固定式高压水雾灭火系统 【技术领域】
本发明属于消防装置。
背景技术
卤代烷(译名哈龙)灭火系统是世界范围内广泛使用的一种高效、低毒灭火系统，但由于卤代烷灭火剂的使用将极大地损耗臭氧层。1987年联合国环保公约“蒙特利尔公约”明确提出：要求世界各国在21世纪初淘汰以哈龙(即卤代烷，如1211，1301等)为灭火剂的灭火系统。因此国内外消防行业对高效、环保型的能够取代卤代烷的新型消防系统有十分迫切的需求。
除卤代烷以外，其它常用的还有二氧化碳、惰性气体等气体灭火系统，这些气体灭火系统对人体有毒性或窒息作用，使用不安全，适用范围受到很大限制。随着对安全生产、环境保护的要求越来越高，采用水作为灭火介质的环保型消防产品已引起了广泛的重视。根据文献检索和调研，现有的低压单流体水喷雾灭火系统一般采用离心泵驱动，由于工作压力低，水雾化不充分，灭火效率较低，不能用于扑灭电气火灾，并且由于耗水量较大，灭火后引起的水渍污染严重。
图4为南京消防器材厂研制的中压气液双流体水雾灭火系统，该系统采用高压氮气作为动力源，系统工作压力3.5MPa，系统结构简单。但由于工作压力较低，水雾化不充分，耗水量较大，灭火效率低；由于使用气(氮气)、液(水)双相介质灭火，仍然具有气体灭火系统安全性差的缺点，在很多场合限制了其应用；由于其管网结构单一，加上高压气瓶容量有限，其持续灭火时间短，且只适用于对局部小范围进行消防保护。
图5为南京消防器材厂研制的水压泵驱动的中压单流体水雾灭火系统，泵组的工作压力3.5MPa，该系统虽然克服了气液双流体水雾灭火系统安全性差，持续灭火时间短的不足，但由于采用的元件工作压力较低，仍然存在水雾化不充分，耗水量较大，灭火效率不高的缺点，并且其喷嘴管网的结构只适用于对一个或多个较小的区域进行消防保护。
【发明内容】
本发明提供一种固定式高压水雾灭火系统，以克服现有技术存在的问题，实现安全、灭火效率高、耗水量少，保护面积大、持续灭火时间长、适用范围广地环保型自动灭火。
本发明的一种固定式高压水雾灭火系统，包括海、淡水液压泵[15]及其入口依次配置的手动开关阀[11]、过滤器[12]，海、淡水液压泵出口安装有溢流阀[17]、压力表[18]、高压细水雾喷头[25]，高压细水雾喷头所在区域装有感温或/和感烟探测器，由控制器控制系统的启动和停止；其特征在于：
(1)手动开关阀[11]之前连接水箱[5]、水箱入口装有由控制器控制的电磁开关阀[3]；
(2)海、淡水液压泵[15]和过滤器[12]之间并联安装有电磁开关阀[14]和手动开关阀[13]；
(3)多个高压细水雾喷头[25]与管路组成管网，海、淡水液压泵出口和管网之间设置并联安装的二位二通电磁/手动换向阀阀组[24]。
所述的固定式高压水雾灭火系统，其进一步特征在于：在水箱[5]上设有液位计[10]、排水阀[6]及自动补水装置；自动补水装置由依次串联的手动开关阀[1]、过滤器[2]、电磁开关阀[3]、手动开关阀[4]和水箱内的浮力球[9]、行程开关[7]和[8]组成；水箱水位带动浮力球升高或降低，通过行程开关[8]或[7]发送信号到控制箱，控制箱控制电磁开关阀[3]断开或接通。
所述的固定式高压水雾灭火系统，当被保护对象面积较大时，用多个单向阀组[27]将高压细水雾喷头[25]与管路组成的管网分为多个区域，每个区域入口设置并联安装的二位二通电磁/手动换向阀阀组[24]，每个区域分布有多个高压水雾喷头，每个区域装有一个感温或/和感烟探测器。
所述的固定式高压水雾灭火系统，在泵[15]的出口可以设置安全阀[20]、以限定系统最高工作压力，并可设有压力继电器[19]，当系统压力超值后发送信号到控制箱由其控制停机；在海、淡水液压泵[15]的出口管路的最低位置上可以设有测试或排水用的开关阀[21]。
所述的固定式高压水雾灭火系统，该系统中的海、淡水液压泵可由交流电机、直流电机、汽油机、油压马达或气马达中任何一种动力装置驱动；所采用的高压细水雾喷头可以是一种开式单喷头或组合喷头，在单喷头或组合喷头入口可设置有过滤网。
所述的固定式高压水雾灭火系统，该系统还可以采用一台动力装置驱动两台海、淡水液压泵，每台海、淡水液压泵出口配有溢流阀、压力表和单向阀，海、淡水液压泵的工作压力由溢流阀调节；系统可由一台泵工作，另一台泵卸荷，或两台泵同时工作。
本发明的固定式高压水雾灭火系统，可采用调节系统工作压力(5～14MPa范围内)或配置不同性能参数的喷头的方法，产生Dv0.1＝100μm、Dv0.9＝200μm的I级水雾或产生Dv0.1＝200μm、Dv0.9＝400μm的II级水雾(NFPA750中水雾粒径的分类标准)，以满足不同火灾类型对雾粒直径的要求。控制器接收行程开关以及感温或感烟探测器发出的信号，并能发出信号控制电磁阀开关阀、二位二通电磁/手动换向阀、报警器和交流电机的启停，控制器中还配有手动按钮，可以人工控制系统的启动和停止。当位于某区域的探测器检测到火灾发生时，探测器发出火灾信号给控制器，控制器使报警器发出警报的同时，启动泵入口的电磁开关阀，经延时后，启动电动机，并使控制该区域喷头工作的二位二通电磁/手动换向阀接通，泵产生的高压水(压力5～14MPa可调)便输送到位于该区域的高压水雾喷头。高压水在喷头中经过强烈的旋转后产生直径小于400μm的雾粒，通过表面冷却、窒息、乳化、稀释等作用机理达到灭火、控火、抑制火势或控温的目的。该系统不仅可采用淡水、海水作为灭火介质，而且可作为局部保护系统、分区保护系统或全淹没式保护系统使用。
该消防装置能自动完成火灾探测、报警、启动泵站、灭火等功能，且具有灭火效率高、耗水量少、无污染、适用范围广、保护面积大、持续灭火时间长、可靠性高、智能化控制等特点，是一种绿色环保型消防装置，适用于船舶行业、燃料库、航空飞机、电力电子设备、油气井及海上油气开采平台、建筑物、冶金、热轧、食品、医药及包装等行业的消防保护。
【附图说明】
图1是本发明一种实施例的工作原理图。
图2是系统对多个面积较小的对象进行保护，每个对象不分区时的一种实施状态。
图3为一台电动机带动两台泵时系统的实施状态。
图4为南京消防器材厂研制的中压双流体水雾灭火系统的工作原理图。
图5为南京消防器材厂研制的中压单流体水雾灭火系统的工作原理图。
上述图中的标号为：手动开关阀1、4、11、过滤器2、电磁开关阀3、14、水箱5、排水阀6、行程开关7和8、浮力球9、液位计10、过滤器12、手动开关阀13、海、淡水液压泵15、28、电动机16、溢流阀17、29、压力表18、31、32、压力继电器19、安全阀20、测试/排水用开关阀21、报警器22、控制器23、二位二通电磁/手动换向阀24、高压细水雾喷头25、感温/感烟探测器26、单向阀组27、单向阀30、33、压力开关34、选择阀35、控制盒36、动作试验装置37、手动控制盒38、放气显示灯39、高压氮气瓶40、储水瓶41。
【具体实施方式】
图1所示为本发明一种实施例，包括：手动开关阀1、4、11、过滤器2、电磁开关阀3、14、水箱5、排水阀6、行程开关7和8、浮力球9、液位计10、过滤器12、手动开关阀13、海、淡水液压泵15、电动机16、溢流阀17、29、压力表18、压力继电器19、安全阀20、测试/排水用开关阀21、报警器22、控制器23、二位二通电磁/手动换向阀24、高压细水雾喷头25、感温/感烟探测器26、单向阀组27。当被保护对象面积较大时，将保护对象划分成多个区域，每个区域分布有多个高压水雾喷头，并用单向阀组隔开。每个区域装有一个感温或(和)一个感烟探测器，以监测该区域是否有火灾发生。当某区域发生火灾时，位于该区域的感温或感烟探测器将发出信号给控制器，控制器在使报警器发出火灾警报的同时，使泵入口的电磁开关阀得电后接通，经延时后，控制器发出信号启动电动机，并使控制该区域喷头工作的二位二通电磁/手动换向阀得电接通，从而实现对保护对象的智能消防控制，避免了局部起火，系统中所有的喷嘴均需工作的缺点，最大限度地提高喷嘴的工作效率。此外，控制器中还配有手动按钮，可以人工控制系统的启动和停止。
通过调节溢流阀17使系统工作压力在5～14MPa范围内变化或配置不同性能参数的喷头，产生Dv0.1＝100μm、Dv0.9＝200μm的I级水雾或产生Dv0.1＝200μm、Dv0.9＝400μm的II级水雾(NFPA750中水雾粒径的分类标准)，以满足不同火灾类型对雾粒直径的要求。系统出口设置有安全阀20，其工作压力高于溢流阀，用于限定系统最高工作压力，压力继电器设定压力稍高于安全阀，用于系统超压时发出停机信号。
为了提高系统的工作可靠性，采取的措施有：1)在海、淡水液压泵[15]的入口配置有并联安装的电磁开关阀[14]和手动开关阀[13]；2)用于控制每个区域喷头工作的二位二通换向阀[25]均有电磁和手动两种驱动方式；3)在泵[15]的出口设置安全阀，以限定系统最高工作压力，并设有压力继电器[19]，当系统压力超值后自动停机；4)系统中所有电动或电磁驱动机构均有手动控制按钮；5)在喷嘴入口、水箱注水管路及泵入口设有过滤器。
在水箱[5]上设有人眼可观察到水位高度的液位计[10]、在清洗水箱或定期换水时使用的排水阀[6]及自动补水装置。自动补水装置由供水管路、手动开关阀[1]、过滤器[2]、电磁开关阀[3]、手动开关阀[4]、浮力球[9]、行程开关[7]和[8]组成。当水箱水位过高或过低时，浮力球升高或降低，通过行程开关[8]或[7]发送信号到控制箱，控制箱发出控制信号使电磁开关阀[3]失电断开或得电接通，使水箱水位始终保持在一定高度范围内。
在海、淡水液压泵[15]的出口管路的最低位置上设有测试或排水用的开关阀[21]，当系统安装完毕后可以测试系统的动作是否正常，或用于系统的定期检测；当系统工作完毕后，开关阀[21]打开，以排出管路的积水。
该系统中的海、淡水液压泵可由交流电机、直流电机、汽油机、油压马达或气马达等任何一种方式驱动。
图2是系统的另一种实施状态，当系统需要对一个或多个面积较小的对象进行保护，并且每个对象不需再分区时，喷头之间不设单向阀组，感温或感烟探测器、二位二通电磁/手动换向阀，可根据需要设置一个或多个。
图3所示的实施例中，该系统可以采用一台电机驱动两台海、淡水液压泵，每台海、淡水液压泵出口配有溢流阀、压力表和单向阀，海、淡水液压泵的工作压力由溢流阀调节；系统可由一台泵工作，另一台泵卸荷，或两台泵同时工作。