阅读说明：本技术 一种无电非储压式灭火系统 (Electroless non-pressure storage type fire extinguishing system ) 是由 秦沛文 鲁锐华 张全学 郭春亮 黄昌龙 李铁斌 闫立帆 李颖 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明属于消防技术领域,提供了一种无电非储压式自动灭火系统,它包括感温气源(1)、气动管路(2)、气动启动器(3)、气体发生器(4)、灭火剂储罐(5)和喷淋管路(6)；所述感温气源、气动管路、气动启动器、气体发生器,依次连接；所述气体发生器与灭火剂储罐的第一口部连通,所述喷淋管路与灭火剂储罐的第二口部连通；所述感温气源用于感知环境温度并产生气体；所述气动管路用于将感温气源产生的气体输送至气动启动器并通过输送的气体压力触发动启动器动作；所述气动启动器用于在动作时点燃气体发生器；所述气体发生器用于产生气体驱动灭火剂储罐内的灭火介质经喷淋管路喷出。(The invention belongs to the technical field of fire fighting, and provides a non-electric non-pressure storage type automatic fire extinguishing system which comprises a temperature sensing air source (1), a pneumatic pipeline (2), a pneumatic starter (3), a gas generator (4), a fire extinguishing agent storage tank (5) and a spraying pipeline (6); the temperature sensing gas source, the pneumatic pipeline, the pneumatic starter and the gas generator are sequentially connected; the gas generator is communicated with a first opening of the fire extinguishing agent storage tank, and the spraying pipeline is communicated with a second opening of the fire extinguishing agent storage tank; the temperature sensing gas source is used for sensing the ambient temperature and generating gas; the pneumatic pipeline is used for conveying gas generated by the temperature sensing gas source to the pneumatic starter and triggering the starter to act through the pressure of the conveyed gas; the pneumatic starter is used for igniting the gas generator at the action time point; the gas generator is used for generating gas to drive the fire extinguishing medium in the fire extinguishing agent storage tank to be sprayed out through the spraying pipeline.)

一种无电非储压式灭火系统

技术领域

本发明属于消防领域，特别涉及一种无电非储压式自动灭火系统。

背景技术

消防领域现存灭火系统的反馈环节多需要供电支持，如紫外、红外、烟雾传感器等，灭火介质多采用采用储压式灭火剂瓶储藏，如七氟丙烷气瓶、惰性气体气瓶等，但通过大量应用案例暴露出了现存灭火系统的一些问题，例如：

(1)电反馈系统在因火灾先烧毁供电设施而断电的情况下失效。

(2)七氟丙烷灭火系统的七氟丙烷瓶在长期储存时存在压力降低的情况，5年左右需检修维护，高压气瓶本身就是危险源。

(3)使用内置式或外置式二氧化碳气瓶作为灭火剂喷出动力源的灭火系统存在冬季低温条件下因相变无法工作的情况，不适合在野外低温环境中使用。

(4)地下停车场内使用的感温玻璃泡启动的喷雾管网系统存在管路内压力不足或漏水的问题。

(5)采用伍德合金等易熔合金作为感温元件，同时采用弹簧拉线式启动方式启动灭火器的灭火系统，如厨房自动灭火系统，存在火灾响应慢的问题，此外，因弹簧弹力限制、拉线长度限制，致使感温元件和灭火剂储罐无法相距太远，导致灭火系统覆盖面十分有限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种无电非储压式灭火系统，它摆脱供电约束和反馈信号传输距离长的技术缺陷，能在野外低温环境中使用、且可以长期免维护，能广泛用于仓库、电力设备、舰船、工程车辆等的灭火。

本发明的技术方案在于：一种无电非储压式自动灭火系统，它包括感温气源、气动管路、气动启动器、气体发生器、灭火剂储罐和喷淋管路；所述感温气源、气动管路、气动启动器、气体发生器，依次连接；所述灭火剂储罐包括第一口部和第二口部，气体发生器与灭火剂储罐的第一口部连通，所述喷淋管路与灭火剂储罐的第二口部连通；所述感温气源用于感知环境温度并产生气体；所述气动管路用于将感温气源产生的气体输送至气动启动器并通过输送的气体压力触发气动启动器动作；所述气动启动器用于在动作时点燃气体发生器；所述气体发生器用于产生气体驱动灭火剂储罐内的灭火介质经喷淋管路喷出。

进一步的，上述感温气源包括消防感温玻璃泡、第一弹簧、第一撞针、第一针刺火帽、第一复合固体推进剂和联动机构；所述第一复合固体推进剂封装于壳体中，壳体底部的第一复合固体推进剂与第一针刺火帽的一端连接以被第一针刺火帽点燃，壳体顶部设置有开口与气动管路连通；所述第一撞针设置在第一针刺火帽的另一端并距离第一针刺火帽底端预定间距，第一撞针通过行程运动撞击第一针刺火帽使第一针刺火帽产生火焰，所述第一针刺火帽在第一撞针碰撞时点燃壳体中的第一复合固体推进剂；所述联动机构连接第一撞针、消防感温玻璃泡和第一弹簧，联动机构在与消防感温玻璃泡连接方向上当连接消防感温玻璃泡时使第一弹簧形成压缩力，当消防感温玻璃泡感温破裂时，第一弹簧压力释放，驱动联动机构运动，从而使联动机构带动其连接的第一撞针运动形成对第一针刺火帽的撞击力。

本发明的感温气源的具体方案可优选通过下列途径实现：还包括第二壳体和端帽；所述联动机构为横杆和竖杆形成的十字形连接结构；所述第一撞针包括顶端和连接底座，顶端靠近第一针刺火帽；所述横杆的一端垂直穿过第一撞针的连接底座，另一端垂直穿过竖杆中心与竖杆固定连接，形成连接部；第二壳体用于在与第一撞针同向平行的方向上使所述联动机构的竖杆、第一弹簧和消防感温玻璃泡连接：所述竖杆与撞针同向的一端连接消防感温玻璃泡，消防感温玻璃泡另一端固定在第二壳体上；第一弹簧套接在竖杆另一端上，第二壳体的另一端有通孔，端帽从第二壳体外侧与通孔连接固定以将第一弹簧设置在第二壳体和连接部之间的竖杆上；当所述联动机构的竖杆、第一弹簧和消防感温玻璃泡安装于所述第二壳体中时，第二壳体的两端分别与消防感温玻璃泡和端帽连接且所述第一弹簧处于被压缩状态；所述第一弹簧被压缩的高度大于第一撞针撞击端与第一针刺火帽撞击端之间预定间距。

更进一步的，上述弹簧的劲度系数为2～15N/mm，其被压缩的高度为5～20mm；消防感温玻璃泡的公称启动温度为93℃、141℃或182℃中的任意一种。

还进一步的，上述第一复合固体推进剂包括粘合剂、固化剂、氧化剂和降温剂；所述粘合剂为端羟基聚丁二烯和/或端羧基聚丁二烯，含量为按质量百分比计10％～40％；所述固化剂为甲苯二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯，含量为按质量百分比计0.5％～5％；所述氧化剂为高氯酸铵和/或硝酸铵，含量为按质量百分比计20％～60％；所述降温剂为偶氮二甲酰胺，含量为按质量百分比计20％～60％。

进一步的，上述气动启动器包括活塞、连接杆、第二针刺火帽、拔销、第二弹簧、第二针刺火帽、第二撞针和压帽；所述活塞的运动端面面向气动管路的出气口，以承接来自气动管路的气体压力，并在气体压力冲击下运动；所述连接杆一端与活塞连接固定，以随活塞运动，另一端连接拔销；所述拔销平行于活塞的运动方向，其一端与连接杆，另一端与第二撞针连接；所述第二撞针包括底座和底座上的弹簧套杆，撞针的尖端设置在底座外侧，底座内侧连接弹簧套杆，弹簧套杆上远离底座的端部设置有横穿孔，以与拔销连接，所述底座的外周尺寸大于第二弹簧的外周尺寸，所述弹簧套杆的外周尺寸小于第二弹簧的内周尺寸；所述压帽为两端开口的中空结构，其一端开口的外周尺寸位于第二弹簧的外周尺寸和弹簧套杆的外周尺寸之间，另一端开口的外周尺寸大于所述第二撞针底座的外周尺寸且与第二针刺火帽的外周尺寸匹配；所述第二撞针的弹簧套杆外侧套接第二弹簧从压帽中空部分穿过使其横穿孔与拔销连接时，第二弹簧以压缩状态被固定在端帽内；所述第二针刺火帽固定在压帽上靠近第二撞针底座的一端，且距离所述第二撞针底座的撞针尖端不大于所述第二弹簧被压缩的高度；第二针刺火帽的点火端连接气体发生器；所述第二撞针针尖方向上距离第二针刺火帽的间距不大于第二弹簧被压缩的高度；当活塞在气体冲击下运动带动连接杆运动使拔销从第二撞针弹簧套杆上的横穿孔拔出时，所述第二弹簧在压帽中的压缩被释放，使第二撞针撞击第二针刺火帽，实现气体发生器中产生气体。

更进一步的，上述活塞的横截面积不小于气动管路的通气截面积的4倍。

进一步的，上述气体发生器包括第二复合固体推进剂，所述第二复合固体推进剂包括粘合剂、固化剂、氧化剂、降温剂和安定剂；所述粘合剂为聚乙二醇，聚己二酸乙二酯和聚己酸内酯中的一种或多种的组合，含量为按质量百分比计10％～40％；所述固化剂为甲苯二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯，含量为按质量百分比计0.5％～5％；所述氧化剂为高氯酸铵和/或硝酸铵，含量为按质量百分比计20％～60％；所述降温剂为偶氮二甲酰胺和/或二羟基乙二肟，含量为按质量百分比计20％～60％；所述安定剂为2-硝基二苯胺和/或4-硝基苯胺，含量为按质量百分比计0.5％～5％。

进一步的，上述气动管路的外径不大于6mm，内径不大于4mm，所述气动管路与感温气源和/或气动启动器连接方式为卡套连接和/或焊接。

进一步的，上述气动启动器设置在灭火剂储罐第一口部外侧，所述气体发生器设置在灭火剂储罐第一口部内侧。

进一步的，上述气动启动器和气体发生器均设置在灭火剂储罐第一口部外侧，气体发生器的口部与灭火剂储罐第一口部连通。

本发明的原理是，感温气源受火烤后，产生一定压力的气体，气体通过气动管路传输至气动启动器，气体推动气动启动器内的活塞运动，启动气体发生器，气体发生器内的药剂被点燃后产生一定压力的气体推动灭火剂贮存罐内的灭火剂由喷淋管路喷出对着火点喷淋灭火剂。

可以看出，感温气源产生的气体由第一复合固体推进剂通过发生化学反应提供，主要成分为氮气、二氧化碳1种或2种组合；第一复合固体推进剂的热自燃临界温度不低于150℃；气体发生器产生的气体由第二复合固体推进剂通过发生化学反应提供，主要成分为氮气、二氧化碳、水蒸气中的1种或2种以上。

气动管路的材质为不锈钢、铜及铜合金中一种或2种以上组合，与其他部件的连接方式为卡套连接或焊接中的1种或2种组合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)整个系统不要供电，排除了因火灾烧坏供电线路而致使系统瘫痪的潜在威胁；

(2)气动管路有效传输距离长，可以根据需要，方便弯折且不影响动力气体传输。150m长内径为4mm不锈钢管路仅需在感温气源端有5g气体发生药剂(发气量400L/kg)工作的情况下，便能顺利启动管路另一端的气动启动器。

(3)免维护期长。由于感温气源和灭火剂储罐气体发生器内的复合固体推进剂使用寿命均可达到10年以上。罐体为非储压式，且整个系统未预先加压，正常情况下长期储存基本不存在灭火剂泄露的可能。

(4)可在野外低温环境中使用。采用特定耐低温型复合固体推进剂药剂和耐低温型灭火剂可使该系统在-40℃野外环境中使用。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1是本发实施例中的无电非储压式灭火系统结构组成示意图；

其中：1-感温气源；2-气动管路、3-气动启动器、4-气体发生器、5-灭火剂储罐、6-喷淋管路；

图2-3是本发实施例中的无电非储压式灭火系统结构的灭火剂储罐及气动启动器、气体发生器的外形示意图；

图4-5是本发明实施例中的感温气源的结构示意图；

其中：11-消防感温玻璃泡；12-第一弹簧；13-第一撞针；14-第一针刺火帽、15-第一复合固体推进剂、16-联动机构；

图6-7是本发明实施例中气动启动器的结构示意图；

其中：31-活塞、32-连接杆、33-拔销、34-第二弹簧、35-第二针刺火帽、36-第二撞针、37-压帽。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种无电非储压式自动灭火系统，其整体结构如图1所示，包括感温气源1、气动管路2、气动启动器3、气体发生器4、灭火剂储罐5和喷淋管路6；可以看出，感温气源1、气动管路2、气动启动器3、气体发生器4，依次连接；灭火剂储罐5包括第一口部和第二口部；气体发生器4与灭火剂储罐5的第一口部连通，喷淋管路6与灭火剂储罐5的第二口部连通；各部分的整体功用为：感温气源1用于感知环境温度并产生气体；气动管路2用于将感温气源1产生的气体输送至气动启动器3并通过输送的气体压力触发气动启动器3动作；气动启动器3用于在动作时点燃气体发生器4；气体发生器4用于产生气体以驱动灭火剂储罐5内的灭火介质经喷淋管路6喷出。灭火剂储罐5及其连接灭火剂储罐5时的外形图如图2和图3所示。

各部分的优选设计及结构如下：

感温气源1的结构图4所示，包括消防感温玻璃泡11、第一弹簧12、第一撞针13、第一针刺火帽14、第一复合固体推进剂15和联动机构16；第一复合固体推进剂15封装于壳体中，壳体底部的第一复合固体推进剂15与第一针刺火帽14的一端连接以被第一针刺火帽14点燃，壳体顶部设置有开口与气动管路2连通；第一撞针13设置在第一针刺火帽14的另一端并距离第一针刺火帽14底端预定间距，第一撞针13通过行程运动撞击第一针刺火帽14使第一针刺火帽14产生火焰；第一针刺火帽14在被第一撞针13撞击时点燃壳体中的第一复合固体推进剂15；联动机构16连接第一撞针13、消防感温玻璃泡11和第一弹簧12，联动机构16在与消防感温玻璃泡11连接方向上当连接消防感温玻璃泡11时使第一弹簧12形成压缩力，当消防感温玻璃泡11感温破裂时，第一弹簧12压力释放，驱动联动机构16运动，从而使联动机构16带动其连接的第一撞针13运动形成对第一针刺火帽14的撞击力。

可以看出，上述“联动机构16在与消防感温玻璃泡11连接方向上当连接消防感温玻璃泡11时使第一弹簧12形成压缩力，当消防感温玻璃泡11感温破裂时，第一弹簧12压力释放”通过以下更优选的方案实现：还包括第二壳体和端帽；所述联动机构为横杆和竖杆形成的十字形连接结构；所述第一撞针包括顶端和连接底座，顶端靠近第一针刺火帽；所述横杆的一端垂直穿过第一撞针的连接底座，另一端垂直穿过竖杆中心与竖杆固定连接，形成连接部；第二壳体用于在与第一撞针同向平行的方向上使所述联动机构的竖杆、第一弹簧和消防感温玻璃泡连接：所述竖杆与撞针同向的一端连接消防感温玻璃泡，消防感温玻璃泡另一端固定在第二壳体上；第一弹簧套接在竖杆另一端上，第二壳体的另一端有通孔，端帽从第二壳体外侧与通孔连接固定以将第一弹簧设置在第二壳体和连接部之间的竖杆上；当所述联动机构的竖杆、第一弹簧和消防感温玻璃泡安装于所述第二壳体中时，第二壳体的两端分别与消防感温玻璃泡和端帽连接且所述第一弹簧处于被压缩状态；所述第一弹簧被压缩的高度大于第一撞针撞击端与第一针刺火帽撞击端之间预定间距。上述结构形成的整体的感温气源的外形如图5所示。

其中，弹簧12的劲度系数为2～15N/mm，其被压缩的高度为5～20毫米；，以保证有效的压缩释放力；消防感温玻璃泡11的公称启动温度为93℃、141℃或182℃中的任意一种。

其中，第一复合固体推进剂15包括粘合剂、固化剂、氧化剂和降温剂；粘合剂为端羟基聚丁二烯和/或端羧基聚丁二烯，含量为按质量百分比计10％～40％；固化剂为甲苯二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯，含量为按质量百分比计0.5％～5％；氧化剂为高氯酸铵和/或硝酸铵，含量为按质量百分比计20％～60％；降温剂为偶氮二甲酰胺，含量为按质量百分比计20％～60％。

气动启动器3的结构如图6所示，包括活塞31、连接杆32、拔销33、第二弹簧34、第二针刺火帽35、第二撞针36和压帽37；活塞31的运动端面面向气动管路2的出气口，以承接来自气动管路2的气体压力，并在气体压力冲击下运动；连接杆32一端与活塞连接固定，以随活塞运动，另一端连接拔销33；拔销33平行于活塞31的运动方向，其一端与连接杆32，另一端与第二撞针36连接；第二撞针36包括底座和底座上的弹簧套杆，撞针的尖端设置在底座外侧，底座内侧连接弹簧套杆，弹簧套杆上远离底座的端部设置有横穿孔，以与拔销33连接，底座的外周尺寸大于第二弹簧35的外周尺寸，弹簧套杆的外周尺寸小于第二弹簧35的内周尺寸；压帽37为两端开口的中空结构，其一端开口的外周尺寸位于第二弹簧34的外周尺寸和弹簧套杆的外周尺寸之间，另一端开口的外周尺寸大于第二撞针36底座的外周尺寸且与第二针刺火帽35的外周尺寸匹配；第二撞针36的弹簧套杆外侧套接第二弹簧34，并从压帽38中空部分穿过使其横穿孔与拔销33连接时，第二弹簧34以压缩状态被固定在压帽37内；第二针刺火帽35固定在压帽37上靠近第二撞针36底座的一端，且距第二撞针36底座撞针尖端的间距不大于第二弹簧34被压缩的高度；第二针刺火帽35的点火端连接气体发生器4；当活塞31在气体冲击下运动带动连接杆32运动使拔销33从第二撞针36弹簧套杆上的横穿孔拔出时，第二弹簧34在压帽37中的压缩被释放，使第二撞针36撞击第二针刺火帽35，以启动气体发生器4并实现气体发生器4中产生气体。上述部件形成的气动启动器3的外形如图7所示。

其中，活塞31的横截面积不小于气动管路2的通气截面积的4倍。

其中，气体发生器4包括第二复合固体推进剂，第二复合固体推进剂包括粘合剂、固化剂、氧化剂、降温剂和安定剂；粘合剂为聚乙二醇，聚己二酸乙二酯和聚己酸内酯中的一种或多种的组合，含量为按质量百分比计10％～40％；固化剂为甲苯二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯，含量为按质量百分比计0.5％～5％；氧化剂为高氯酸铵和/或硝酸铵，含量为按质量百分比计20％～60％；降温剂为偶氮二甲酰胺和/或二羟基乙二肟，含量为按质量百分比计20％～60％；安定剂为2-硝基二苯胺和/或4-硝基苯胺，含量为按质量百分比计0.5％～5％。

气动管路2的外径不大于6mm，内径不大于4mm，气动管路2与感温气源1和/或气动启动器3连接方式为卡套连接和/或焊接。

气体发生器4有两种优选设置方案：气动启动器3设置在灭火剂储罐5第一口部外侧，气体发生器4设置在灭火剂储罐5第一口部内侧；或者，气动启动器3和气体发生器4均设置在灭火剂储罐5第一口部外侧，气体发生器4的口部与灭火剂储罐5第一口部连通。

比如，选择启动温度141℃的消防感温玻璃泡11，感温气源1内的消防感温玻璃泡11受火烤至141℃后破裂，引发弹簧12带动第一撞针13撞向第一针刺火帽14，第一针刺火帽14输出火焰并引燃感温气源1内的第一复合气体发生剂15，从而产生一定压力的气体，气体进而流入气动管路2，并流向气动启动器3，气动管路2输送而来的气体推动气动启动器3内的活塞31运动，活塞31带动连接杆32拔掉拔销32，第二弹簧34释放压缩力，带动第二撞针36的尖端撞击第二针刺火帽35，第二针刺火帽35输出火焰给气体发生器4；气体发生器4产生大量气体，对灭火剂储罐5内的灭火剂进行加压，当压力超过灭火剂储罐5内的设定压力时，灭火剂经由喷出管路6喷出对着火点实施扑救。

本实施例无电非储压式自动灭火系统的部分部件的性能参数见表1。

表1本实施例无电非储压式自动灭火系统的部件性能参数

上述的实施例仅作为本发明实施方案示例而非作为限制，可以采取其它的形式。以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。