，其间各部由电路(21)连接，联动控制器(6)的接收装置与灭火控制盘(7)、感温探测器(8)、感烟探测器(9)由电路(21)连接，联动控制器(6)的输出电路与灭火控制盘(7)连接，灭火控制盘(7)经电路(21)与阀门(2)、超低温液体泵(3)的电机和蒸发器(14)的进液阀(11)连接。
2、根据权利要求书1所述灭火装置，其特征在于超低温液体泵(3)的技术指标如下：
介质温度-196℃
进口压力0.2～0.65MPa
出口压力1.0～1.45MPa
扬程H＝80米
系统预冷时间≤15秒
3、根据权利要求1所述的灭火装置，其特征在于阀门(2)构成一个阀门组，均为电动自控阀门。
4、根据权利要求1所述的灭火装置，其特征在于喷嘴(5)为直流式，散流式、喷淋式、旋转式之中的一种或几种。
5、根据权利要求1所述灭火装置，其特征在于控制系统中的六部电机D1、D2、D3、D4、D5、和Dw经电路分别与下列阀门、电机连接，
D1进液阀(2)
D2超低温液体泵(3)的入口阀(2)
D3超低温液体泵(3)出口管放空阀(2)
D4去保护区分流阀(2)
D5去保护区分流阀(2)
Dw超低温液体泵(3)的电机
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