CN206964916U - 内燃机车细水雾自动寻的灭火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，包括储液罐、系统控制器、蓄电池、摄像头、终端显示控制器；每个中压供水单元均由蓄电池为其供电；每个中压供水单元连通一细水雾自动寻的炮并为其提供1.2～1.8MPa压力范围的消防水；所述细水雾自动寻的炮通过紫外探测器探测火灾信号，先后启动水平转动组件和垂直红外探测器进行水平、垂直扫描，直到定位到着火部位后，启动中压供水单元，向细水雾自动寻的炮提供消防水，细水雾炮头能以不小于0.2m的覆盖直径向着火部位喷射细水雾。具有无环境污染、对防护对象破坏小、灭火高效等特点，并且泵组、管网及细水雾炮等关键部件采用中压设计，可在长期振动的环境中使用，无安全隐患。

Description

内燃机车细水雾自动寻的灭火系统

技术领域

本实用新型属于铁路机车固定灭火技术领域，尤其是涉及一种内燃机车细水雾自动寻的灭火系统。

背景技术

铁路机车是保障铁路交通正常运行的重要设施，同时具有很高的火灾风险，其中尤以内燃机车的火灾风险最为突出。由于内燃机车用油量及储油量大，且运行时内部温度高，排气管表面温度甚至高达500～800℃，大大超过柴油的燃点，一旦因老化、故障等导致高压油管及其接头泄漏，柴油遇到高温就会引发火灾，如得不到及时扑救控制，则可能造成重大火灾事故，尤其是当机车运行至铁路隧道内时，则会导致重特大火灾事故。不仅会损毁铁路机车，造成人员伤亡，而且需要较长时间关闭隧道、中断铁路运输，使得局部地区物资流动不畅，进而造成极大的社会影响。因此，内燃机车初期火灾的及时有效扑救十分重要。

在内燃机车火灾高危和高发部位配置有效的自动灭火系统，是扑灭机车初期火灾的重要措施，同时也是提升铁路交通火灾防控水平的关键。但是，目前国内外关于内燃机车自动灭火系统的研究仍不够深入，近些年探讨较多的高压瓶组式细水雾灭火系统用于内燃机车时，在占用空间、灭火效能、抗振性、安全性等方面均存在一定问题，无法满足内燃机车实际灭火应用需求。具体而言：

(1)内燃机车内部空间狭小，能够为灭火系统提供的安放空间有限。高压瓶组式细水雾灭火系统体积大，且对水质要求高，通常需要额外配备体积较大高压水箱，因此很难满足实际需求；

(2)内燃机车运行时内部存在一定通风，难以满足全淹没灭火应用条件，高压细水雾灭火系统的细水雾粒径小、动量和贯穿力不足，在非全淹没条件下的灭火性能难以满足实际需求；

(3)内燃机车运行时内部振动大，高压瓶组式细水雾灭火系统在抗振性、使用安全性方面存在一定问题和隐患。

此外，由于内燃机车内部发生火灾时首先会关停发动机，切断供电，因此传统泵组式细水雾等灭火系统因缺少供电而无法使用。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，以解决上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，包括布置于内燃机车车厢的内部储备有消防水的储液罐、系统控制器、蓄电池、摄像头、终端显示控制器；

储液罐经管道连通至少两个中压供水单元，每个中压供水单元均由蓄电池为其供电；

每个中压供水单元连通一细水雾自动寻的炮并为其提供1.2～1.8MPa压力范围的消防水；

所述细水雾自动寻的炮包括进水管、细水雾炮头、控制电路部件、水平红外探测器、垂直红外探测器、垂直转动组件、紫外探测器、水平转动组件；

所述进水管经管道与细水雾炮头连通；

所述控制电路部件通过信号控制线分别与水平红外探测器、垂直红外探测器、紫外探测器、垂直转动组件、水平转动组件连接；

所述水平转动组件与水平红外探测器、垂直转动组件三者相对固定，水平转动组件能带动水平红外探测器和垂直转动组件一同绕细水雾自动寻的炮的轴心转动；

所述垂直转动组件与细水雾炮头、垂直红外探测器三者相对固定，且垂直转动组件能驱使带动细水雾炮头和垂直红外探测器绕着与细水雾自动寻的炮的轴心相垂直的轴心转动。

进一步，所述中压供水单元包括直流电机、联轴器、容积泵、阀板；

所述直流电机通过联轴器与容积泵联接；

所述阀板开设有进水流道和出水流道，容积泵的进水口与阀板的进水流道连通，容积泵的出水口与阀板的出水流道连通；

在进水流道和出水流道之间还设有一平时其进水口与出水口之间为常闭状态的安全阀，安全阀1-17的设定值为1.6-1.8Mpa；

所述进水流道的通道中部与安全阀的出水口连通；

所述出水流道的通道中部与安全阀的进水口连通；

还包括有一感应出水流道内压力的压力传感器，当出水流道内供水压力超过安全阀设定值时，安全阀的进水口和出水口之间连通。

进一步，所述容积泵的进水口通过泵进水接头、阀板进水接头与阀板的进水流道的进水接口连通，所述容积泵出水口通过泵出水接头、阀板出水接头与阀板的出水流道的出水接口连通，所述阀板进水接头的末端设有进水接头螺堵，所述阀板出水接头的末端设有出水接头螺堵。

进一步，所述压力传感器输出信号接入控制器，当供水压力超过设定值时，PLC控制器向直流电机发出减速信号，降低容积泵的转速，以降低供水压力，直到下降至规定值以内。

进一步，所述直流电机采用无刷电机，适用电压选用24V至72V范围中的任何一种电压。

进一步，所述容积泵采用隔膜泵、柱塞泵、齿轮泵或叶片泵中的一种。

进一步，所述储液罐为常压罐，采用耐腐蚀高分子材料或不锈钢制作。

进一步，所述细水雾炮头采用多喷嘴设计，能够以不小于0.2m的覆盖直径向着火部位喷射细水雾，在工作压力为1.2-1.8MPa条件下，细水雾粒径主要集中在150μm-300μm范围内，喷射距离为4-8m。

进一步，所述终端显示控制器设置于司机室，或者机车驾驶人员方便操控的地方，能远程手动操控任意一台细水雾自动寻的炮，并能通过摄像头传输过来的现场图像实时观察火灾发展情况。

进一步，所述蓄电池采用内燃机车车载蓄电池，或单独配置，平时由机车发动机及充电设施补充电量。

相对于现有技术，本发明的有益效果及优点是：

(1)本实用新型采用细水雾自动寻的灭火技术，并通过调控供水压力为1.2-1.8MPa，控制细水雾雾滴粒径集中在150μm-300μm范围内，从而能够针对内燃机车初期火灾进行自动探测、自动定位和集中喷射细水雾，以较大细水雾供给强度、较高动量及贯穿力，快速扑灭燃油池火、流淌火、喷雾火等典型机车火灾，并防止复燃，解决了传统高压细水雾灭火技术细水雾粒径小、动量和贯穿力不足、受机车内通风及火羽流影响大、灭火效果差的问题；

(2)本实用新型中的中压供水单元采用直流电机和容积泵集成化设计，体积小、质量轻，并可直接利用内燃机车底部的蓄电池供电，不受内燃机车内部断电的影响，解决了普通泵组式细水雾灭火系统因采用交流电供电、占用空间大而无法在内燃机车使用的难题；

(3)本实用新型采用具有快速覆盖和高效乳化作用的细水雾添加剂，使得细水雾不但可以冷却油面，抑制燃油蒸发，而且可以在油面上迅速形成一层水膜及乳化层，使燃油与空气隔绝而灭火，并防止复燃，从而显著提升了细水雾对于泄漏燃油池火、流淌火的灭火速度和灭火效能，极大降低灭火用水量，缩小灭火系统体积，解决了传统细水雾灭火技术对于B类火控灭火速度慢、用水量大的问题；

(4)本实用新型中细水雾自动寻的灭火系统具有无环境污染、对防护对象破坏小、适用于扑救电器火等特点，并且泵组、管网及细水雾炮等关键部件采用中压设计，可在长期振动的环境中使用，无安全隐患。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型直流驱动一体泵主视图

图3为本实用新型中压供水单元侧视图

图4为图3中阀板的A向剖面示意图

图5为图4中阀板的B向剖面示意图

图6为实用新型系统结构布局俯视示意图

图7为本实用新型的细水雾自动寻的炮外部结构示意图

图8本实用新型的细水雾自动寻的炮去除下壳7-4后的内部结构示意图

图注：1中压供水单元，1-1直流电机，1-2联轴器，1-3容积泵，1-4阀板，1-5泵进水接头，1-6泵出水接头，1-7总进水口，1-8螺纹堵头，1-9总出水口，1-10压力传感器接口，1-11螺栓，1-12阀板进水接口，1-13阀板出水接口，1-14进水流道，1-15安全阀通道，1-16出水流道，1-17安全阀，1-18流通支路，1-19阀板进水接头，1-20阀板出水接头，1-21进水接头螺堵，1-22出水接头螺堵，2系统控制器，3储液罐，4消防水，5进水管道，6供水管道，7细水雾自动寻的炮，7-1进水管，7-2上壳，7-3齿轮罩，7-4下壳，7-5细水雾炮头，7-6水平红外探测器，7-7控制电路部件，7-8垂直红外探测器，7-9垂直转动组件，7-10紫外探测器，7-11水平转动组件，8摄像头，9终端显示控制器(司机室)，10摄蓄电池(内燃机车车载或单独配置)

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，包括布置于内燃机车车厢的中压供水单元1(图示为两个中压供水单元1)、系统控制器2、储液罐3、消防水4、进水管道5、供水管道6、细水雾自动寻的炮7、摄像头8、终端显示控制器9、蓄电池10，所述中压供水单元1的总进水口1-7通过进水管道5与储液罐3连通，所述中压供水单元1的总出水口1-9与供水管道6的输入口连通，所述供水管道6的输出口与细水雾自动寻的炮7连通，所述系统控制器2通过电源线分别与蓄电池12、中压供水单元1连接，通过信号控制线分别与摄像头8、终端显示控制器9、细水雾自动寻的炮7连接，由所述蓄电池10为中压供水单元1提供动力。

如图2、图3、图4和图5所示，所述中压供水单元1包括直流电机1-1、联轴器1-2、容积泵1-3、阀板1-4、泵进水接头1-5、泵出水接头1-6，所述直流电机1-1通过联轴器1-2与容积泵1-3连接，所述容积泵1-3进水口通过泵进水接头1-5、阀板进水接头1-19与阀板进水接口12连通，所述容积泵1-12出水口通过泵出水接头1-6、阀板出水接头1-20与阀板出水接口1-13连通，所述阀板进水接头1-19的末端设有进水接头螺堵1-21，所述阀板出水接头1-20的末端设有出水接头螺堵1-22，所述阀板1-4分别开设有进水流道1-14、安全阀通道1-15、出水流道1-16、压力传感器接口1-10，所述进水流道1-14与安全阀通道1-15之间、安全阀通道1-15与出水流道1-16之间、出水流道1-16与压力传感器接口1-10之间分别开设有流通支路1-18，所述安全阀通道1-15内部设有安全阀1-17，用于保护防止泵超压，当供水压力超过安全阀1-17设定值(1.6-1.8MPa)时，安全阀1-17自动打开，在常压的进水流道1-14和待压的出水流道1-16之间打开一条返流通道，即出水流道1-16内的待压消防水经流通支路1-18返流至进水流道1-14，进而泄压保护供水单元，所述安全阀通道1-15末端设有螺纹堵头1-8，所述压力传感器接口1-10连接有压力传感器(图中未示)，用于实时测量供水压力，压力传感器输出信号接入系统控制器2，当供水压力超过设定值时，系统控制器2向直流电机1-1发出减速信号，降低容积泵1-3的转速，以降低供水压力，直到下降至规定值以内，所述阀板1-4上还设有多个螺栓1-11，用于锁紧密封阀板1-4。

如图7和图8所示，所述细水雾自动寻的炮7包括进水管7-1、上壳7-2、齿轮罩7-3、下壳7-4、细水雾炮头7-5、水平红外探测器7-6、控制电路部件7-7、垂直红外探测器7-8、垂直转动组件7-9、紫外探测器7-10、水平转动组件7-11；

所述进水管7-1穿过上壳7-2和齿轮罩7-3，进水管7-1的输入口与供水管道6的输出口连通，所述进水管7-1的输出口与水平转动组件7-11的进水口连通，所述水平转动组件7-11的出水口与垂直转动组件7-9的进水口连通，所述垂直转动组件7-9的出水口通过管道与细水雾炮头7-5连通；

所述控制电路部件7-7通过信号控制线分别与水平红外探测器7-6、垂直红外探测器7-8、紫外探测器7-10、垂直转动组件7-9、水平转动组件7-11连接；所述细水雾自动寻的炮7外部壳体分为上壳7-2、齿轮罩7-3和下壳7-4。

所述水平转动组件7-11与水平红外探测器7-6、垂直转动组件7-9三者相对固定，水平转动组件7-11能带动水平红外探测器7-6和垂直转动组件7-9一同绕细水雾自动寻的炮7的轴心(如图7中7-1所指的进水管的轴心)转动。能实现该功能的结构有多种形式，比如水平转动组件7-11壳体固定安装于一可绕细水雾自动寻的炮7的轴心转动的连接盘上，水平转动组件7-11壳体内装有一电机，其电机轴联动一蜗杆，蜗杆与一涡轮啮合，涡轮轴心与细水雾自动寻的炮7的轴心重合且涡轮相对细水雾自动寻的炮7的壳体固定不动，则水平转动组件7-11的电机的转动，通过涡轮蜗杆副的啮合作用，最终驱使水平转动组件7-11相对于细水雾自动寻的炮7的轴心转动；当然，也可以采用齿轮与齿轮的啮合传动结构形式或其他结构形式；

所述垂直转动组件7-9与细水雾炮头7-5、垂直红外探测器7-8三者相对固定，且垂直转动组件7-9能驱使带动细水雾炮头7-5和垂直红外探测器7-8绕着与细水雾自动寻的炮7的轴心相垂直的轴心转动。能实现该功能的结构有多种形式，在此不再赘述。

为获得较好侦测及灭火效果，如图6所示，在内燃机机车内部，两个细水雾自动寻的炮7和两个摄像头8分别两两相对位于柴油发动机周围的四个角落上方。

工作原理：当紫外探测器7-10探测到火灾信号时，向控制电路部件7-7发送启动信号，控制电路部件7-7启动水平转动组件7-11开始水平扫描，直到水平红外探测器7-6自动定位到着火部位后，水平转动组件7-11停止水平扫描；然后控制电路部件7-7启动垂直转动组件7-9开始上下扫描，直到垂直红外探测器7-8自动定位到着火部位后，垂直转动组件7-9停止上下扫描；火灾定位完成后，控制电路部件7-7向系统控制器2发出报警信号，启动中压供水单元2，向细水雾自动寻的炮7提供消防水，细水雾炮头7-5以不小于0.2m的覆盖直径向着火部位喷射细水雾。

所述直流电机1-1采用无刷电机，电压选用24V至72V范围中的任何一种电压。

所述系统控制器2采用PLC设计，可实时调控所述直流电机1-1的开启和关闭以及蓄电池12的充放电。

所述容积泵1-3采用隔膜泵、柱塞泵、齿轮泵和叶片泵中的任何一种。

所述储液罐3为常压罐，采用耐腐蚀高分子材料或不锈钢制作。

所述细水雾炮头7-5采用多喷嘴设计，能够以不小于0.2m的覆盖直径向喷射细水雾，在工作压力为1.2-1.8MPa条件下，细水雾粒径主要集中在150μm-300μm范围内，喷射距离为4-8m。

所述终端显示控制器9设置在司机室，或者机车驾驶人员方便操控的地方，可远程手动操控任意一台细水雾自动寻的炮，并可通过摄像头8传输过来的现场图像实时观察火灾发展情况。

所述蓄电池10采用内燃机车车载蓄电池，或单独配置，平时由机车发动机及充电设施补充电量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：包括布置于内燃机车车厢的内部储备有消防水的储液罐、系统控制器、蓄电池、摄像头、终端显示控制器；

储液罐经管道连通至少两个中压供水单元，每个中压供水单元均由蓄电池为其供电；

每个中压供水单元连通一细水雾自动寻的炮并为其提供1.2～1.8MPa压力范围的消防水；

所述细水雾自动寻的炮包括进水管、细水雾炮头、控制电路部件、水平红外探测器、垂直红外探测器、垂直转动组件、紫外探测器、水平转动组件；

所述进水管经管道与细水雾炮头连通；

所述控制电路部件通过信号控制线分别与水平红外探测器、垂直红外探测器、紫外探测器、垂直转动组件、水平转动组件连接；

所述水平转动组件与水平红外探测器、垂直转动组件三者相对固定，水平转动组件能带动水平红外探测器和垂直转动组件一同绕细水雾自动寻的炮的轴心转动；

所述垂直转动组件与细水雾炮头、垂直红外探测器三者相对固定，且垂直转动组件能驱使带动细水雾炮头和垂直红外探测器绕着与细水雾自动寻的炮的轴心相垂直的轴心转动。

2.根据权利要求1所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述中压供水单元包括直流电机、联轴器、容积泵、阀板；

所述直流电机通过联轴器与容积泵联接；

所述阀板开设有进水流道和出水流道，容积泵的进水口与阀板的进水流道连通，容积泵的出水口与阀板的出水流道连通；

在进水流道和出水流道之间还设有一平时其进水口与出水口之间为常闭状态的安全阀，安全阀1-17的设定值为1.6-1.8Mpa；

所述进水流道的通道中部与安全阀的出水口连通；

所述出水流道的通道中部与安全阀的进水口连通；

还包括有一感应出水流道内压力的压力传感器，当出水流道内供水压力超过安全阀设定值时，安全阀的进水口和出水口之间连通。

3.根据权利要求2所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述容积泵的进水口通过泵进水接头、阀板进水接头与阀板的进水流道的进水接口连通，所述容积泵出水口通过泵出水接头、阀板出水接头与阀板的出水流道的出水接口连通，所述阀板进水接头的末端设有进水接头螺堵，所述阀板出水接头的末端设有出水接头螺堵。

4.根据权利要求2所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述压力传感器输出信号接入控制器，当供水压力超过设定值时，PLC控制器向直流电机发出减速信号，降低容积泵的转速，以降低供水压力，直到下降至规定值以内。

5.根据权利要求2所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述直流电机采用无刷电机，适用电压选用24V至72V范围中的任何一种电压。

6.根据权利要求2所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述容积泵采用隔膜泵、柱塞泵、齿轮泵或叶片泵中的一种。

7.根据权利要求1所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述储液罐为常压罐，采用耐腐蚀高分子材料或不锈钢制作。

8.根据权利要求1所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述细水雾炮头采用多喷嘴设计，能够以不小于0.2m的覆盖直径向着火区域喷射细水雾，在工作压力为1.2-1.8MPa条件下，细水雾粒径主要集中在150μm-300μm范围内，喷射距离为4-8m。

9.根据权利要求1所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述终端显示控制器设置于司机室，或者机车驾驶人员方便操控的地方，能远程手动操控任意一台细水雾自动寻的炮，并能通过摄像头传输过来的现场图像实时观察火灾发展情况。

10.根据权利要求1所述的内燃机车细水雾自动寻的灭火系统，其特征在于：所述蓄电池采用内燃机车车载蓄电池，或单独配置，平时由机车发动机及充电设施补充电量。