CN220608923U - 一种将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，包括：载车；灭火剂贮罐，用于注入全氟己酮灭火剂；二氧化碳压缩气瓶，用于储存二氧化碳压缩气体，增压电动阀，用于打开状态下将二氧化碳压缩气瓶中的二氧化碳压缩气体泵入灭火剂贮罐以形成全氟己酮灭火剂的饱和溶液，并在喷注灭火剂过处于打开状态；循环模块，用于将灭火剂贮罐下层的全氟己酮灭火剂从灭火剂贮罐顶部射入灭火剂贮罐内，以使灭火剂贮罐内全氟己酮灭火剂液体产生上下对流；监测模块，用于监测灭火剂贮罐内的温度、压力和液位；喷射模块，用于将液态全氟己酮灭火剂喷射为雾滴射流。通过上述装置将液态全氟己酮灭火剂喷射为雾滴射流。扩展了全氟己酮灭火剂的应用范围。
Description
技术领域
本实用新型属于消防领域，具体涉及一种将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置。
背景技术
无论民航飞机还是军用飞机，在机场消防保障方面都存在下述问题。
一是泡沫消防车难以扑灭飞机内部的火灾。
飞机外部除轮胎外并无可燃物，在机身内部装载有大量燃油等可燃物质。发生火灾时火焰先从机内燃起，在狭窄空间中快速扩展。如不能快速扑灭机内火灾，火焰很快烧穿机身，形成猛烈燃烧的大火。机场中配置的大功率泡沫消防车，喷射出的泡沫灭火剂适用于扑灭机体外部的大火，受机体表面蒙皮的阻隔，泡沫灭火剂无法射入机体内部，失火的飞机常在多辆泡沫消防车的扑救下烧毁。
战斗机的机内空间狭小，燃油箱和发动机紧靠在一起，加之机上安装有多种火工品，机腹弹舱内加挂有导弹，如不能快速扑灭机内火焰，此后的扑救难度更大。
二是机场内缺少化学气体灭火剂及其消防装置
有很高的灭火效能化学气体灭火剂，能够快速充满飞机舱内空间，以阻断燃反应烧链的方式熄灭舱内的火焰。在卤素灭火剂1211、1301因环保问题被禁止使用后，七氟丙烷气体灭火剂因自身特点，国内外未将其用于机场飞机和舰船的消防保障，并且因其产生温室效应问题，将被限制使用。全氟己酮灭火剂是清洁型的灭火剂，其灭火效率高于七氟丙烷灭火剂，是替代型灭火剂。但是，全氟己酮灭火剂在常温下是一种透明液体，沸点为49℃，密度为1.6g/cm3，将其作为气体灭火剂使用，存在着适用性的不足。自2001年美国3M公司研发出全氟己酮灭火剂以来，至今也没有解决将其喷射为气体灭火剂的技术问题，在文献资料上未检索到将其喷射为气体灭火剂的相关报道。
在我国以及美国的NFPA750 “细水雾规范”中，粒径在100µm以下的细水雾未被列入“细水雾规范”中。原因是，只有超声波振荡器可以制取100mm以下的加湿和景观雾滴，且难以大流量制备、远距离喷射，缺少灭火实用价值。规范将细水雾分为3级，第1级为粒径100～200µm的超细水雾，未指明由何种喷射器产生。第2级为粒径200～400µm的细水雾，可由高压喷嘴、双流喷嘴、部分冲撞式喷嘴产生。第3级为粒径400～1000µm的细水雾，可由中压喷头、小孔喷淋头、多种冲击式喷嘴产生。规范中回避了粒径小于100µm的超细水雾。采用超细多孔喷枪等，均可将全氟己酮灭火剂喷射为“细雾滴射流”，但喷射不远、流量太小，没有实用价值，
缺少化学气体灭火剂及其消防装置，是当前机场消防保障中的一个重要短板。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，以扩展全氟己酮灭火剂的应用范围。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：
一种将液态全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，包括：
载车，用于承载灭火剂贮罐和二氧化碳压缩气瓶；
灭火剂贮罐，用于注入全氟己酮灭火剂；
二氧化碳压缩气瓶，用于储存二氧化碳压缩气体，
增压电动阀，用于打开状态下将二氧化碳压缩气瓶中的二氧化碳压缩气体泵入灭火剂贮罐以形成全氟己酮灭火剂的饱和溶液，并在喷注灭火剂过处于打开状态；
循环模块，用于将灭火剂贮罐下层的全氟己酮灭火剂从灭火剂贮罐顶部射入灭火剂贮罐内，以使灭火剂贮罐内全氟己酮灭火剂液体产生上下对流；
喷射模块，用于将液态全氟己酮灭火剂喷射为雾滴射流。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：
（1）本实用新型针对全氟己酮灭火剂的以下特点进行工程技术的集成研发，解决了全氟己酮灭火剂问世以来无法将其喷射为气体灭火剂的难题。一是全氟己酮是一种溶剂，选择可溶性的二氧化碳气体作为溶质，在灭火剂贮罐内将大量二氧化碳气体溶解入全氟己酮溶液中(20℃时，在2.5和3.0MPa工作压力下，1体积的全氟己酮可分别溶解入110和150倍体积的二氧化碳气体)，当这种饱和溶液进入雾化喷枪中时，因压力降低二氧化碳从饱和溶液中离散出来，使溶液体积瞬间膨胀、流速加快，在雾化喷枪出口处喷射为D90粒径小于50μm的超细雾滴高射速射流。二是利用全氟己酮灭火剂的沸点和汽化热值远低于水的特点(其沸点为49℃，汽化热为88kj/kg，是水的汽化热值的1/25)，射程中超细雾滴与空气摩擦而快速汽化，生成全氟己酮灭火剂的气体射流。
（2）本实用新型中运用扩散型喷管的设计理念，在雾化喷枪内设计了扩散段和延伸段。在扩散段内因压力降低二氧化碳从全氟己酮灭火剂饱和溶液中逸出，使流体膨胀、流速增大，延伸段内外压差作用下进一步增速后高速射出，解决了粒径小于50μm的超细雾滴射流高速喷射的问题，在局部保护性灭火中，超细雾滴高速射流可直接射入火焰中，用于快速扑灭局部火灾。
（3）本实用新型车载1.2～1.5t的全氟己酮灭火剂，2支雾化喷枪可同时喷射出8～12kg/s流量的全氟己酮灭火剂气体射流，在机舱内迅速弥散开，发挥化学气体灭火剂进入火焰中阻断燃烧反应链的优势，快速扑灭飞机内部火灾，填补机场面临的化学气体灭火剂及其消防装置的空白，提高机场消防保证能力。
（4）本实用新型的将二氧化碳气体饱和溶解入全氟己酮灭火剂中，将其喷射为气体灭火剂的方法及其雾化喷枪，也适合在手提式、移动式灭火器，和管网式全氟己酮系统中应用，用于快速扑灭文物存储库、图书档案馆、数据中心等的初起火灾，大幅度提升灭火效率，灭火后不留痕迹。
附图说明
图1为本实用新型的一种车载的消防装置的结构示意图。
图2为本实用新型的雾化喷枪的结构示意图。
图3为力度分析报告截图。
图中标注：载车1、二氧化碳压缩气瓶2、减压器3、贮罐4、增压电动阀5、安全阀6、温度传感器7、液位计8、法兰盘9、排压电动阀10、压力传感器11、循环管道12、离心泵13、加注电动阀14、输入管道15、喷射电动阀16、输出软管17、雾化喷枪18、接头18-1、阀门18-2、扩散加速段18-3、延伸段18-4、加长段18-5、输出管道19、操控与显示装置20、数字显示屏20-1、总电门20-2、加注按钮20-3、喷射按钮20-4
实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。
本实用新型的一种将液态全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的方法，在灭火剂贮罐内使二氧化碳压缩气体饱和溶解入全氟己酮灭火剂中，当这种饱和溶液进入雾化喷枪中时，因压力降低大量二氧化碳气体分子从溶剂中离散出来，溶液体积瞬间增大密度降低，流速增大，在雾化喷枪出口处喷射为高射速的超细雾滴射流，超细雾滴与空气产生摩擦而气化，生成气态的全氟己酮灭火剂射流。
结合图1，本实用新型的一种车载的消防装置，由载车1、灭火剂贮罐4、二氧化碳压缩气瓶2、减压器3、增压电动阀5、安全阀6、温度传感器7、液位计8、法兰盘9、排压电动阀10、压力传感器11、循环管道12、离心泵13、加注电动阀14、输入管道15、输出软管17、雾化喷枪18、输出管道19、操控与显示装置20组成。所述的灭火剂贮罐4安装在载车1上，在灭火剂贮罐4内充装有全氟己酮灭火剂，在灭火剂贮罐4上方依次安装有电动阀5、安全阀6、温度传感器7、法兰盘9、电动阀10、压力传感器11，在所述的法兰盘9上安装有液位计8，在所述的贮罐4上安装有循环管道12，循环管道12上串接有离心泵13，所述的电动阀5通过软管经减压器3与二氧化碳压缩气瓶2相连。在所述贮罐4内的底部安装输出管道19，输出管道19通过电动阀16与输出软管17连接，输出软管17的端头连接有雾化喷枪18。在所述贮罐4内的底部安装有输入管道15，输入管道15上设有加注电动阀14。
所述灭火剂贮罐4，其容积为1.0～1.2m3，可装载全氟己酮灭火剂1.2～1.5t。所述安全阀6的开启压力为4.0-0.2MPa。
所述控制与显示装置20，在显示面版上安装有贮罐内的液位、压力、罐内温度、现场温度的数据显示屏，以及相关控制电门。
结合图2，所述雾化喷枪18，依次由接头81-1、阀门18-2、扩散加速段18-3、延伸段18-4、加长段18-5组成，在扩散加速段18-3出口处的截面直经R2，是进口处截面直经R1的3～3.5倍，扩散加速段18-3进口处的截面到出口处截面的长度L为R1的6～7倍，雾化喷枪喷射的全氟己酮灭火剂流量为4～6kg/s。在载车1的两侧各有1只雾化喷枪。
实施例
为车载灭火剂贮罐加注灭火剂的操作方法。在操控与显示装置20上打开总电门20-2，显示屏20-1亮起，按下加注按钮20-3，计算机控制排压电动阀10供罐体4内与外界大气相通，同时打开加注电动阀14，由加注设备输入的全氟己酮灭火剂经加注电动阀14输入贮罐4内，当液位器8显示全氟己酮灭火剂的液面上升至85％的位置时，计算机控制排压电动阀10和加注电动阀14关闭，同时打开增压电动阀5和接通离心泵13的电路，来自二氧化碳压缩气瓶2的二氧化碳压缩气体，经减压器3和增压电动阀5进入贮罐4内，离心泵13抽出灭火剂贮罐4下层的全氟己酮灭火剂，从贮罐4的顶部射入贮罐4内，使贮罐4内全氟己酮灭火剂液体产生上下对流，促使二氧化碳压缩气体饱和溶解入全氟己酮灭火剂中。离心泵13工作20min后，计算机关闭增压电动阀5、离心泵13，加注按钮20-2跳起，压力传感器11经显示屏数字显示灭火剂贮罐4内的气体压力应为2.5+0.5MPa。加注灭火剂的操作结束。
实施例
飞机舱内火灾扑救。以战斗机发动机舱火灾扑救为例，当发动机舱发生燃油泄漏时，发动机的炽热部件将燃油点燃，火灾首先从舱内燃起。载车1驶近失火的飞机，地勤人员协助打开发动机舱的相关舱口盖，车上消防人员拽出输出软管17和雾化喷枪18，枪口对向发动机舱口，另一人打开载车1的操控与显示装置20上的总电门20-2，按下操控与显示装置20上的喷射按钮20-4，自动接通增压电动阀5和喷射电动阀16的电路，打开雾化喷枪18上的阀门18-2，流量为2～4kg/s的全氟己酮灭火剂的饱和溶液进入雾化喷枪18，经接头18-1、阀门18-2、进入扩散加速段18-3中，由于扩散加速段18-3的出口处的截面直经Ф2，是进口处截面直经Ф1的3～3.5倍，流体在扩散加速段18-3中的压力降低，大量二氧化碳气体分子离散出来，使溶液的体积增大，在质量流量不变的情况下流速加快。扩散加速段18-3的长度L为R1的6～7倍，使流体有足够的“膨胀-增速”空间。之后进入延伸段18-4，在延伸段18-4出口处，溶液的压力降低到和外界大气压趋于相等，在压差作用下流体进一步增速，在出口处喷射为高射速的超细雾滴射流。射程中继续释放出微量二氧化碳气体的雾滴，与空气摩擦而气化，生成气态的全氟己酮灭火剂射流，射入发动机舱内，并快速弥散开。当舱内火焰周围空气中全氟己酮灭火剂气体的浓度大于6%时，可快速扑灭舱内大火。此时可操纵雾化喷枪18的阀门18-2断续喷射，保持舱内灭火浓度，等待舱内温度下降至火焰不复燃的温度，火焰不会再次复焰。
当火势较大时，为使消防人员适当远离火源，可在雾化喷枪上加装可自行锁紧的加长管18-5，加长管的长度在1mm左右。
本实用新型引入了扩散型喷管的设计理念，在雾化喷枪内设计了扩散段。当二氧化碳从全氟己酮灭火剂饱和溶液中逸出时，在扩散段内生成二氧化碳的压缩气体，压缩气体膨胀，高速射出。本实用新型的扩散段喷管射出的是气体和超细雾滴的二元射流。为使超细雾滴射流获得进一步的增速，有更远的喷射距离，本实用新型在扩散段后面增加了延伸段，利用延伸段与外界的压力差，使细水雾射流获得进一步的增速，从而实现了超细雾滴射流的远距离喷射。本实用新型中灭火器二氧化碳在1.5MPa压力下生成与全氟己酮灭火剂的饱和溶液，由雾化喷枪射出时生成超细雾滴的射流，经“激光水雾粒径检测仪”测试，其90%粒径在45µm范围内。见图3。二氧化碳气体在4.0MPa压力下生成的全氟己酮灭火剂饱和溶液，由雾化喷枪射出时生成的超细雾滴粒径则更小。
本实用新型中的大流量高射速的超细雾滴射流，是采用了在液体灭火剂中溶解入大量二氧化碳气体的非常规制取方法获得的，填补了粒径在100µm以下的超细雾滴灭火剂射流的制取和大流量喷射的技术空白。本实用新型将二氧化碳压缩气体溶解入全氟己酮灭火剂中，在不消耗其它能源、不改变现有灭火剂贮罐结构的情况下，解决了将全氟己酮液体喷射为高射速的超细雾滴射流和生成气体灭火剂的难题，在消防领域具有重大应用价值。
Claims (10)
1.一种将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，包括：
载车，用于承载灭火剂贮罐和二氧化碳压缩气瓶；
灭火剂贮罐，用于注入全氟己酮灭火剂；
二氧化碳压缩气瓶，用于储存二氧化碳压缩气体，
增压电动阀，用于打开状态下将二氧化碳压缩气瓶中的二氧化碳压缩气体泵入灭火剂贮罐以形成全氟己酮灭火剂的饱和溶液，并在喷注灭火剂过处于打开状态；
循环模块，用于将灭火剂贮罐下层的全氟己酮灭火剂从灭火剂贮罐顶部射入灭火剂贮罐内，以使灭火剂贮罐内全氟己酮灭火剂液体产生上下对流；
喷射模块，用于将液态全氟己酮灭火剂喷射为雾滴射流。
2.根据权利要求1所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述循环模块包括安装在灭火剂贮罐上的循环管道和串接在循环管道上的离心泵。
3.根据权利要求1所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述增压电动阀通过软管经减压器与二氧化碳压缩气瓶相连。
4.根据权利要求1所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述喷射模块包括输出管道、输出软管和雾化喷枪；
所述输出管道通过电动阀与输出软管连接，输出软管的端头连接有雾化喷枪。
5.根据权利要求4所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述雾化喷枪依次包括接头、阀门、扩散加速段、延伸段。
6.根据权利要求5所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述扩散加速段出口处的截面直经是进口处截面直经的3～3.5倍，扩散加速段长度是进口处截面直经的6～7倍。
7.根据权利要求5所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述雾化喷枪还设有加长段。
8.根据权利要求1所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述灭火剂贮罐还设有温度传感器、液位计、压力传感器。
9.根据权利要求1所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述贮罐内的底部安装有输入管道，输入管道设有加注电动阀。
10.根据权利要求1所述的将全氟己酮灭火剂喷射为气体灭火剂的装置，其特征在于，所述载车的两侧各有1只雾化喷枪。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |