CN218671617U

CN218671617U - 气动排烟窗防失效保护系统

Info

Publication number: CN218671617U
Application number: CN202223145794.XU
Authority: CN
Inventors: 谢文苗; 李远路; 盛伟军; 吴存
Original assignee: SHANGHAI MEGA UNION ARCHITECTURAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANGHAI MEGA UNION ARCHITECTURAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2022-11-26
Filing date: 2022-11-26
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2032-11-26

Abstract

本实用新型涉及消防辅助设备技术领域，公开了一种气动排烟窗防失效保护系统，包括温感二氧化碳气瓶单元、压力瓶组单元、若干排烟窗单元，每组排烟窗单元配备一个温感二氧化碳气瓶单元，并连接至压力瓶组单元后连接至每个排烟窗单元的气动开窗机，火灾时如果出现断电断气情况下，温感二氧化碳气瓶单元受热打开释放二氧化碳，二氧化碳气体进入压力瓶组单元使压力瓶组单元的压力气体释放，释放后的压力气体推动阀门动作，阀门将压缩空气源切断的同时将压力瓶组单元内的压力气体输送至每个排烟窗单元的气动开窗机。本实用新型解决了一次性高压二氧化碳气瓶对设备的损坏问题，采用系统集中供气具有高可靠性和低成本的特点。

Description

气动排烟窗防失效保护系统

技术领域

本实用新型涉及消防辅助设备技术领域，尤其涉及一种气动排烟窗防失效保护系统。

背景技术

气动排烟窗系统通常是以压缩空气系统作为动力源，在消防联动控制信号的触发下驱动气动开窗机打开窗扇，从而实现排烟排热效果的自然排烟系统。相比于电动排烟窗系统，该系统具有适用范围广、环境影响小、使用寿命长与维护成本低等优点，为极冷、极热、潮湿等环境首选的自然排烟系统。

在火灾发生后，可能会出现断电断气的情况，此时，压缩空气站供失效，甚至消防信号也失效。此时，应该有应对突发火灾的情况的方法。

现有的技术中，有采用带小容量高压二氧化碳气瓶的单封气控保险阀作为防失效保护装置，该装置安装于单樘气动排烟窗上，当温感玻璃球随着火灾温度上升发生破裂，撞针刺破高压二氧化碳气瓶并封堵压缩空气的开窗进气口，气动开窗机在高压二氧化碳气体的作用下推动窗扇至完全开启，从而实现防失效保护功能。

这种装置只能触发1樘气动排烟窗，投入设备数量较多。高压二氧化碳气瓶，压力过高，开窗后对气动开窗机造成永久性损坏。另外，只能封堵压缩空气开窗进气口，受到关窗进气口的干扰，可靠性较低。每套装置每调试1次或使用一次就需要更换气瓶，维护困难，成本较高。

现有技术中还有采用带稍大容量高压二氧化碳气瓶的双封电控保险阀作为防失效保护装置，该装置安装在多樘气动排烟窗附近，当温控开关随着火灾温度上升发出开窗信号，控制装置接收到信号后立即给双封电控保险阀供电，该阀内的电磁体因通电迅速推动撞针刺破高压二氧化碳气瓶并封堵压缩空气的开关窗进气口，气动开窗机在高压二氧化碳气体的作用下推动窗扇至完全开启，从而实现防失效保护功能。

由于其采用温感开关触发方式，控制装置内需配置备用电源系统，当火灾发生时，有可能电源系统无法正常工作。另外，同样的，采用高压二氧化碳气瓶，也存在对管道与气动开窗机造成损坏的问题，以及每套装置每调试1次或使用一次就需要更换气瓶的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种气动排烟窗防失效保护系统，解决了一次性高压二氧化碳气瓶对设备的损坏问题，系统集中供气，具有高可靠性和低成本的特点。

本实用新型采取的技术方案是：

一种气动排烟窗防失效保护系统，其特征是，包括温感二氧化碳气瓶单元、压力瓶组单元、若干排烟窗单元，每组排烟窗单元连接一个温感二氧化碳气瓶单元，温感二氧化碳气瓶单元连接至压力瓶组单元，压力瓶组单元的出气口连接至每个排烟窗单元的气动开窗机，发生火灾时，所述温感二氧化碳气瓶单元受热打开释放二氧化碳，二氧化碳气体进入压力瓶组单元使压力瓶组单元的压力气体推动阀门打开，压力气体输送至每个排烟窗单元的气动开窗机，将排烟窗打开。

进一步，所述压力瓶组单元包括若干个氮气压力瓶，氮气压力瓶内氮气压力为0.8-1.6MPa。

进一步，所述温感二氧化碳气瓶单元包括温感撞针驱动阀和二氧化碳气瓶，所述温感撞针驱动阀上的温感玻璃球受热破裂后，驱动阀推动撞针刺破所述二氧化碳气瓶。

进一步，所述二氧化碳气瓶的容量小于1L。

进一步，所述氮气压力瓶上设置气动驱动器和瓶头阀，所述二氧化碳进入气动驱动器后，推动撞针刺破所述瓶头阀上的安全膜片，使氮气压力瓶打开。

进一步，所述压力瓶组单元的出气口通过气动先导换向阀后连接至每个排烟窗单元的气动开窗机，所述气动排烟窗防失效保护系统还包括压缩空气源，所述压缩空气源包括空压机、储气罐和干燥机，所述压缩空气源通过控制阀连接至所述气动先导换向阀，所述控制阀通过控制单元控制压缩空气流向，从而控制气动开窗机对排烟窗的启闭。

进一步，所述压力瓶组单元可充气重复使用。

进一步，所述排烟窗单元的数量为5-15个，所述压力瓶组单元包括3-8个压力瓶。

本实用新型的有益效果是：

（1）一套装置可触发10樘以上气动排烟窗，投入设备数量较少；

（2）采用温感玻璃球触发方式，无需供电，可靠性高；

（3）压力瓶组的输出压力可调，对设备及管道不会造成损坏；

（4）压力瓶组可循环充气使用，降低成本；

（5）温感二氧化碳气瓶单元可用小瓶的二氧化碳气瓶，容量小于1L。

附图说明

附图1是本实用新型的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型气动排烟窗防失效保护系统的具体实施方式作详细说明。

参见附图1，气动排烟窗防失效保护系统包括温感二氧化碳气瓶单元1、压力瓶组单元2、若干排烟窗单元3，每个排烟窗单元连接一个温感二氧化碳气瓶单元，压力瓶组采用氮气瓶，温感二氧化碳气瓶单元并接后连接至压力瓶组单元，压力瓶组单元的出气口通过气动先导换向阀后连接至每个排烟窗单元的气动开窗机。

发生火灾时，在出现断电断气情况下，所述温感二氧化碳气瓶单元受热打开释放二氧化碳，二氧化碳气体进入压力瓶组单元使压力瓶组单元的压力气体推动阀门打开，压力气体输送至每个排烟窗单元的气动开窗机，将排烟窗打开。

具体步骤为：第一步：发生火灾时，温感二氧化碳气瓶单元的温感撞针驱动阀上的温感玻璃球受热破裂后，驱动阀推动撞针刺破所述二氧化碳气瓶，释放高压二氧化碳；

第二步：高压二氧化碳进入压力瓶上的气动驱动器后，推动撞针刺破压力瓶瓶头阀上的安全膜片，使压力瓶打开；

第三步：压力气体推动气动先导换向阀打开，使压力气体输送至每个排烟窗单元的气动开窗机，将排烟窗打开。

由于氮气压力瓶可重复使用，只需更换瓶头阀上的膜片进行重新充气即可。

另外，还配备压缩空气源4和控制单元5，以满足日常排烟窗的启闭功能。压缩空气源连接一个控制阀至气动先导换向阀，控制单元对控制阀进行输气流向控制，以使从而控制气动开窗机对排烟窗的启闭。

火灾时，温感二氧化碳气瓶单元释放后的二氧化碳压力气体推动气动先导换向阀动作，阀门将压缩空气源切断的同时将压力瓶组单元内的压力气体输送至每个排烟窗单元的气动开窗机，从而将排烟窗打开。

所述压缩空气源包括空压机、储气罐和干燥机，通过管路输送压缩空气。

具体步骤为：第1步：用户发送开启或关闭排烟窗的信号指令给控制单元；

第2步：控制单元对控制阀进行压缩空气流向控制；

第3步：压缩空气经控制阀至气动先导换向阀后送至排烟窗单元的气动开窗机，实现对排烟窗的启闭。

防失效保护系统的工作机制为，温感二氧化碳气瓶单元的温感撞针驱动阀上的感温玻璃球随着火灾温度的上升而发生破裂，失去感温玻璃球限制的弹簧会推动撞针刺破小型高压二氧化碳气瓶，释放后的高压二氧化碳气体迅速进入氮气瓶上的气动驱动器后推动撞针刺破瓶头阀上的安全膜片，从而钢瓶组内的氮气会迅速释放并汇聚在一起进入每组排烟窗附近的气动先导换向阀。然后氮气推动阀芯换向后完成三个动作：第一，封堵开窗机的双位置双电控电磁阀的两个进气口，切断压缩空气系统的介入；第二，氮气进入气动开窗机的开窗腔体驱动开窗动作；第三，关窗腔体内的气体从该阀的消声器中排出。最终气动开窗机在氮气驱动下推动窗扇至完全开启，实现防失效保护功能。

为了防失效保护装置能够稳定且可靠运行，最重要的是合理地选择氮气瓶的容量和充装压力。根据压缩空气站设计手册，以下步骤可以作为设计参考：

1)通过对气动排烟窗受力分析计算，确定气动开窗机所需的缸径、行程和开启过程中所需要的最大工作气压，其中气动开窗机的安全使用压力范围是0～0.8MPa。

2)由缸径和行程可以计算出单台气动开窗机所需的耗气量，再计算出分区内所有气动开窗机在开窗过程中所需要的总耗气量：

D1：气动开窗机的缸径，单位：m

L1：气动开窗机的行程，单位：m

Q：单台气动开窗机的耗气量，单位：m3

Q1：分区内所有气动开窗机的总耗气量，单位：m3

N：分区内气动开窗机的数量，单位：台

3)通过分别测量氮气瓶组与气动先导换向阀之间、气动先导换向阀与气动开窗机之间的管道长度，并根据各自采用的管道内径计算出管道上的总耗气量：

D2：氮气瓶组与气动先导换向阀之间的管道直径，单位：m

D3：气动先导换向阀与气动开窗机之间的管道直径，单位：m

L2：氮气瓶组与气动先导换向阀之间的管道长度，单位：m

L3：气动先导换向阀与气动开窗机之间的管道长度，单位：m

Q2：氮气瓶组与气动先导换向阀之间管道的总耗气量，单位：m3

Q3：气动先导换向阀与气动开窗机之间管道的总耗气量，单位：m3

4)考虑到测量误差与管道接头处的泄露等因素，本文设置一个补偿系数来计算实现气动排烟窗完全开启所需要的总耗气量，一般取补偿系数1.2为宜：

5)因气动排烟窗管道系统内的最大工作压力是0.8MPa，所以先假设氮气释放后管道内的压力就是0.8MPa。为了确保系统安全可靠地使用，管道的设计压力也不宜超过1.6MPa，所以假设氮气瓶的充装压力就是1.6MPa。然后根据波义耳定律先来预估一个氮气瓶组的总容量。因为氮气较为稳定，释放前与释放后的温度变化不大，所以假设T1=T2：

P1：氮气释放后管道内的压力，单位：MPa

V1：气动排烟窗完全开启所需要的总耗气量，单位：m3

P2：氮气瓶的充装压力，单位：MPa

V2：氮气瓶组的总容量，单位：m3

T1：氮气在钢瓶内的温度，单位：℃

T2：氮气在管道内的温度，单位：℃

6)根据氮气瓶组总容量的预估值，从国标钢瓶规格表中合理选择氮气钢瓶规格和所需要配置的数量，然后使用波义耳定律再来反向计算氮气瓶的充装压力。因管道系统存在压力降的问题，为了保证最远处的气动开窗机也能获得所需要的最大工作压力，可以适当调高氮气瓶的充装压力，但是不能让释放到管道内的气压大于1.6MPa。

通过具体实验，本实用新型取得了预期的技术效果。样机采用了2个10L的钢瓶，充装1.6MPa压力的氮气，首次试验通过驱动2台气动开窗机的开启来验证该装置的可行性。为了保证管道系统的安全性，氮气瓶组汇聚释放口安装了气体单向阀和安全泄放阀。在首次试验过程中，观察到氮气释放后气动开窗机运行稳定，管道系统安全可靠，并未发现漏气损坏等异常情况。随后通过更换瓶头阀上的安全膜片并重新充装1.6MPa压力的氮气，经过50次重复试验后再对气动开窗机与管道进行了气密性试验，结果也没有发现漏气等异常现象。随后即将开展多樘气动排烟窗的开启试验，进一步观察该装置在实际应用场景下的可靠性与实用性。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种气动排烟窗防失效保护系统，其特征在于：包括温感二氧化碳气瓶单元、压力瓶组单元、若干排烟窗单元，每组排烟窗单元连接一个温感二氧化碳气瓶单元，温感二氧化碳气瓶单元连接至压力瓶组单元，压力瓶组单元的出气口连接至每个排烟窗单元的气动开窗机，发生火灾时，所述温感二氧化碳气瓶单元受热打开释放二氧化碳，二氧化碳气体进入压力瓶组单元使压力瓶组单元的压力气体推动阀门打开，压力气体输送至每个排烟窗单元的气动开窗机，将排烟窗打开。

2.根据权利要求1所述的气动排烟窗防失效保护系统，其特征在于：所述压力瓶组单元包括若干个氮气压力瓶，氮气压力瓶内氮气压力为0.8-1.6MPa。

3.根据权利要求1所述的气动排烟窗防失效保护系统，其特征在于：所述温感二氧化碳气瓶单元包括温感撞针驱动阀和二氧化碳气瓶，所述温感撞针驱动阀上的温感玻璃球受热破裂后，驱动阀推动撞针刺破所述二氧化碳气瓶。

4.根据权利要求3所述的气动排烟窗防失效保护系统，其特征在于：所述二氧化碳气瓶的容量小于1L。

5.根据权利要求2所述的气动排烟窗防失效保护系统，其特征在于：所述氮气压力瓶上设置气动驱动器和瓶头阀，所述二氧化碳进入气动驱动器后，推动撞针刺破所述瓶头阀上的安全膜片，使氮气压力瓶打开。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气动排烟窗防失效保护系统，其特征在于：所述压力瓶组单元的出气口通过气动先导换向阀后连接至每个排烟窗单元的气动开窗机，所述气动排烟窗防失效保护系统还包括压缩空气源，所述压缩空气源包括空压机、储气罐和干燥机，所述压缩空气源通过控制阀连接至所述气动先导换向阀，所述控制阀通过控制单元控制压缩空气流向，从而控制气动开窗机对排烟窗的启闭。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的气动排烟窗防失效保护系统，其特征在于：所述压力瓶组单元可充气重复使用。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的气动排烟窗防失效保护系统，其特征在于：所述排烟窗单元的数量为5-15个，所述压力瓶组单元包括3-8个压力瓶。